FR2875895A1 - Dispositif de production d'energie thermique a materiau magneto-calorifique a moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de production d'énergie thermique à matériau magnéto-calorifique à moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs, faible consommateur d'énergie, non polluant, garantissant une étanchéité, une commutation et synchronisation mécanique intégrée simple, automatique et fiable des circuits de fluides caloporteurs et pouvant être utilisé dans des installations industrielles ainsi que pour des applications domestiques.Le dispositif (1) de production d'énergie thermique à matériau magnéto-calorique comporte une unité de production d'énergie thermique (10) pourvues de blocs thermiques (11) contenant des éléments magnéto-calorifique (12), des moyens magnétiques (103) adaptés pour émettre un champ magnétique, des moyens de déplacement couplés aux blocs thermiques (11) pour les déplacer par rapport aux moyens magnétiques afin de les exposer à une modification de champ magnétique de manière à faire varier leur température, des moyens de récupération de la quantité de chaleur (Q [J]) émise par ces éléments magnéto-calorifiques pendant la variation du champ magnétique et des moyens internes (18, 19, 21, 23) de commutation et synchronisation entre les blocs thermiques (11) et les circuits de fluides caloporteurs.Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la climatisation, au chauffage et au tempérage de locaux et de procédé de fabrication et au refroidissement de produits alimentaire ou produits médicaux.

Description

La présente invention concerne un dispositif de production d'énergie

thermique à matériau magnéto-calorifique à moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs comportant au moins une unité de production d'énergie thermique pourvue d'au moins un bloc thermique contenant au

moins un élément magnéto-calorifique, des moyens magnétiques adaptés pour émettre au moins un champ magnétique, des moyens de déplacement couplés aux blocs thermiques pour les déplacer par rapport aux moyens magnétiques afin de les exposer à une modification de champ magnétique de manière à faire varier leur température, des moyens de récupération de la quantité de chaleur (Q [J]) émise par ces éléments magnéto-calorifiques pendant la variation du champ magnétique et des moyens internes de commutation et synchronisation des circuits de fluides caloporteurs. L'invention concerne également un procédé de production d'énergie thermique utilisant ledit dispositif.

Les dispositifs actuels de production du froid comportent classiquement un compresseur qui comprime un fluide réfrigérant afin d'élever sa température et des systèmes de capillaires pour détendre ce fluide réfrigérant afin de le refroidir. Ces dispositifs actuels engendrent de nombreux inconvénients environnementaux. En effet, les gaz réfrigérants utilisés actuellement (CFC, HCFC, Butane, Ammoniac, CO2) sont polluants et leur utilisation engendre des risques importants d'irritation cutanée, d'incendie, de pollution atmosphérique, d'augmentation de l'effet de serre et de destruction de la couche d'ozone. De ce fait, les dispositifs actuels de production du froid ne répondent plus aux exigences actuelles ni aux normes environnementales de nombreux pays. De plus, la pression élevée exigée par les dispositifs actuels de production de froid à gaz réfrigérants impose une installation et une maintenance effectuées par un personnel qualifié et certifié, suivant des procédures locales ou internationales contraignantes. Enfin, les compresseurs utilisés dans les dispositifs actuels de production du froid sont mécaniquement complexes et de grands consommateurs d'énergie, ils génèrent d'importantes vibrations et sont une source élevée de bruits. Les dispositifs actuels de production du froid ne sont donc pas totalement satisfaisants.

Les recherches scientifiques engagées au niveau mondial ont permis de réaliser la synthèse de nouveaux matériaux magnéto-calorifiques pouvant être utilisés dans des installations de production d'énergie thermique. Des alliages à base de gadolinium ont été développés. Ces matériaux, efficaces à température ambiante, présentent actuellement l'inconvénient d'être coûteux et difficile à synthétiser.

En passant dans un champ magnétique, les moments magnétiques (spins) des électrons externes de ces matériaux magnéto-calorifiques s'alignent parallèlement à la direction des lignes d'induction, ce qui génère une quantité de chaleur (Q [J]). Après annulation ou diminution de ce champ magnétique, les moments magnétiques (spins) des électrons externes de ces matériaux magnéto-calorifiques reviennent dans leurs états initiaux désordonnés en absorbant une quantité de chaleur (Q [J]). Ces matériaux magnéto-calorifique se refroidissent ainsi jusqu'à atteindre une température inférieure à leurs températures initiales. Cet effet magnétocalorifique se produit à proximité du point de Curie de ces matériaux.

Des alliages à base de manganèse plus performant et moins onéreux sont actuellement en cours d'étude aux Pays-Bas.

De manière connue, les générateurs thermiques à matériau magnétocalorique comportent des moyens magnétiques fixes et des éléments magnétocaloriques mobiles couplés à des moyens de déplacement, ou inversement.

Dans le cas où les éléments magnéto-caloriques sont mobiles par rapport aux moyens magnétiques, il est très difficile de garantir une bonne étanchéité entre les éléments magnéto-caloriques et les circuits caloporteurs "chaud" et "froid" ce qui occasionnent de fréquentes fuites.

Un premier développement utilisant des aimants supraconducteurs de forte intensité est utilisé pour parvenir à des températures proches du zéro absolu.

On connaît notamment le brevet US-A-4.674.288 décrivant un dispositif à très basse température (liquéfaction de l'hélium) utilisant un matériau (Gadolinium) ayant des propriétés magnéto-caloriques qui se déplace linéairement dans un champ magnétique généré par une bobine supraconductrice plongée dans un réservoir contenant de l'hélium liquide. Pendant le mouvement de translation hors du champ magnétique, ce matériau (Gadolinium, Gd) absorbe de l'énergie (production de froid) qui est transmise à l'extérieur du dispositif par l'intermédiaire d'ailettes thermiquement conductrices. Le dispositif utilise des bobines supraconductrices qui nécessitent des unités de refroidissement onéreuses qui requièrent de fréquentes opérations de maintenance. Ces dispositifs ne peuvent être utilisés que pour des applications limitées et ciblées (laboratoires, recherches scientifiques) et sont inappropriés pour des applications domestiques. Cette solution n'est donc pas entièrement satisfaisante.

La publication FR-A-2 525 748 décrit un dispositif de réfrigération magnétique comprenant un matériau magnétique, un générateur de champ magnétique et des moyens de transfert de la chaleur et du froid comportant une chambre remplie d'un liquide non congelable. Dans une première position, le matériau magnétique génère du froid et les moyens de transfert de froid extraient le froid du matériau magnétique par échange thermique avec le liquide non congelable. Dans une seconde position, le matériau magnétique génère de la chaleur et les moyens de transfert de chaleur extraient cette énergie calorique du matériau magnétique par conduction avec le liquide non congelable. L'efficacité globale est relativement faible et économiquement non satisfaisante. Ce dispositif de réfrigération magnétique ne peut pas concurrencer les systèmes de réfrigération actuels en terme de rendement. Cette solution n'est donc pas véritablement satisfaisante.

La publication WO-A-03/050456 décrit un dispositif utilisant deux aimants permanents. Cet équipement comporte une enceinte annulaire monobloc comportant douze compartiments séparés par des cloisons et recevant chacun un alliage de gadolinium. Chaque compartiment est pourvu de quatre orifices dont un orifice d'entrée et un orifice de sortie reliés à un circuit chaud et un orifice d'entrée et un orifice de sortie reliés à un circuit froid. Les deux aimants permanents sont animés d'un mouvement de rotation et balayent en continu les différents compartiments en les soumettant successivement à un champ magnétique variable. Les calories et/ou frigories générées par l'alliage de gadolinium des différents compartiments sont canalisées vers des échangeurs thermiques, par des circuits de fluides caloporteurs chaud et froid auxquels ils sont successivement raccordés par l'intermédiaire de joints tournants externes dont la rotation est synchronisée par des courroies crantées à l'axe d'entraînement en rotation des deux aimants, simulant ainsi le fonctionnement d'un anneau liquide.

L'étanchéité et la multiplicité des différents raccords et la complexité et l'étanchéité des joints rotatifs externes rend techniquement non fiable ce dispositif dont le fonctionnement nécessite une rotation synchrone, difficile et coûteuse à réaliser, entre les différents joints rotatifs et les aimants permanents.

De plus, l'augmentation du nombre de compartiments, de raccords et de joints tournants externes nécessaires pour accroître la puissance et/ou la différence de température entre la zone froide et la zone chaude le rende économiquement non rentable.

Une équipe de chercheurs américains a développé et mis au point un prototype permettant de valider les résultats théoriques sur le matériau Gd(GeSi). Ce prototype comporte un disque en Gd(GeSi). Ce disque est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe de manière à faire défiler le matériau Gd(GeSi) dans un champ magnétique statique généré par un aimant permanent fixe. Cet aimant permanent chevauche une section du disque et comporte une unité de transfert thermique comportant un circuit de fluide caloporteur destiné à évacuer les calories. A l'opposé de l'aimant permanent, le disque est chevauché par une unité de transfert thermique comportant un circuit de fluide caloporteur destiné à récupérer les frigories produits par le disque en matériau Gd(GeSi) en l'absence du champ magnétique. Les unités de transfert thermique peuvent être conçus de deux manières différentes. Selon une première forme de réalisation, le fluide caloporteur n'est pas en contact direct avec le disque et les échanges thermiques se produisent par convection avec la surface du disque. Dans ce premier cas, le rendement thermique est faible et le dispositif énergétiquement non rentable. Selon une seconde forme de réalisation, le fluide caloporteur est directement en contact avec la surface du disque. Dans ce second cas, le rendement thermique est amélioré, mais il est très difficile d'assurer et garantir l'étanchéité entre le disque et le bloc de transfert thermique sans pénaliser le rendement global du dispositif Dans chaque cas, un gradient de température se produit dans la masse du disque entre les parties chaudes du disque placées dans le champ magnétique et les parties froides du disque placées hors du champ magnétique, ce qui limite les différences de température entre zone froide et zone chaude et l'efficacité du dispositif Cette solution n'est donc pas satisfaisante.

La présente invention se propose de pallier ces différents inconvénients en proposant un dispositif de production d'énergie thermique à matériau magnéto-calorifique à moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs garantissant une étanchéité, une commutation et synchronisation mécanique intégrées, simples et fiables des circuits de fluides caloporteurs, utilisant une faible quantité de matériau magnéto-calorifique, faible consommateur d'énergie, non polluant, peu encombrant, efficace et fiable, évolutif et flexible, peu onéreux et pouvant être installé et entretenu par un personnel non qualifié. Ce dispositif de production d'énergie thermique à matériau magnéto-calorifique peut être utilisé et/ou intégré dans des installations industrielles ainsi que pour des applications domestiques.

Dans ce but, l'invention concerne un dispositif de production d'énergie thermique à matériau magnéto-calorifique à moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont rotatifs selon un pivotement ininterrompu, successif, répétitif ou séquentiel et agencés pour déplacer les blocs thermiques contenant les éléments magnéto-calorifiques par rapport aux moyens magnétiques.

Selon une forme de réalisation préférée, les moyens de récupération de la quantité de chaleur (Q [J]) émise par ces éléments magnéto-calorifiques comportent au moins un circuit de fluide caloporteur, des moyens de circulation de ce fluide caloporteur dans le ou les circuits et des moyens de transfert des énergies thermiques (Q [J]) récupérées par le ou les fluides caloporteurs, le circuit comportant au moins deux zones de transfert situées chacune dans l'environnement immédiat de l'un des éléments magnéto-calorifiques et adaptés pour que le fluide caloporteur récupère au moins en partie la quantité de chaleur (Q [J]) émise par les éléments magnéto-calorifiques correspondants placés dans le champ magnétique ou soustrait du champ magnétique.

Les moyens de récupération comportent de préférence au moins deux circuits de fluide caloporteur dont au moins un "circuit chaud" pour la quantité de chaleur (Q [J]) émise par les éléments magnéto-calorifiques placés dans le champ magnétique et au moins un "circuit froid" pour la quantité de chaleur (Q [J]) absorbée par les éléments magnéto- calorifiques correspondants soustrait du champ magnétique.

De manière avantageuse, le dispositif synchronise et commute mécaniquement et automatiquement les zones de transferts zone chaude et zone froide à chaque élément magnéto-calorifique selon l'intensité du champ magnétique auquel il est soumis.

L'élément magnéto-calorifique comporte avantageusement au moins l'un des matériaux magnéto-calorifique choisi dans le groupe comprenant au moins le gadolinium, un alliage de gadolinium comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le Gadolinium, le Germanium, le Silicium, le Fer, un alliage de Lanthane, un alliage de Manganèse comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le phosphore, l'arsenic, le plomb, un alliage de Nickel comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le Nickel, le Manganèse, le Gallium, l'Etain, le matériau magnéto-calorifique se présentant sous l'une des formes choisie dans le groupe comprenant un bloc, une pastille, de la poudre, un agglomérat de morceaux, un poudre frittée, une éponge métallique, un matériau poreux. L'utilisation de matériaux magnéto-calorifiques ayant des points de température de Curie différents permet d'élargir les gammes des puissances et de températures de l'équipement.

De manière avantageuse l'élément magnéto-calorifique se présente sous la forme d'une pastille épaisse comportant de fines rainures usinées dans son épaisseur pour augmenter la surface d'échange thermique des éléments magnéto-calorifique avec les liquides caloporteurs. La surface d'échange thermique varie considérablement en fonction de la largeur, de la profondeur des rainures, du pas et de l'angle entre les différentes rainures.

De manière préférentielle, les rainures ont une largeur de 0.4 mm et sont espacées régulièrement de 2 mm.

De manière avantageuse l'élément magnéto-calorifique se présente sous la forme de morceaux d'une taille comprise entre 0.05 et 5 mm, et de préférence 1 mm, logés dans au moins une rainure repliée en épingle et comportant au moins un orifice d'entrée et un orifice de sortie.

Chaque bloc thermique est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau mécaniquement résistant sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites, les porcelaines.

De manière préférentielle, l'un au moins des blocs thermiques comporte au moins un conduit pourvu d'au moins un orifice d'entrée et d'au moins un orifice de sortie raccordés au circuit de fluide caloporteur, ces deux orifices définissent la zone de transfert correspondante.

De manière particulièrement avantageuse, l'un au moins des blocs thermiques comporte deux conduits pourvu d'un orifice d'entrée unique et d'un orifice de sortie unique raccordés au circuit de fluide caloporteur, les deux conduits définissant la zone de transfert correspondante et débouchant dans un logement usiné dans un disque support, ce disque support recevant plusieurs blocs thermiques.

Le ou les moyens magnétiques comportent de préférence au moins un assemblage d'au moins un matériau magnétique pourvu d'au moins un aimant permanent.

Cet assemblage magnétique peut comporter au moins un matériau magnétisable qui concentre et dirige les lignes de flux magnétique du ou des aimants permanents, ce matériau étant sélectionné dans le groupe comprenant au moins les aciers à faible teneur en carbone, le fer doux, les alliages Vanadium-Permadur, les aciers au Cobalt, les aciers au Silicium, les alliages de Nickel.

L'assemblage magnétique a de préférence une forme en fer à cheval ou en U agencée pour recevoir dans son entrefer et de manière successive les éléments magnéto-calorifiques. En fonction de l'intensité du champ magnétique à générer, l'assemblage magnétique comportera un ou plusieurs aimants permanents dont les lignes de flux sont orientés dans une direction privilégiant l'addition des champs magnétiques de chaque aimant permanent.

Les logements usinés sont avantageusement réalisés dans un support de forte épaisseur fabriqué dans un matériau thermiquement isolant et mécaniquement résistant.

Selon une première forme de réalisation, ce support est sensiblement circulaire et définit au moins un disque épais monté pivotant sur son axe, ce disque portant radialement les blocs thermiques définissant des logements cylindriques usinés et disposés sensiblement en cercle de manière consécutive pour pouvoir être chevauchés librement par les moyens magnétiques fixes recouvrant un section du disque support.

Ce disque support est avantageusement prolongés sur au moins une de ses faces par au moins un épaulement ou tube épais comportant au moins un orifice de passage des fluides caloporteurs vers les circuits de fluides caloporteurs.

Le guidage en rotation du disque support est assuré par des coussinets ou des paliers ou des roulements montés sur un axe fixe qui comporte des conduits aboutissants d'un coté, à au moins une rainure placé en regard d'au moins un épaulement du disque support et de l'autre coté de l'axe, à au moins un échangeur thermique.

De manière préférentielle, les rainures sur l'axe fixe sont usinées à 180 les unes par rapport aux autres.

Ces rainures présentes sur l'axe fixe sont orientées angulairement et de manières préférentielles à 180 par rapport aux éléments magnétiques pour définir une zone froide (pastilles de matériaux magnéto-calorifique placés hors du champ magnétique) et une zone chaude (pastilles de matériaux magnéto-calorifique placés dans le champ magnétique).

Cet axe fixe est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau non conducteur sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et sa bonne résistance mécanique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites, les porcelaines.

Pendant le pivotement du disque support, un ou plusieurs des blocs thermiques contenant les pastilles d'éléments magnéto-calorifiques entrent ou sortent des zones de transfert définis par les rainures réalisées dans l'axe fixe et matérialisant les zones du disque support placées dans le champ magnétique ou soustraits au champ magnétique.

Pendant le pivotement du disque support, les orifices des conduits des blocs thermiques contenant les pastilles d'éléments magnéto-calorifiques placés dans le champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures placées sur l'axe fixe et conduisant à l'échangeur chaud ; et les orifices des conduits des blocs thermiques contenant les pastilles d'éléments magnéto-calorifiques soustraits au champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures placées sur l'axe fixe et conduisant à l'échangeur froid .

Selon une deuxième forme de réalisation, le support est sensiblement circulaire et définit au moins un disque épais monté pivotant sur son axe, ce disque portant radialement des rainures usinées en forme d'épingles fermées par des plaques d'étanchéités et disposées sensiblement en secteurs égaux de manière consécutive pour pouvoir être chevauchés librement par les moyens magnétiques fixes recouvrant un section du disque support.

Le disque support est avantageusement prolongés sur au moins une de ses faces par au moins un épaulement ou tube épais comportant au moins un orifice de passage des fluides caloporteurs vers les circuits de fluides caloporteurs.

Le guidage en rotation du disque support est assuré par des coussinets ou des paliers ou des roulements montés sur un axe mobile en rotation couplé au disque support et logés dans au moins un boîtier de guidage fixe.

Cet axe mobile couplé au disque support est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau magnétiquement non conducteur choisi dans le groupe comprenant au moins les aciers inox, les alliages de cuivre, l'aluminium et ses alliages, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites, les porcelaines.

Le boîtier de guidage comporte des rainures usinées et décalées axialement, orientées angulairement les unes par rapport aux autres et aboutissants d'un coté, à au moins un orifice de conduit placé en regard d'au moins un épaulement du disque support et sur la face extérieure du boîtier de guidage, à au moins un échangeur thermique non représenté.

De manière préférentielle, les rainures sur le boîtier de guidage sont usinées à 180 les unes par rapport aux autres.

Ce boîtier de guidage est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau mécaniquement résistant sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites, les porcelaines.

Ces rainures présentes sur le boîtier de guidage sont orientées angulairement et de manières préférentielles à 180 par rapport aux éléments magnétiques pour définir une zone froide (pastilles de matériaux magnéto-calorifique placés hors du champ magnétique) et une zone chaude (pastilles de matériaux magnéto-calorifique placés dans le champ magnétique).

Pendant le mouvement de pivotement du disque support, une ou plusieurs rainures usinées en épingle fermées par des plaques d'étanchéités et disposés sensiblement en secteurs égaux et contenant les matériaux magnéto-calorifiques entrent ou sortent des zones de transfert zone chaude et zone froide définies par les rainures usinées et réalisées dans le boîtier de guidage et matérialisant les zones du disque support placées dans le champ magnétique ou soustraits au champ magnétique.

Pendant la rotation du disque support, les orifices aboutissant aux conduits des blocs thermiques contenant les matériaux magnétocalorifiques placés dans le champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures usinées à 180 réalisées dans le boîtier de guidage et conduisant à l'échangeur chaud ; et les orifices aboutissant aux conduits des blocs thermiques contenant les matériaux magnéto-calorifiques soustraits au champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures usinées à 180 réalisées dans le boîtier de guidage et conduisant à l'échangeur froid .

Le disque support épais comporte avantageusement des dents d'engrenages dans sa périphérie pour assurer le déplacement des logements cylindriques usinées contenant les pastilles de matériaux magnéto-calorifiques selon le premier mode de réalisation ou des rainures usinées en épingles fermées par des plaques d'étanchéités et contenant les matériaux magnétocalorifiques selon le deuxième mode de réalisation.

Les moyens d'entraînement du disque support peuvent être choisis dans le groupe comprenant au moins un moteur, un vérin, un mécanisme à ressort, un aérogénérateur, un électroaimant, un hydrogénérateur.

De manière avantageuse, les moyens d'entraînement entraînent en rotation un engrenage choisit parmi le groupe suivant: les roue et vis sans fin, les engrenages à dentures droites, les engrenages hélicoïdaux, qui s'engrène avec les dents d'engrenages taillées dans le disque support.

Les moyens de circulation sont sélectionnés dans le groupe comprenant au moins une pompe, une pompe à engrenages, un circulateur.

Les moyens de circulation sont réalisés avantageusement par au moins une pompe à engrenages animée par les moyens d'entraînement.

Les moyens d'évacuation comportent de préférence au moins un échangeur et de manière avantageuse deux échangeurs dont au moins un échangeur thermique relié au "circuit chaud" et au moins un échangeur thermique relié au "circuit froid".

Ce dispositif de production d'énergie thermique peut être couplé avantageusement à d'autres dispositifs similaire ou non avec lesquelles il peut être relié en série et/ou en parallèle et/ou une combinaison série/parallèle pour augmenter la puissance de l'ensemble et/ou la plage de température et/ou le différentiel de températures entre la zone chaude et la zone froide .

La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description 5 suivante de plusieurs modes de réalisation, donnée à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - les figures lA-B sont une vue de dessus et des vues en perspective d'un dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation, - les figures 2A-B sont des vues de face et en perspective du dispositif des figures lA-B selon le premier mode de réalisation, les figures 3A-B sont des vues respectivement de face' et de dessus du dispositif 15 des figures lA-B, les moyens d'entraînements et les moyens de circulations n'étant pas représentés, la figure 4A est une vue de dessus du disque support, des moyens magnétiques et des pastilles d'éléments magnéto- calorifiques illustrant de manière simplifiée les 20 circuits d'entrée des blocs thermiques, la figure 4B est une vue de dessous du disque support, des moyens magnétiques et des pastilles d'éléments magnéto- calorifiques illustrant de manière simplifiée les circuits de sortie des blocs thermiques, - les figures 5A-B sont des vues en coupe selon les plan de coupe EE et FF d'un dispositif de l'invention suivant les figures 4A et 4B.

- les figures 6A-B sont une vue de face et une vue en coupe des pastilles 30 d'éléments magnéto-calorifiques selon le premier mode de réalisation, les figures 7A-B sont une vue de face et une vue en coupe selon le plan de coupe CC du disque support selon le premier mode de réalisation, les figures 8A-D sont des vues de dessus, une vue en coupe, une vue de face et une vue en perspective d'un dispositif de l'invention selon un deuxième mode de réalisation, les figures 9A-B sont la vue de face et une coupe du disque support selon le deuxième mode de réalisation, - les figures 1OA-C sont des vues de face et en perspective du boîtier de guidage selon le deuxième mode de réalisation, la figure 11 est la vue de face de l'axe fixe selon le premier mode de réalisation, la figure 12 est une vue de face d'un assemblage magnétique à forte intensité de flux magnétique, - la figure 13 est une vue de face d'un assemblage magnétique.

- Les figures 14A-B sont une vue de face et une vue en perspective d'un dispositif de l'invention selon le troisième mode de réalisation, - La figure 15 est une vue schématique d'un dispositif de l'invention selon le premier mode de réalisation.

En référence aux figures 1A-B, 2A-B, 3A-B, 4A-B, 5A-B, 6A-B, 7A-B, 11, 12, 13, 15 et selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif 1 de production d'énergie thermique à matériau magnétocalorifique, appelé dans la suite de la description "le dispositif', comporte une unité de production d'énergie thermique à matériau magnétocalorifique 10 pourvue de cinq blocs thermiques 11 définissant chacun un secteur circulaire. Ces blocs thermiques 11 sont disposés de manière consécutive pour former sensiblement un cercle et sont séparés deux à deux par un matériau thermiquement isolant. Les blocs thermiques 11 contiennent deux pastilles d'élément magnéto-

calorifique 12 réalisées en matériau magnéto-calorifique tel que par exemple le gadolinium, un alliage de gadolinium, un alliage de Lanthane, un alliage de Nickel comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le Nickel, le Manganèse, le Gallium, l'Etain, un alliage de Manganèse comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le phosphore, l'arsenic, le plomb ou tout autre alliage magnéto-calorifique. Le choix entre les différents matériaux magnéto-calorifiques se fait en fonction des plages de températures recherchées, de l'intensité des champs magnétiques obtenus par les moyens magnétiques et des critères économiques. La quantité de matériau magnéto-calorifique utilisée dans l'organe thermique 11 dépend des puissances installées et de la nature même du matériau magnéto-calorique. Pour information, il est par exemple possible d'obtenir 400 watts frigorifiques avec 1 kg d'alliage de Manganése-Fer- Plomb, un champ magnétique de 2.5 Tesla, une plage de température de 40 C et une vitesse de rotation de 70 T/min pour une consommation électrique du dispositif de 60 watts.

Dans cet exemple, l'élément magnéto-calorifique 12 se présente sous la forme d'une pastille circulaire comportant des rainures usinées dans l'épaisseur du matériau et chaque bloc thermique 11 comportent deux pastilles d'éléments magnéto-calorifiques 12 montés face à face dans un logement usiné dans le disque support 13 de forte épaisseur. Ce disque 13 est réalisé dans un matériau mécaniquement résistant et thermiquement non conducteur choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites, les porcelaines ou tout autre matériau équivalent.

Ainsi, lorsque l'élément magnéto-calorifique 12 s'échauffe ou se refroidit sous l'effet de la modification de l'intensité du champ magnétique, il transmet une grande partie de la quantité de chaleur (Q [J] ) au fluide caloporteur qui s'échauffe ou se refroidit rapidement. Le nombre et la géométrie des rainures de l'élément magnéto-calorifique 12 augmentent d'autant la surface et la capacité d'échange thermique de l'organe thermique 11. La forme en pastille épaisse de l'élément magnétocalorifique 12 permet de plonger une grande quantité de matériau dans le champ magnétique généré par les éléments magnétiques 103 décrits plus loin. De manière générale, le matériau magnéto-calorifique peut se présenter sous la forme d'un bloc, d'une pastille épaisse, de poudre, de pièces frittées ou poreuses, de morceaux d'une taille comprise entre 0.05 et 5 mm ou de toute autre forme adaptée. L'élément magnéto-calorique 12 peut comporter différents matériaux magnéto-calorifiques, par exemple plusieurs secteurs de matériaux de compositions et de plages de températures différentes qui sont assemblés pour reconstituer une pastille ayant une plage température élargie.

Les deux pastilles d'éléments magnéto-calorifique 12 de chaque blocs thermiques 11 sont orientés suivant un angle et de façon préférentiels à 90 l'une par rapport à l'autre pour augmenter les capacités d'échange thermique.

Chaque bloc thermique 11 comporte une zone de transfert 14 traversée par le fluide caloporteur à réchauffer ou à refroidir. Cette zone de transfert 14, illustrée par la figure 4A, est formée de deux conduits traversant débouchant sur une paroi du disque support 13, dans cet exemple, sur la paroi 15a sensiblement plane par un orifice d'entrée 16 et sur l'autre paroi 15b sensiblement plane par un orifice de sortie 17.

Le disque support 13 est avantageusement prolongé sur au moins une de ses faces par au moins un épaulement 18 comportant au moins des orifices de passage 19 des fluides caloporteurs vers les circuits de fluides caloporteurs.

Ce disque 13 est couplé à des moyens d'entraînement séquentielles ou ininterrompus faisant passer successivement les éléments thermiques 11 d'une zone froide 200 (pastilles de matériaux magnéto-calorifiques hors champ magnétique) à une zone chaude 201 (pastilles de matériaux magnéto-calorifiques dans le champ magnétique). Les moyens d'entraînement (31) séquentielles ou ininterrompus sont par exemple un moteur, un vérin, un mécanisme à ressort, un aérogénérateur, un électroaimant, un hydrogénérateur ou tout autre moyen équivalent.

Les organes thermiques 11 sont orientés sensiblement perpendiculaires à l'axe de pivotement 21 du disque 13 et l'élément magnétique 103 est orienté pour que sa fente soit sensiblement perpendiculaire à ce même axe de pivotement 21.

Le guidage en rotation du disque support est assuré par des guidages 220 montés sur un axe fixe 21 comportant des conduits 22 aboutissants d'un coté, à au moins une rainure 23 placée en regard d'au moins un épaulement 18 du disque support et de l'autre coté de l'axe, à au moins un échangeur thermique.

Les conduits 22 aboutissent à un orifice de communication 25 d'entrée circuits chauds et à un orifice de communication 26 de sortie circuits chauds et à un orifice de communication 27 d'entrée circuits froids et à un orifice de communication 28 de sortie circuits froids reliés chacun aux circuits de fluides caloporteurs.

Ces rainures 23 présentes sur l'axe fixe 21 sont orientées angulairement et de manière préférentielle à 180 par rapport aux éléments magnétiques 103 pour définir une zone froide 200 (pastilles hors champ magnétique) et une zone chaude 201 (pastilles dans le champ magnétique).

L'étanchéité 24 entre les différents circuits et rainures est assuré par des joints toriques ou des joints quatre lobes ou par des presseétoupes ou tous autres dispositifs similaires.

L'axe fixe 21 est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau mécaniquement résistant sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites ou tout autre matériau similaire.

Les orifices de communication 25-28 sont pourvus de raccords pour connecter les orifices d'entrée 16 et de sortie 17 des zones de transfert 14 des différents organes thermiques 11 à un ou plusieurs circuits externes pourvus d'échangeurs thermiques, non représentés sur ces figures. Ces circuits externes sont par exemple formés de conduits 32 rigides ou souples remplis chacun d'un fluide caloporteur identique ou différent. Le ou les circuits externes et les zones de transfert 14 définissent le ou les circuits de fluide caloporteur.

Chaque circuit de fluide caloporteur comporte des moyens de circulation forcée ou libre du fluide caloporteur tels que par exemple une pompe à engrenages 29, ou tout autre moyen équivalent.

De manière avantageuse, la pompe à engrenages 29 est animée par le moyen d'entraînement 31.

La composition chimique du fluide caloporteur est adaptée à la plage de températures voulue et sélectionnée pour obtenir un échange thermique maximal. On utilisera par exemple de l'eau pure pour des températures positives, de l'eau additionnée d'antigel, par exemple un produit glycolé, pour des températures négatives jusqu'à -40 C, un gaz comme l'hélium pour les températures largement négatives. Ce dispositif 1 permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation de fluides corrosifs ou nocifs pour l'homme et/ou son environnement. Chaque circuit de fluide caloporteur est en outre pourvu de moyens de transferts thermiques, non représentés sur ces figures, tels que par exemple des échangeurs ou tout autre moyen équivalent permettant la diffusion ou l'absorption d'une quantité de chaleur (Q [J]).

Les moyens magnétiques 102 du dispositif 1 comportent des éléments magnétiques 103 pourvus chacun d'un ou de plusieurs aimants permanents 104 pleins, agglomérés, frittés ou feuilletés, associés à un ou plusieurs matériaux magnétisables 105 concentrant et dirigeant les lignes de champ magnétique de l'aimant permanent. L'orientation magnétique préférentielle des aimants permanents 104 symbolisée par des flèches formant une figure en forme de double T inversé sur les figures 12 et 13 augmentent considérablement l'induction dans l'entrefer 106.

Un élément magnétique peut comporter au moins un matériau magnétisable 105 qui concentre et dirige les lignes de flux magnétique du ou des aimants permanents 104, ce matériau étant choisi dans le groupe comprenant au moins les aciers à faible teneur en carbone, le fer doux, les alliages Vanadium-Permadur, les aciers au Cobalt, les aciers au Silicium, les alliages de Nickel Par ailleurs, tout autre type d'éléments magnétiques équivalent tel qu'un électro-aimant ou un supraconducteur peut être utilisé. Néanmoins, les éléments magnétiques pourvus chacun d'un ou de plusieurs aimants permanents offre des avantages indiscutables: encombrement spatial réduit, aucune consommation d'énergie électrique, et coût réduit.

Ce dispositif de production d'énergie thermique 10 peut être couplé à d'autres dispositifs avec lesquelles il peut être relié en série et/ou en parallèle et/ou une combinaison série/parallèle pour augmenter la puissance de l'ensemble et/ou la plage de température et/ou les différences de températures entre la zone chaude 201 et la zone froide 200.

Le dispositif 2, selon un second mode de réalisation et représenté par les figures 8A-D, 9A-B, 10A-C, 12 est sensiblement similaire au précédent. Il s'en différencie par le fait que les organes thermiques 211 sont des rainures usinées en épingles, que l'axe de rotation 210 est monté pivotant et couplé avec le disque 213, et que le boîtier de guidage 232 comporte des rainures 234 usinées et décalées axialement, disposées angulairement et de manière préférentielle à 180 les unes par rapport aux autres et aboutissants d'un coté, à au moins un orifice des conduits des blocs thermiques placé en regard d'au moins un épaulement du disque support et de l'autre coté de l'axe, à au moins un échangeur thermique.

Selon cette deuxième forme de réalisation, le support est sensiblement circulaire et définit au moins un disque épais 213 monté pivotant sur son axe 210, ce disque portant radialement des rainures 223 usinées en forme d'épingles fermées par des plaques d'étanchéités 233 et disposées sensiblement en secteurs égaux de manière consécutive pour pouvoir être chevauchés librement par les moyens magnétiques fixes 202 recouvrant un section du disque support.

Chaque bloc thermique 211 comporte une zone de transfert 214 traversée par le fluide caloporteur à réchauffer ou à refroidir. Cette zone de transfert 214, illustrée par la figure 8A, est formée de deux conduits traversant, débouchant sur une paroi du disque support 213, dans cet exemple, sur la paroi 215a sensiblement plane par un orifice d'entrée 216 et sur l'autre paroi 215b sensiblement plane par un orifice de sortie 217.

Le disque support 213 est avantageusement prolongés sur au moins une de ses faces par au moins un épaulement ou tube épais 218 comportant au moins un orifice de passage des fluides caloporteurs vers les circuits de fluides caloporteurs.

Ce disque 213 est couplé à des moyens d'entraînement séquentiels ou ininterrompus faisant passer successivement les éléments thermiques 211 d'une zone froide 200 (hors champ magnétique) à une zone chaude 201 (dans le champ magnétique). Les moyens d'entraînement séquentiels ou ininterrompus sont par exemple un moteur, un vérin, un mécanisme à ressort, un aérogénérateur, un électroaimant, un hydrogénérateur ou tout autre moyen équivalent.

Les organes thermiques 211 sont orientés sensiblement perpendiculaires à l'axe de pivotement 210 du disque 213 et l'élément magnétique 203 est orienté pour que sa fente soit sensiblement perpendiculaire à ce même axe de pivotement 210.

Le guidage en rotation du disque support 213 est assuré par des coussinets ou des paliers ou des roulements 220 montés sur un axe 210 mobile en rotation et logés dans au moins un boîtier de guidage fixe 232.

Cet axe mobile 210 est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau magnétiquement non conducteur choisi dans le groupe comprenant au moins les aciers inox, les alliages de cuivre, l'aluminium et ses alliages, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites.

Le boîtier de guidage 232 comporte des rainures 234 usinées et décalées axialement, orientées angulairement les unes par rapport aux autres de manière préférentielle à 180 et aboutissants d'un coté, à au moins un orifice 219 placée en regard d'au moins un épaulement 218 du disque support et sur la face extérieure du boîtier de guidage 232, à au moins un échangeur thermique non représenté.

De manière avantageuse, l'élément magnétique 203 est utilisé pour supporter le boîtier de guidage 232 qui contient les moyens de guidage 220 du disque support 213.

Ce boîtier de guidage 232 est avantageusement au moins en partie réalisé dans un matériau mécaniquement résistant sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites ou tout autre matériau similaire.

Pendant le mouvement de pivotement du disque support 213, une ou plusieurs rainures 223 usinées en épingle fermées par des plaques d'étanchéités 233 et disposées sensiblement en secteurs égaux et contenant les matériaux magnéto-calorifiques 212 entrent ou sortent des zones de transfert zone chaude 201 et zone froide 200 définies par les rainures 234 usinées dans le boîtier de guidage 232 et matérialisant les zones du disque support placées dans le champ magnétique ou soustraits au champ magnétique.

Pendant le pivotement du disque support 213, les orifices 219 aboutissant aux orifices 217 des conduits des blocs thermiques 211 contenant les matériaux magnéto- calorifiques 212 placés dans le champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures 234 usinées dans le boîtier de guidage 232 et conduisant à l'échangeur chaud non représenté ; et les orifices 219 aboutissant aux orifices 216 des conduits des blocs thermiques 211 contenant les matériaux magnéto-calorifiques 212 soustraits au champ magnétique sont avantageusement placés en regard des rainures 234 usinées dans le boîtier de guidage 232 et conduisant à l'échangeur froid non représenté.

Ces rainures 234 présentes sur le boîtier de guidage 232 sont orientées par rapport aux éléments magnétiques 203 pour définir une zone froide 200 (pastilles hors champ magnétique) et une zone chaude 201 (pastilles dans le champ magnétique).

L'étanchéité entre les différents circuits et rainures est assuré par des joints 240 toriques ou des joints quatre lobes ou par des presseétoupes ou tous autres dispositifs similaires.

Le disque support épais 213 comporte avantageusement des dents d'engrenages 235 dans sa périphérie pour assurer le pivotement des logements cylindriques 11 usinés contenant les pastilles de matériaux magnéto-calorifiques 12 selon le premier mode de réalisation ou des rainures 223 usinées en épingles fermées par des plaques d'étanchéités 233 et contenant les matériaux magnéto-calorifiques 212 selon le deuxième mode de réalisation.

Les conduits 222 aboutissent à un orifice de communication 250 d'entrée circuits chauds et à un orifice de communication 260 de sortie circuits chauds et à un orifice de communication 270 d'entrée circuits froids et à un orifice de communication 280 de sortie circuits froids qui sont pourvus de raccords pour connecter les orifices d'entrée 216 et de sortie 217 des zones de transfert 214 des différents organes thermiques 211 à un ou plusieurs circuits externes pourvus d'échangeurs thermiques, non représentés sur ces figures. Ces circuits externes sont par exemple formés de conduits rigides ou souples non représentés remplis chacun d'un fluide caloporteur identique ou différent. Le ou les circuits externes et les zones de transfert 214 définissent le ou les circuits de fluide caloporteur.

Le dispositif 3, selon un troisième mode de réalisation et représenté par les figures 14A-B, est sensiblement similaire au deuxième mode de réalisation. Il s'en différencie par le fait que les blocs thermiques 311 sont des logements cylindriques contenant des pastilles 312 de matériaux magnéto- calorifiques chevauchées séquentiellement par les moyens magnétiques 303.

Le fonctionnement des dispositifs 1-3 précédents est décrit en référence à la figure 15 qui schématise le cycle de fonctionnement et les circuits caloporteurs. En référence à cette figure, le dispositif 4 comporte deux blocs thermiques 411a, 411b, un élément magnétique 403 et deux circuits de fluide caloporteur 420a, 420b dont un "circuit chaud" 420a couplé à un échangeur thermique 430a et "un circuit froid" 420b couplé à un échangeur thermique 430b. La circulation du fluide caloporteur est assurée par les pompes 440a, 440b, par exemple une pompe à engrenages double.

Pendant le pivotement du disque support 413, le ou les blocs thermiques 411a, 411b sont successivement traversés par le ou les fluides caloporteurs provenant des circuits 420a et 420b connectés aux orifices 425 à 428 de l'axe fixe 421.

Les blocs thermiques 411a contenant le matériau magnéto-calorifique 412a soumis au champ magnétique sont traversés par le fluide caloporteur du circuit chaud 420a et les blocs thermiques 411b contenant le matériau magnéto-calorifique 412b placés hors du champ magnétique sont traversés par le fluide caloporteur du circuit froid 420b.

Pour réaliser chaque cycle thermique, le matériau magnéto-calorifique 412a, 412b des blocs thermiques 411a, 411b est successivement soumis à des champs magnétiques puis soustrait de ces champs magnétiques. Le raccordement synchrone 418, 421 des blocs thermiques 411a, 411b avec les différents circuits caloporteurs est assuré automatiquement pendant le déplacement du disque support 413 sans utiliser un dispositif externe. La fréquence du cycle dépend des résultats thermiques recherchés. Ce cycle peut ainsi être répété sans limite avec une vitesse de pivotement variable en fonction de la température ou des puissances à atteindre.

Le cycle de fonctionnement peut être asservi à une sonde de température installée par exemple à proximité des produits à tempérer ou à refroidir ou dans une enceinte à réfrigérer.

Ce dispositif 1-4 permet ainsi de chauffer, refroidir ou tempérer un local, une enceinte, l'intérieur d'un réfrigérateur ou congélateur, climatiser des locaux.

De manière générale, selon l'invention, les moyens de pivotements séquentiels ou ininterrompus sont couplés au disque support 13, 213, 313, 413 pour le déplacer par rapport aux moyens magnétiques 103, 203, 303, 403. De ce fait, le dispositif 1-4 permet de réaliser automatiquement et simplement le raccordement des blocs thermiques avec les circuits caloporteurs pendant la variation du champ magnétique dans le matériau magnéto-calorifique, obtenue par le déplacement du disque support luimême. Cette construction interne particulière permet ainsi, de s'affranchir des nombreux problèmes de synchronisation et de commutation externes des circuits de fluide caloporteur avec les blocs thermiques 11, 211, 311, 41la, 411b, lorsque les blocs thermiques 11, 211, 311, 411a, 411b sont en mouvement par rapport aux moyens magnétiques 103, 203, 303, 403 et au reste des circuits caloporteurs 420a, 420b.

Cette description met bien en évidence que le dispositif 1-4 selon l'invention permet, de générer, sans pollution, des quantités de chaleur (Q [J]) importantes pouvant être utilisées pour tout type d'application.

Par ailleurs, ce dispositif 1-4 présente l'avantage de ne pas nécessiter de moyens de commutations ou de synchronisations externes pour son fonctionnement ce qui simplifie sa conception, son asservissement et sa maintenance. Il a un très faible niveau de bruit pendant son fonctionnement et il est ainsi moins cher à réaliser et à utiliser que les dispositifs traditionnels, tout en réduisant la consommation d'énergie de l'installation.

Les avantages procurés par l'absence de moyens externes de commutations ou de synchronisations permettent en outre d'obtenir des variantes du dispositif 1-4 permettant une augmentation simple et économiquement rentable des quantité de blocs thermiques 11, 211, 311, 411a, 411b et/ou de moyens magnétiques 103, 203, 303, 403. Ils permettent également, en combinant plusieurs dispositifs de production d'énergie thermique à moyens de commutations ou de synchronisations automatique, d'augmenter les capacités thermiques du dispositif 1 - 4, de manière fiable, pour un coût réduit et sans compliquer de manière excessive le fonctionnement ou l'architecture du dispositif 1-4.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées.

Claims (1)

1. 26 REVENDICATIONS

   1. Dispositif de production d'énergie thermique à matériau magnétocalorifique (1-4) à moyens internes de commutation et synchronisation automatique des circuits de fluides caloporteurs comportant au moins une unité de production d'énergie thermique (10, 20, 30, 40) pourvue d'au moins un bloc thermique (11, 211, 311, 411a, 411b) contenant au moins un élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b), des moyens magnétiques (103, 203, 303, 403) adaptés pour émettre au moins un champ magnétique, des moyens de déplacement couplés aux-dits blocs IO thermiques (11, 211, 311, 411a, 411b) pour les déplacer selon un mouvement séquentiels ou ininterrompus par rapport auxdits moyens magnétiques (103, 203, 303, 403) afin d'exposer les éléments magnéto- calorifiques (12, 212, 312, 412a, 412b) à une modification de champ magnétique de manière à faire varier leur température, des moyens de récupération de la quantité de chaleur (Q [J]) émise par lesdits éléments magnéto-calorifiques (12, 212, 312, 412a, 412b), pendant la modification du champ magnétique, des moyens internes de commutation et synchronisation des circuits de fluides caloporteurs caractérisés en ce que lesdits moyens internes de commutation et synchronisation sont mécaniquement intégrés dans les parties mécanique du dispositif (1-4) et couplés avec le passage de chaque élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) dans la zone de transfert zone chaude 201 en présence d'un champ magnétique et dans la zone de transfert zone froide 202 en l'absence ou pendant la diminution du champ magnétique et raccordent automatiquement chaque élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) aux circuits de fluides caloporteurs 420a, 420b selon l'intensité du champ magnétique auquel chaque élément magnéto-calorifique est soumis.

   2. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mouvement séquentiel est choisi dans un groupe comprenant au moins un pivotement successif, un pivotement alternatif, un pivotement répétitif.

   3. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de récupération comportent au moins un circuit (420a, 420b) de fluide caloporteur, un moyen de circulation (440a, 440b) dudit fluide caloporteur dans ledit circuit (420a, 420b) et un moyen d'évacuation (430a, 430b) desdites quantité de chaleur (Q [J]) récupérées par ledit fluide caloporteur, ledit circuit (420a, 420b) comportant au moins deux zones de transfert (414) situées chacune dans l'environnement immédiat d'un desdits éléments magnéto-caloriques (12, 212, 312, 412a, 412b) et agencées pour que ledit fluide caloporteur récupère au moins en partie lesdites quantité de chaleur (Q [J]) émises par ledit élément magnétocalorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) correspondant.

   4. Dispositif (1-4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de récupération comportent au moins deux circuits (420a, 420b) dont au moins un "circuit chaud" (420a) pour l'évacuation de la quantité de chaleur (Q [J]) produits par les matériaux magnétocalorifiques placés dans le champ magnétique et au moins un "circuit froid" (420b) pour l'absorption par les matériaux magnéto-calorifiques placés hors du champ magnétique d'une quantité de chaleur (Q [J]) et des moyens de commutation internes (18, 21, 218, 232, 421) adaptés pour raccorder chaque zone de transfert (14, 214, 314, 414a, 414b) à l'un ou à l'autre desdits circuits (420a, 420b).

   5. Dispositif (1-4) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutations internes (18, 21, 218, 232, 421) comportent des rainures (23, 234), adaptées pour synchroniser lesdits moyens de commutations internes auxdits moyens de déplacement de sorte que, selon le champ magnétique auquel est soumis chaque élément magnéto- calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b), ladite zone de transfert (14, 214, 314, 414a, 414b) correspondante est reliée à l'un ou à l'autre desdits circuits (420a, 420b).

   6. Dispositif (1-4) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutations internes (18, 21, 218, 232, 421) sont au moins en partie réalisés dans un matériau mécaniquement résistant sélectionné pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites.

   7. Dispositif (1-4) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rainures (23, 234) sont orientés angulairement par rapport aux éléments magnétiques (103, 203, 303, 403) pour définir une zone froide (200) pour les éléments magnéto-calorifiques (12, 212, 312, 412a, 412b) placés hors du champ magnétique et une zone chaude (201)pour les éléments magnéto-calorifiques (12, 212, 312, 412a, 412b) placés dans le champ magnétique.

   8. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) comporte au moins l'un des matériaux magnéto-calorifique choisi dans le groupe comprenant au moins le gadolinium (Gd), un alliage de gadolinium comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le Gadolinium, le Germanium, le Silicium, le Fer, un alliage de Lanthane, un alliage de Manganèse comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le phosphore, l'arsenic, le plomb, un alliage de Nickel comportant au moins l'un des matériaux choisi dans le groupe comprenant au moins le Nickel, le Manganèse, le Gallium, l'Etain.

   9. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) se présente sous l'une des formes choisie dans le groupe comprenant un bloc, une pastille, de la poudre, un agglomérat de morceaux, un poudre frittée, une éponge métallique, un bloc poreux.

   10. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bloc thermique (11, 211, 311, 411a, 411b) porté par au moins un support (13, 213, 313, 413) couplé auxdits moyens de déplacement.

   11. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bloc 30 thermique (11, 211, 311, 411a, 411b) est au moins en partie réalisé dans un matériau mécaniquement résistant choisi pour sa très mauvaise conduction thermique et choisi dans le groupe comprenant au moins un isolant, les matières synthétiques, les céramiques, les plastiques, les matières ligneuses, les composites.

   12. Dispositif (1, 4) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit support est sensiblement circulaire et définit au moins un disque support (13, 213, 313, 413) monté pivotant séquentiellement sur son axe, ledit disque portant radialement lesdits blocs thermiques (I1, 211, 311, 41la, 41lb) indépendant et définissant des secteurs circulaires disposés sensiblement en cercle de manière consécutive pour pouvoir être chevauchés librement par lesdits moyens magnétiques (103, 203, 303, 403).

   13. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) se présente sous la forme d'une pastille épaisse comportant de fines rainures usinées dans son épaisseur.

   14. Dispositif (1-4) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) peut comporter plusieurs secteurs de différents matériaux magnéto-calorifiques de compositions et de plages de températures différentes qui sont assemblés pour reconstituer une pastille ayant une plage température élargie.

   15. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312, 412a, 412b) se présente sous la forme de morceaux d'une taille comprise entre 0.05 et 5 mm, et de préférence lmm, logés dans au moins une rainure repliée en épingle et comportant au moins un orifice d'entrée et un orifice de sortie.

   16. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bloc thermique (11, 211, 311, 411a, 411b) comporte au moins un conduit traversant pourvu d'au moins un orifice d'entrée (16, 216, 316, 416) et d'au moins un orifice de sortie (17, 217, 317, 417) raccordés audit circuit (420a, 420b), ledit conduit traversant définissant ladite zone de transfert (14, 214, 314, 414) correspondante et débouchant dans au moins une cavité usinée dans le disque support (13, 213, 313, 413).

   17. Dispositif (1-4) selon la revendication 16, caractérisé en ce que la cavité usinée dans le disque support (13, 213, 313, 413) est un logement cylindrique ou une rainure en épingle (223) fermée par une plaque d'étanchéité (233).

   18. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bloc thermique (11, 211, 311, 411a, 411b) comporte un conduit traversant unique pourvu d'un orifice d'entrée (16, 216, 316, 416) unique et d'un orifice de sortie (17, 217, 317, 417) unique raccordés audit circuit (420a, 420b), ledit conduit traversant définissant ladite zone de transfert (14) correspondante.

   19. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens magnétiques comportent au moins un élément magnétique (103, 203, 303, 403) pourvu d'au moins un aimant permanent ou un électro- aimant ou un supraconducteur.

   20. Dispositif (1-4) selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit élément magnétique (103, 203, 303, 403) comporte au moins un matériau magnétisable qui concentre et dirige les lignes de flux magnétique dudit aimant permanent et qui est choisi dans le groupe comprenant au moins les aciers à faible teneur en carbone, le fer doux, les alliages Vanadium-permadur, les aciers au Cobalt, les aciers au Silicium, les alliages de Nickel.

   21. Dispositif (1-4) selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit élément magnétique (103, 203, 303, 403) comporte plusieurs aimants permanents dont les lignes de champ d'induction formant une figure géométrique en forme de T, convergent dans une direction privilégiant l'addition des champs magnétiques de chaque aimant permanent.

   22. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen magnétique (103, 203, 303, 403) a une forme en fer à cheval ou en C adaptée pour recevoir entre ses branches et de manière successive ledit élément magnéto-calorifique (12, 212, 312,412a,412b).

   23. Dispositif (1-4) selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit élément magnétique (103, 203, 303, 403) est adapté pour supporter les moyens de commutation internes (21, 232).

   24. Dispositifs (1-4) selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit moyen magnétiques (103, 203, 303, 403) est orienté de manière à ce que la fente de l'entrefer de ladite forme en fer à cheval ou en C est sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement dudit disque support (13, 213, 313, 413) et en ce que lesdits blocs thermiques (11, 211, 311, 411a, 411b) sont orientés sensiblement perpendiculairement à l'axe de pivotement dudit disque support (13, 213, 313, 413).

   25. Dispositif (1-4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de circulation (440a, 440b) sont choisis dans le groupe comprenant au moins une pompe, une pompe à engrenages, un circulateur.

   26. Dispositif (1-4) selon la revendication 25, caractérisé en ce que lesdits moyens de circulation (440a, 440b) sont au moins une pompe à engrenages couplée aux moyens d'entraînement (31).

   27. Dispositif (1-4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation comportent au moins deux échangeurs dont au moins un échangeur thermique (430a) relié au "circuit chaud" (420a) et au moins un échangeur thermique (430b) relié au "circuit froid" (420b).

   28. Dispositif (1-4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement séquentiels (31) sont choisis dans le groupe comprenant au moins un moteur, un vérin, un mécanisme à ressort, un aérogénérateur, un électroaimant, un hydrogénérateur.

   29. Dispositif (1-4) selon la revendication 28, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement (31) entraînent en rotation un engrenage choisit dans le groupe comprenant au moins les roue et vis sans fin, les engrenages à dentures droites, les engrenages hélicoïdaux.