CN108885033A - 磁致热装置 - Google Patents

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CN108885033A CN201780019146.2A CN201780019146A CN108885033A CN 108885033 A CN108885033 A CN 108885033A CN 201780019146 A CN201780019146 A CN 201780019146A CN 108885033 A CN108885033 A CN 108885033A
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Abstract

本发明涉及一种磁致热装置,其包括磁场发生器和磁致热再生器装置,该磁场发生器设置成提供变化的外部磁场。磁致热再生器装置包括磁致热元件,其中磁致热元件包含磁致热材料,并且其中磁致热再生器装置设置成暴露于磁场发生器的变化的外部磁场。此外,本发明的特征在于磁致热装置还包括绝缘装置,其中该绝缘装置设置成使得磁致热再生器装置由绝缘装置密封地包围。

Description

磁致热装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的磁致热装置,特别是磁致热热泵。
背景技术
由于磁致热材料在外部磁场的施加和去除下改变了自身的温度,因此磁致热材料可以用于泵热。
磁致热效应在向合适的磁致热材料施加外部磁场期间以及在其居里温度附近的环境温度下发生。所施加的外部磁场导致磁致热材料的随机排列的磁矩从无序顺磁相排列为有序铁磁相并因此导致磁相变,该磁相变也可以被描述为材料的居里温度的诱导升高到环境温度之上。这种磁相变意味着磁熵ΔSmag的减小并且在接近绝热过程(与环境温度的热绝缘)通过声子产生来引起磁致热材料的晶格的熵贡献的增加以便在绝热条件下保存熵。由于施加外部磁场,因此发生磁致热材料的升温(ΔT)。
在技术冷却应用中,这种额外的热通过向环境散热器的传热而从材料去除。热通过传热介质从材料输送到环境散热器。水是用于从磁致热材料去除热的传热介质的示例。对于低于0℃的温度,可以向水中加入防冻添加剂,例如乙烯或丙二醇、乙醇或盐。
随后,除去外部磁场可以被描述为居里温度下降回到磁致热材料的初始温度之下,并且因此允许磁矩恢复为随机布置。在几乎绝热——即与环境温度热隔离——的条件下去除外部磁场,这意味着***内的总熵保持不变。由于磁熵在没有外部磁场的情况下增加至其起始水平,磁致热材料自身的晶格的熵贡献减少,并且因此在几乎绝热过程条件下引起磁致热材料冷却至初始温度之下。
在设备应用中,所描述的包括磁化和消磁的过程循环典型地定期进行。
文献US 2012/0031107 A1描述了一种热发生器,其具有至少一个热模块,该热模块包括至少两个磁致热元件。该热发生器的特征在于它包括至少两个磁性组件,其中一个磁性组件使热模块的至少一个磁致热元件经受交替的磁相。该热发生器的特征还在于它包括热绝缘体,该热绝缘体使磁性组件彼此绝缘并且形成包括一个磁性组件及其相应的磁致热元件的热绝缘单元。
发明内容
现有技术的设计可以被改进。本发明的目的在于创建一种改进的磁致热装置。具体而言,本发明的一个目的在于减少磁致热材料的环境与磁致热材料自身之间的温差所导致的热泄漏。
根据本发明,使用如权利要求1中定义的磁致热装置来实现该目的。
本发明提供了一种磁致热装置,特别是磁致热热泵,其包括:
-磁场发生器,磁场发生器优选由磁体组件形成,其设置成提供变化的外部磁场,优选地提供定期变化的外部磁场,
-磁致热再生器装置,其包括磁致热元件,优选地包括多个磁致热元件,其中磁致热元件包含磁致热材料,并且其中磁致热再生器装置设置成暴露于磁场发生器的变化的外部磁场。
根据本发明,磁致热装置还包括:
-绝缘装置,其中该绝缘装置设置成使得磁致热再生器装置由绝缘装置密封地包围。
根据本发明的磁致热装置有利地在包含磁致热材料的磁致热元件周围设置了绝缘装置。特别地,磁致热元件与磁体组件和/或周围环境之间的导热率与不存在围绕磁致热元件的绝缘装置的磁致热装置相比降低。
通过提供降低的导热率,根据本发明的磁致热装置实现了减少的热泄漏量并且因此对于给定输入功而言可以泵送更多热,这使得磁致热装置的效率提高。除了低导热率之外,磁致热装置的部件的低热传递可以有利地降低磁致热装置的总传热系数。特别地,绝缘装置可以防止或减少水冷凝、冻结、或到周围环境的传热、或***中的通过周围环境热连接的处于不同温度下的构件之间的传热。自然对流的传热系数通常小于10W/m2/K。相反,由于冷凝而引起的传热通常导致传热系数大于100000W/m2/K,而由旋转磁场发生器强制的对流可导致传热系数大于100W/m2/K。因此,特别有利的是提供一种磁热装置,其中绝缘装置可以减少由于冷凝和/或由旋转磁场发生器强制的对流而引起的传热。
根据在由周期性变化的外部磁场触发的磁化和退磁阶段期间磁致热材料的加热和冷却,磁致热装置的最高温度梯度通常在磁致热元件的周围。因此,特别有利的是将绝缘装置设置在磁致热元件的周围。
绝缘装置的又一优点在于,磁致热再生器装置受到保护以防诸如水、灰尘或污物的环境影响。这对于允许磁致热装置的室外使用或在高湿度房间中使用磁致热装置特别有利。
根据本发明的磁致热装置可以是设置成被用作冷却装置或加热装置的磁致热热泵。更具体地,磁致热装置可以是酒柜、冰箱、冷冻库或空调装置。
以下将描述根据本发明的权利要求1的磁致热装置的改进。
在一个优选改进中,磁致热装置还包括流体引导***,该流体引导***包括至少第一通道和第二通道,至少第一通道和第二通道设置成将流体经第一通道引导到磁致热再生器装置并且引导流体经第二通道离开磁致热再生器装置,并且其中绝缘装置还包括用于使流体经过所述至少第一通道和第二通道的流通部。所述至少第一通道和第二通道通常设置成用于提供经流通部到达位于绝缘装置外部的热交换器的流体引导***的流体流。为了使绝缘装置不干扰热交换器的热交换,热交换器设置在绝缘装置的外部是特别有利的。
在一个优选改进中,绝缘装置是绝缘外壳。一个优选变型的绝缘外壳至少部分地不与磁致热再生器装置相接触。此外,绝缘外壳被充填或适合被充填绝缘物。绝缘外壳可以是封壳或封罩,并且它可以由诸如玻璃、金属或塑料的不同材料制成。它也可以被设置为充填有空气或充填有又一种流体作为绝缘物的泡沫。设置绝缘外壳是有利的,因为该外壳可以容易地设置成使得磁致热再生器装置由绝缘外壳密封地包围。根据本发明的磁致热装置因此与现有技术磁致热装置相比可以引起廉价和简单的附加生产工序。
在前一改进的一个优选变型中,绝缘物具有比大气低的导热率。这对于提供磁致热再生器装置的热绝缘而言是特别有利的。在另一变型中,绝缘物具有更高的导热率,例如与被充填泡沫的绝缘外壳的情况一样。
在一个替换改进中,绝缘装置是绝缘涂层,其与磁致热再热装置装置完全接触。绝缘涂层可以是例如泡沫、清漆、涂料或箔。绝缘涂层可以有利地保护磁致热元件以防诸如雨、灰尘或污物的环境影响。通过自动化的生产工序来提供密封地包围磁致热装置的绝缘涂层特别简单。
在磁致热装置的一个优选改进中,流通部设置成在绝缘外壳与所述至少第一通道和第二通道之间留出间隙,并且设置了密封构件以密封该间隙。在该改进的一个变型中,所述至少第一通道和第二通道构造成相对于外壳转动,并且密封部件形成为旋转密封件或密封轴承,从而在密封所述至少第一通道和第二通道与绝缘外壳的间隙的同时允许所述至少第一通道和第二通道的转动。这对于磁致热装置会是特别有利的,其中第一通道和第二通道集成在使磁场发生器相对于磁致热再生器装置旋转的曲轴中。
此外,密封部件可以被选择成将该构件与绝缘外壳热隔离。在该改进的一个变型中,这通过使用具有比制作绝缘材料和轴的材料低的导热率的材料来实现。该材料可以是陶瓷材料、聚合材料、金属或具有比较低的导热率的金属合金,或其组合。此外,该形状可以使得有利地存在用于从该构件向绝缘外壳导热的小截面,或多孔或中空结构可以减少所述至少第一通道和第二通道与绝缘外壳之间的热连接。
在又一个优选改进中,磁致热装置还包括充填阀,其设置在绝缘外壳处并且构造成允许为绝缘外壳充填绝缘物。充填阀可以提供用于为磁致热装置充填绝缘物的舒适方式。在一个变型中,充填阀还构造成允许清空绝缘外壳,特别是清空到合适的绝缘物储存箱中。这对于改变绝缘物或修理磁致热装置的部件会是有利的。在磁致热装置工作期间,该改进的充填阀设置成密封由密封阀提供的绝缘外壳的阀开口。在一个优选变型中,绝缘外壳可以通过使用相应的充填装置仅经由充填阀进行充填,所述充填装置是关于充填阀的设计构造的。
在又一改进中,绝缘物是干燥气体(dry gas)。在该开发方案的一个变型中,干燥气体包括干燥空气和/或诸如氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气的惰性气体。与在25℃的温度下具有约0.024W/(mK)的导热率的大气相比,在25℃的温度下,氩气具有约0.016W/(mK)的导热率并且氪气具有约0.009W/(mK)的导热率。因此,该变型的绝缘物可有利地降低磁致热元件周围的导热率。
在又一个改进中,绝缘物包括泡沫,优选与气体结合的泡沫。在该改进的一个变型中,泡沫与固体结合,固体例如为研磨石墨,其可以导致绝缘物的有利的低导热率。
在磁致热装置的又一改进中,在绝缘装置中、优选地在设置于绝缘装置内的支托中设置有干燥剂。干燥剂可以额外地支持绝缘物的干燥。因此,干燥剂可以减小磁致热元件周围的导热率并因此有利地提高磁致热装置的效率。在该改进的一个优选变型中,干燥剂优选由有利地设置在绝缘装置内的支托中的惰性物质形成。由此,设置在支托中的干燥剂也与绝缘物相接触以便支持绝缘物的干燥。此外,干燥剂的另一优点在于,在泄漏并且湿气因此逐渐渗透到绝缘装置中的情况下,它可以在工作期间以及工作数天和数年后干燥该湿气而不必对***进行维护。干燥剂的非限制性示例是二氧化硅、硅胶、氯化钙、金属有机骨架材料、设置在绝缘装置内的分子筛、氧化铝、钙、氧化钙、氢氧化钙、硫酸钙、碳酸钾、氢氧化钾、硫酸铜、氢化铝锂、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸镁、沸石和超吸收物。
在又一优选的改进中,磁场发生器和磁致热再生器装置均位于绝缘装置中。在该改进的一个优选变型中,磁场发生器包括第一磁体和第二磁体,并且磁致热再生器装置设置在由第一磁体和第二磁体形成的磁隙中。在该改进中该磁隙可以是小的磁隙,因为磁隙位于绝缘装置中,使得因此绝缘装置不位于磁隙中。减小的磁隙增加了外部磁场。因此,小磁隙可以提高磁致热装置的效率并由此降低在磁致热装置工作期间发生的成本。特别地,如果磁隙小,则该改进的磁场发生器可以以小尺寸提供。由此,可以降低磁场发生器的材料和生产成本。该改进的绝缘装置优选由绝缘外壳形成。绝缘外壳允许甚至在磁致热装置的小磁隙内设置绝缘体。
在磁致热装置的又一改进中,磁致热装置的所有其它部件位于绝缘装置中。其它部件可以是使磁致热再生器装置相对于磁场发生器旋转的电机和将电机与磁致热再生器装置或磁场发生器连接的曲轴。连接到磁致热装置的流体引导***的热交换器不是根据该改进的其它部件。为了绝缘材料不干扰热交换器的热交换,热交换器设置在绝缘装置的外部。优选地,该改进的磁致热装置的绝缘装置构造成提供用于电连接器的通路,以便从绝缘装置的外部为绝缘装置内部的电机提供电力。
在又一改进中,绝缘外壳形成为可抽的真空室。如果气体中的颗粒的平均自由程大于绝缘外壳的壁之间的距离或者绝缘外壳中的其它构件——优选处于不同相对温度下的那些部件——之间的距离,更优选地大于磁致热再生器与磁体组件之间的距离,尤其是磁致热再生器与磁体组件之间的最短距离,则绝缘外壳中的气体的导热率仅取决于压力水平,即与压力水平成比例。因此,磁隙越小,压力水平越大,而不会减小导热率与压力水平之间的比例依赖性。中度真空中颗粒的平均自由程可以大于几米。因此,通过减少绝缘外壳中的气体颗粒的量,可以根据低于大气压的压力水平来降低导热率。流体中的颗粒的平均自由程还取决于颗粒的质量。因此,使用重质气体作为绝缘物以便减小平均自由程并因此降低绝缘物的导热率会是有利的。
在一个优选的改进中,磁致热装置包括曲轴,该曲轴设置和构造成在磁致热装置工作期间使磁致热再生器装置和磁场发生器相对于彼此移动,并且其中绝缘装置允许从绝缘装置的外侧接近曲轴。该接近优选地由绝缘装置的又一开口提供,其中该开口设置成在绝缘装置与曲轴之间留出轴间隙,并且设置轴密封部件以密封轴间隙。在一个变型中,轴密封部件形成为旋转密封件或密封轴承,从而在密封曲轴与绝缘装置的间隙的同时允许曲轴旋转。
此外,轴密封可以被形成为将轴与绝缘装置热隔离。在一个变型中,这通过使用具有比制作绝缘材料和轴的材料低的导热率的材料来实现。该材料可以是陶瓷材料、聚合材料、金属或具有低导热率的金属合金,或其组合。此外,该形状可以使得有利地存在用于从轴向绝缘装置导热的小截面,或多孔或中空结构可以减少曲轴与绝缘装置之间的热连接。
在又一改进中,磁致热装置还包括支撑结构,该支撑结构设置成支撑磁场发生器和磁致热再生器装置,并且其中绝缘装置允许从绝缘装置的外侧接近支撑结构以允许将磁致热装置附接到外部物体上。支撑结构可以提高磁致热装置的坚固度。根据该改进的所述接近可以由设置成经由螺钉将支撑结构附接在外部物体上的螺孔提供。在一个变型中,支撑结构还设置成在绝缘装置与磁致热再生器装置之间提供随时间变化而恒定的距离。
在又一改进中,磁致热装置包括至少又一个磁致热再生器装置,其包括又一磁致热元件,其中该又一磁致热元件包含磁致热材料,并且其中该又一磁致热再生器装置设置成暴露于变化的外部磁场,并且其中设置了又一绝缘装置,使得又一磁致热再生器装置位于绝缘装置中。该又一磁致热再生器装置可以增加暴露于外部磁场的磁致热材料的总量并因此提高磁致热装置的效率。或者,一个绝缘装置可以设置用于第一和任何又一磁致热再生器装置两者。这可以降低这种组合***的成本。
绝缘外壳可以由金属、优选地诸如金属板、优选不锈钢的薄金属制成。或者,可以使用塑料,优选工程塑料,例如PVC、ABS、Ultrason等。此外,绝缘外壳可以是磁致热热泵或磁致热热泵为其一部分的装置的另一构件的一部分。这例如可以是一般而言冰箱、空调或热泵的壳体或绝缘物或支撑结构。
附图说明
参考下文描述的实施例,本发明将是显而易见的并且将被阐明。
在下文中,附图示出:
图1是根据本发明的磁致热装置的第一实施例,其中绝缘外壳位于磁场发生器的磁隙中;
图2是根据本发明的磁致热装置的第二实施例,其中磁场发生器和磁致热再生器装置位于绝缘外壳中,而磁致热装置的电机位于绝缘外壳的外部;
图3是根据本发明的磁致热装置的第三实施例,其中磁致热装置的磁场发生器、磁致热再生器装置和电机位于绝缘外壳中。
具体实施方式
图1示出根据本发明的磁致热装置100的第一实施例,其中由绝缘外壳110形成的绝缘装置105位于磁场发生器120的磁隙125中。
该第一实施例的磁致热装置100为磁致热的热泵,该热泵包括磁场发生器120和磁致热再生器装置130,磁场发生器120包括在第一磁体组件126与第二磁体组件128之间的磁隙125,磁致热再生器装置130布置在磁隙125中。磁致热再生器装置130包括多个磁致热元件132,其中每个磁致热元件132包含磁致热材料135,并且其中磁致热再生器装置130设置成暴露于由磁场发生器120提供的周期性变化的外部磁场122。
磁致热装置100还包括流体引导***140,该流体引导***包括第一通道141、第二通道142、第三通道143和第四通道144,并被设置成将冷流体经第一通道141引导到磁致热再生器装置130并引导冷流体经第二通道142离开磁致热再生器装置130,并且将热流体经第三通道143引导到磁致热再生器装置130并引导热流体经第四通道144离开磁致热再生器装置130。流体由此根据磁致热热泵100的作用周期的磁化和退磁阶段而被引导,其中作用周期在现有技术中是公知的。经第二通道142被引导离开磁致热再生器装置130的冷流体在它再次经第一通道141被引导到磁致热再生器装置130之前被引导到第一热交换器146。经第四通道144被引导离开磁致热再生器装置130的热流体在它再次经第三通道143被引导到磁致热再生器装置130之前被引导到第二热交换器148。
根据本发明,磁致热装置100还包括绝缘外壳110,其中磁致热再生器装置130位于绝缘外壳110中并且绝缘外壳110设置成使得磁致热再生器装置130由具有用于供流体经过第一通道141、第二通道142、第三通道143和第四通道144的流槽150的绝缘外壳110密闭地包围。流槽150设置成在绝缘外壳110与通道141、142、143、144之间留下间隙,并且流动密封部件155设置成密封该间隙。此外,绝缘外壳110被充填具有比大气低的导热率的绝缘物160。
在所示的实施例中,绝缘物160是干燥空气并且在设置于绝缘外壳110内的支托168中另外设置有干燥剂165。干燥剂165还降低了干燥空气的湿度,以便降低绝缘物160的导热率。在一个未示出的实施例中,绝缘外壳形成为可抽空的真空室。
绝缘外壳110设置在磁场发生器120的磁隙125中。磁致热装置100的电机170经由电连接器175连接到电源(未示出)并且设置成通过使附接到磁场发生器120的第一磁体组件126和第二磁体组件126128上的曲轴180旋转来使第一和第二磁体组件126、128在磁致热装置工作期间旋转。绝缘外壳110允许从绝缘外壳110的外侧接近曲轴180。该接近由绝缘外壳130的第一和第二开口182、184提供,其中第一和第二开口182、184设置成在绝缘外壳110与曲轴180之间留出轴间隙,并且其中相应的轴密封部件185设置成密封相应的轴间隙。轴密封部件185形成为旋转密封件,从而在密封曲轴180与绝缘外壳110的轴间隙的同时允许曲轴180的旋转。在一个未示出的实施例中,密封部件形成为密封轴承。
在又一些优选的实施例中,任何类型的绝缘装置设置在磁隙中而不是绝缘外壳中。特别地,在一个未示出的优选实施例中设置了绝缘涂层,其中绝缘涂层与磁致热再生器装置完全接触。绝缘涂层可以是例如泡沫、清漆、涂料或箔。
在又一未示出的实施例中,曲轴设置成在磁场发生器固定的同时使磁致热再生器装置旋转。该又一实施例的流体引导***的通道设置在曲轴中并且经由旋转阀连接到磁致热再生器装置。
绝缘外壳110还包括设置在绝缘外壳110上并且构造成允许为绝缘外壳110充填绝缘物160的充填阀188。充填阀188还构造成允许清空绝缘外壳110,特别是清空到合适的绝缘物储存箱中。
根据图1所示的实施例的磁致热装置100还包括支撑结构190,其设置成支撑磁场发生器120和磁致热再生器装置130,并且其中绝缘外壳110允许从绝缘外壳110的外侧接近支撑结构190以允许将磁致热装置100附接到外部物体195上。
在一个未示出的实施例中,磁致热装置包括至少又一磁致热再生器装置,所述至少又一磁致热再生器装置包括又一多个磁致热元件,其中每个磁致热元件都包含磁致热材料,并且其中该又一磁致热再生器装置设置成暴露于周期性变化的外部磁场,并且其中又一绝缘外壳设置成使得又一磁致热再生器装置位于绝缘外壳中。在该实施例中,磁致热再生器装置和又一磁致热再生器装置均设置在磁场发生器的磁隙中。在又一未示出的实施例中,磁致热装置设置成使得第一磁性组件、磁致热再生器装置、第二磁性组件、又一磁致热再生器装置和第三磁性组件依次沿着曲轴设置。在一个未示出的替代实施例中,绝缘外壳设置成使得磁致热再生器和又一磁致热再生器位于绝缘外壳中。
图2示出根据本发明的磁致热装置200的第二实施例,其中磁场发生器120和磁致热再生器装置130位于绝缘外壳210中,而磁致热装置200的电机170位于绝缘外壳210的外部。
磁致热装置200被设置为图1所示的磁致热装置100,唯一的差别在于,除了磁致热再生器装置130以外,磁场发生器120也位于绝缘外壳210中。结果,形成绝缘装置205的绝缘外壳210的第一和第二开口182、184不是设置在磁隙125中,而是设置在磁场发生器120与电机170之间,以及磁场发生器120与曲轴180的轴承220之间。
对于其中磁致热再生器装置和磁场发生器位于绝缘装置内部的实施例,优选使用绝缘外壳作为绝缘装置,如图2所示。然而,使用诸如泡沫的绝缘涂层也是可以的并且在本发明的范围内。在图2所示的实施例的又一些变型中,绝缘外壳被充填有大气。
支撑结构190如图1所示设置以支承磁场发生器120和磁致热再生器装置130,但在图2中为了清楚而未示出。
图3示出根据本发明的磁致热装置300的第三实施例,其中磁致热装置300的磁场发生器120、磁致热再生器装置130和电机170位于形成绝缘装置305的绝缘外壳310中。
与图1所示的磁致热装置100形成对比,磁场发生器120和电机170也位于绝缘外壳310中。此外,曲轴180完全位于绝缘外壳310中,使得在绝缘外壳310内不存在第一和第二开口182、184,而是存在曲轴180的轴承320。该轴承可以连接到或可以不连接到绝缘外壳或由绝缘外壳支撑。为了实现电连接,在绝缘外壳310中设置有用于电连接器175的连接开口330。由此,电连接器使得能够从绝缘外壳310的外部对电机170供电。开口330包括电连接器175与绝缘外壳310之间的连接器间隙,其中连接器密封部件设置成密封该间隙。
此外,支撑结构340设置在绝缘外壳310中,与图1所示的支撑结构190形成对比。或者,支撑结构和绝缘外壳可以是用于两种功能的一个部件,或者它们可以彼此附接或一体化。因此,绝缘外壳310形成磁致热装置300的外表面并且可以附接到外部物体195上,以便将磁致热装置300设置在固定位置。
在一个未示出的实施例中,电机还通过另外的绝缘外壳绝缘,该另外的绝缘外壳将热从电机引导到绝缘外壳的外部,优选使用将另一绝缘外壳与该绝缘外壳连接的冷却翅片。因此,与图3所示的实施例相比,本实施例的装置有利地减少了绝缘外壳内部的发热。
附图标记列表:
100 磁致热装置
105 绝缘装置
110 绝缘外壳
120 磁场发生器
122 外部磁场
125 磁隙
126 第一磁体组件
128 第二磁体组件
130 磁致热再生器装置
132 磁致热元件
135 磁致热材料
140 流体引导***
141 第一通道
142 第二通道
143 第三通道
144 第四通道
146 第一热交换器
147 泵
148 第二热交换器
150 流通部
155 流动密封部件
160 绝缘物
165 干燥剂
168 支托
170 电机
175 电连接器
180 曲轴
182 第一开口
184 第二开口
185 轴密封部件
188 充填阀
190 支撑结构
195 外部物体
200 磁致热装置的第二实施例
205 第二实施例的绝缘装置
210 第二实施例的绝缘外壳
220 曲轴的轴承
300 磁致热装置的第三实施例
305 第三实施例的绝缘装置
310 第三实施例的绝缘外壳
320 第三实施例的曲轴的轴承
330 连接开口
340 第三实施例的支撑结构

Claims (17)

1.一种磁致热装置(100),特别是磁致热热泵,包括:
-磁场发生器(120),其设置成提供变化的外部磁场(122),
-磁致热再生器装置(130),其包括磁致热元件(132),其中所述磁致热元件(132)包含磁致热材料(135),并且其中所述磁致热再生器装置(130)设置成暴露于所述磁场发生器(120)的变化的外部磁场(122),
其特征在于,所述磁致热装置(100)还包括:
-绝缘装置(105),其中所述绝缘装置(105)设置成使得所述磁致热再生器装置(130)由所述绝缘装置(105)密封地包围。
2.根据权利要求1所述的磁致热装置(100),还包括流体引导***(140),所述流体引导***包括至少第一通道(141)和第二通道(142),所述流体引导***设置成将流体经所述第一通道(141)引导到所述磁致热再生器装置(130)并且引导流体经所述第二通道(142)离开所述磁致热再生器装置(130),并且其中所述绝缘装置(105)还包括用于使流体经过所述至少第一通道和第二通道(141,142)的流通部(150)。
3.根据权利要求1或2所述的磁致热装置(100),其中,所述绝缘装置(105)是绝缘外壳(110),所述绝缘外壳至少部分地不与所述磁致热再生器装置(130)接触,并且其中所述绝缘外壳(110)被充填或适于被充填绝缘物(160)。
4.根据权利要求1或2所述的磁致热装置(100),其中,所述绝缘装置(105)是与所述磁致热再生器装置(130)完全接触的绝缘涂层。
5.根据权利要求3所述的磁致热装置(100),其中,所述绝缘物(160)具有比大气低的导热率。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的磁致热装置(100),其中,所述流通部(150)设置成在绝缘外壳(110)与所述至少第一通道和第二通道(141,142)之间留出间隙,并且设置密封部件(155)以密封所述间隙。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的磁致热装置(100),还包括充填阀(188),其设置在所述绝缘外壳(110)处并且构造成允许为所述绝缘外壳(110)充填所述绝缘物(160)。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的磁致热装置(100),其中,所述绝缘物(160)是干燥气体。
9.根据权利要求8所述的磁致热装置(100),其中,所述干燥气体包含干燥空气和/或惰性气体、氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的磁致热装置(100),其中,在绝缘装置(105)中、优选在设置于绝缘装置(105)内的支托(18)中设置有干燥剂(165)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的磁致热装置(200),其中,所述磁场发生器(120)和所述磁致热再生器装置(130)均位于所述绝缘装置(205)中。
12.根据权利要求11所述的磁致热装置(300),其中,所述磁致热装置(30))的所有进一步的部件均位于所述绝缘装置(305)中。
13.根据权利要求11或12所述的磁致热装置(100),其中,所述绝缘外壳(110)形成为可抽的真空室。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的磁致热装置(100),其中,所述磁致热装置(100)包括曲轴(180),所述曲轴设置和构造成使所述磁致热再生器装置(130)和所述磁场发生器(120)在所述磁致热装置(100)工作期间相对于彼此移动,并且其中所述绝缘装置(105)允许从所述绝缘装置(105)的外部接近(182,184)所述曲轴(180)。
15.根据权利要求14所述的磁致热装置(100),其中,所述曲轴(180)设置成在所述绝缘外壳(110)与所述曲轴(180)之间留出轴间隙,并且设置优选形成为旋转密封件或密封轴承的轴密封部件(185)以密封所述轴间隙。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的磁致热装置(100),还包括支撑结构(190),其设置成支撑所述磁场发生器(120)和所述磁致热再生器装置(130),并且其中所述绝缘装置(105)允许从所述绝缘装置(105)的外侧接近所述支撑结构(190),以允许将所述磁致热装置(100)附接到所述外部物体(195)上。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的磁致热装置(100),其中,所述磁致热装置(100)包括至少又一磁致热再生器装置,所述至少又一磁致热再生器装置包括又一磁致热元件,其中所述又一磁致热元件包含磁致热材料,并且其中所述又一磁致热再生器装置设置成暴露于所述变化的外部磁场,并且设置又一绝缘装置使得所述又一磁致热再生器装置位于所述又一绝缘装置中。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110207422A (zh) * 2019-06-18 2019-09-06 胡家华 一种生物电磁场驱动的磁制冷***
CN113405278A (zh) * 2020-03-16 2021-09-17 松下知识产权经营株式会社 磁冷却设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016112851A1 (de) * 2016-07-13 2018-01-18 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Kältemodul
NL2021825B1 (en) * 2018-10-16 2020-05-11 Univ Delft Tech Magnetocaloric effect of Mn-Fe-P-Si-B-V alloy and use thereof
WO2022085567A1 (ja) * 2020-10-23 2022-04-28 東洋エンジニアリング株式会社 ヒートポンプ及びこれを用いたヒートポンプユニット
CN116123750A (zh) * 2022-12-15 2023-05-16 包头稀土研究院 紧凑型室温磁制冷机及其制冷方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8769966B2 (en) 2010-08-09 2014-07-08 Cooltech Applications Societe Par Actions Simplifiee Thermal generator using magnetocaloric material
US20130192269A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-01 Min-Chia Wang Magnetocaloric module for magnetic refrigeration apparatus
US9568223B2 (en) * 2013-10-25 2017-02-14 The Johns Hopkins University Magnetocaloric materials for cryogenic liquification

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110207422A (zh) * 2019-06-18 2019-09-06 胡家华 一种生物电磁场驱动的磁制冷***
CN113405278A (zh) * 2020-03-16 2021-09-17 松下知识产权经营株式会社 磁冷却设备

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