(57)【要約】本発明は、サイズの伸縮が可能で、多様性がありかつユニット組合せの方式であるにもかかわらず、極めて高いエネルギー効率と単純かつ経済的な設計、低エネルギー消費を有する非公害型熱発電機に関する。この熱発電機（１）は、磁気熱変換材料から構成される各熱要素（３）に、２つの別々の収集回路（３１，３２）、すなわち、熱伝達液回路（５１）に接続される熱収集回路（３１）、および冷熱伝達液回路（５２）に接続される冷気収集回路（３２）が含まれる。熱伝達液は、熱要素（３）が、熱要素（３）に関する中央軸（Ｂ）周りに回転する磁石（４０）によって発生する磁場を受けるか否かに応じていずれかの収集回路（３１，３２）内で交互の運動状態に設定される。熱伝達液回路（５１，５２）は一部で熱要素（３）を支持する板（２）に一体化されるとともに、熱要素（３）によって発生する熱量および負熱量を利用する熱交換器（５５，５６）が含まれる外部回路に接続される。本発明の用途には、すべての産業設備とすべての家庭用途の暖房、温度調節、空調、および冷凍が含まれる。【選択図】図１
2009507168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気熱変換材料の少なくとも２つの熱要素（３）を支える少なくとも１つの固定支持材（２）、
該熱要素が温度変動を目的に磁場の変動を受けるように前記熱要素（３）に関連して移動する複数磁気手段（４）、回収される熱量または冷気の排出に適当な少なくとも１台の熱交換器（５５，５６）および対応する前記熱要素（３）を前記回路（５１，５２）内に交互におくために設置される切替手段（５７，５８）に連結されるいわば「加熱」回路（５１）ならびにいわば「冷却」回路（５２）の、熱媒体液が中を循環する少なくとも２つの別々の回路（５１，５２）が含まれる前記熱要素（３）により放出される熱量および冷気回収手段（５）が含まれるものにおいて、各熱要素（３）に、磁場を受ける前記熱要素（３）による放出熱量の収集を担う加熱回路（５１）の熱媒体液が中を循環するいわば「加熱」収集回路（３１）および磁場を受けない前記熱要素（３）による放出冷気の収集を担う冷却回路（５２）の熱媒体液が中を循環するいわば「冷却」収集回路（３２）の、少なくとも２つの別々の収集回路（３１，３２）を形成する液体通路（３５）が含まれ、前記熱要素（３）が磁場を受けるか否かと同時に熱量か冷気のいずれを放出するかに応じて前記熱媒体液が収集回路（３１，３２）のいずれかの中で交互に運動状態におかれることを特徴とする磁気熱変換材料に記載の熱発電機（１）
【請求項２】
熱要素（３）が非中空版、非中空版または非中空板（３０）の積層、粒子の集合、多孔性版、多孔性版または多孔性板の積層、これらの形態の組み合わせが含まれる集団の中で選択される少なくとも１形態下で示される電磁熱材料で製作される少なくとも部分であることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項３】
前記収集回路（３１，３２）が広い熱交換面積の提供のために熱要素（３）の厚み上に割付けられる複数液体通路（３５）からそれぞれ形成されることを特徴とする請求項２に記載の発電機
【請求項４】
前記液体通路（３５）が前記熱要素（３）を通過する前記熱媒体液の流れを生じさせるのに適当な0.01ミリ から5ミリの間に含まれる、好ましくは0.15ミリに等しい狭いサイズのものであり、前記流れがほぼ層流状であることを特徴とする請求項３に記載の発電機
【請求項５】
各熱要素（３）の２つの収集回路（３１，３２）の液体通路（３５）が異なる方向を有することを特徴とする請求項３に記載の発電機
【請求項６】
各熱要素（３）の２つの収集回路（３１，３２）の液体通路（３５）がほぼ平行であることを特徴とする請求項３に記載の発電機
【請求項７】
前記液体通路（３５）が少なくとも穿孔、溝、スリット、隙間、これらの形態の組合せが含まれる集団の中から選択される形態により定められ、これらの形態が加工、化学的、イオン的、または機械的なエッチング、成型、版または板間の差込板、粒子間空間により得られることを特徴とする請求項３に記載の発電機
【請求項８】
前記固定支持材に、前記熱要素（３）をそこに受け入れるための複数空洞（２０）の境界を定める少なくとも２つの開口部を備えた少なくとも１枚の地板（２）ならびに、熱媒体液の前記加熱（５１）および冷却（５２）回路の一部を形成すると同時に、前記熱要素（３）に対応する液体通路（３５）との連絡に適当な各熱媒体液回路（５１，５２）用の入口孔および出口孔、すなわち、空洞（２０）を通る２つの入口孔と２つの出口孔を通じて各空洞（２０）内に通じる少なくとも２連の導管（２１，２２）が含まれることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項９】
前記導管（２１，２２）が前記地板（２０）の少なくとも１面上に割付けられる溝により形成されること、ならびに熱発電機（１）に前記導管（２１，２２）を塞ぐと同時に出入りを封ずる前記地板（２）面に設置される少なくとも１つの側板（６０）が含まれることを特徴とする請求項８に記載の発電機
【請求項１０】
前記熱要素（３）と前記空洞（２０）が相互補完的嵌合の形態を有することを特徴とする請求項４に記載の発電機
【請求項１１】
これらの相互補完的嵌合形態がほぼ平行６面体であること、空洞（２０）の各側面に前記加熱（５１）および冷却（５２）の熱媒体液回路の入口孔または出口孔が含まれることならびに熱要素（３）の各側面にその収集回路（３１、３２）の入口または出口が含まれることを特徴とする請求項１０に記載の発電機
【請求項１２】
0.05ミリから 15ミリの間にある、好ましくは1ミリに等しい遊びが空洞（２０）と熱要素（３）との間の各側面に設けられ、この遊びが前記熱空間（３）の厚みにわたる前記熱媒体液の割付空間を形成することならびに出入遮断手段が空洞（２０）の各隅に配されることを特徴とする請求項１１に記載の発電機
【請求項１３】
前記支持材（２）の中央軸（Ｂ）の周囲にほぼ円状に割付けられる１組の熱要素（３）が含まれることならびに前記磁気手段（４）がこの中央軸（Ｂ）廻りの回転噛合手段に連結されることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項１４】
磁気手段（４）に熱要素（３）の数に一致する多数の磁石（４０）が含まれ、これらの磁石（４０）が組毎に結合されると同時に、該磁石２個につき１個の熱要素（３）に前記磁場を受けさせるために前記熱要素（３）の両側に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の発電機
【請求項１５】
複数熱要素（３）が複数組の磁石（４０）が磁場を破壊せずにあるセットの熱要素（３）から次のセットのものに移るように相互に隣接して配置されることを特徴とする請求項１４に記載の発電機
【請求項１６】
加熱（５１）および冷却（５２）の熱媒体液が互いに逆の方向に循環することを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項１７】
熱量および冷気の回収手段に、熱媒体液回路（５１，５２）の少なくとも１つに設けられる前記熱媒体液の強制循環手段（５３）が含まれることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項１８】
加熱（５１）と冷却（５２）の回路が閉鎖ループ状態で接続され、該熱媒体液加熱回路（５１）により冷却熱交換器（５６）の出口（Sf）が加熱熱交換器（５５）の入口（Ec）に接続されるとともに、該熱媒体液冷却回路（５２）により加熱熱交換器（５５）の出口（Sc）が冷却熱交換器（５６）の入口（Ef）に接続されることを特徴とする請求項１７に記載の発電機
【請求項１９】
熱量および冷気回収手段に各熱媒体液回路（５１、５２）に設置される前記熱媒体液の強制循環手段（５３）が含まれ、これらの回路により独立しかつ閉鎖したループがそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【請求項２０】
切替手段に、加熱（５１）および冷却（５２）の各熱媒体液回路に設置されると同時に、これらが磁場を受けるか否かさらに熱量あるいは冷気のいずれを放出するかに応じて、熱要素（３）の収集回路（３１，３２）を相互に連続させるために設置される少なくとも１つの仕切り弁（５７，５８）が含まれることを特徴とする請求項１に記載の発電機
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも２つの磁気熱変換材料の熱要素が含まれる少なくとも１つの固定支持材、前記熱要素がその温度を変化させるために磁場の変動を受けるようにこれらに対して可動する磁気手段、少なくとも２つの熱媒体液回路が含まれる前記熱要素により放出される熱量および冷気の回収手段であるいわば「加熱」回路および「冷却」回路が含まれ、各回路が少なくとも１台の熱交換器に連結されると同時に対応する熱要素を前記回路中におくための切替手段を備える磁気熱変換材料の熱発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気熱変換材料の熱発電機は、磁場の影響下で加熱されると同時に、磁場の消滅後またはこの磁場の減少とともに当初温度より低い温度まで冷却される特徴を示すある種のガドリニウム合金といったある一定材料の磁気熱特性を利用するものである。この磁気熱変換効果は材料のキューリー点近傍で生じる。この新たな熱発電機発電は無公害性なので極めて生態環境的な解決方案をもたらすというメリットを示す。しかしながら、経済的に収益が上がると同時に良好なエネルギー効率をもたらすためには、この発電機とこれらの材料により放出されるこれらの熱量および冷気の回収手段の考え方が極めて重要なものとなる。
【０００３】
国際公開特許WO-A-03/050456には、磁気熱変換材料の熱発電機に、継手により分離されると同時にそれぞれ多孔質形態のガドリニウムを受け入れる１２区画を区分する単一区間の管状区域が含まれる第１例が挙げられている。各区画には、加熱回路に接続されるその入口と出口および冷却回路に接続されるその入口と出口の４つの孔が備えられている。異なる区画に連続して異なる磁場を受けさせながらこれらの区画を走査するように、２つの永久磁石が連続回転運動で動かされる。異なる区画のガドリニウムにより放出される熱量と冷気量は、熱媒体液が中を循環するとともにこれらの熱交換器がその回転が磁石の回転と同期がとられる回転継手を介して連続して接続される、加熱および冷却の回路を通じて熱交換器に向けて誘導される。同期をとる回転にしばられるこの必須要件によってこの装置が技術的に難しくなるとともに製作に費用がかかるものとなる。さらに、その機能原理によりその将来の技術上の進展が極めて限定されている。加熱および冷却の回路製作に必要な種々の導管、接続具および仕切弁を考慮するとその構造はなお、さらに複雑でかつ費用がかかるものとなる。その一方で、この発電機の効率も不十分なままでその用途は限定されている。実際、磁気熱変換材料の細孔を通過して循環する熱媒液は、加熱回路に関しても冷却回路に関しても同じであり、その循環方向が逆転されるだけであるので、この点からの熱慣性によりかなりの不利益がもたらされる。
【０００４】
仏国特許出願公開FR- A-2 861 454では、熱要素が磁気熱変換材料の近傍に位置すると同時に、これらが取り付けられる地板を通過する熱媒体液回路と通じる導管を通過する第２例が挙げられている。この地板には熱媒体液が中を循環すると同時に、熱要素の導管が導管も中間接続も無しに、直接、接続される加熱および冷却回路を定める導管が含まれる。このタイプの構造には、この発電機の製作費用を実質的に削減すると同時に、構成の柔軟性を大きくするメリットがある。しかしながら、冷却回路についても加熱回路についても熱要素中を循環する唯一の熱媒体液にしばられるデメリットがある。従って、この解決方案の熱効率は不十分である。
【特許文献１】国際公開特許WO-A-03/050456
【特許文献２】仏国特許出願公開FR- A-2 861 454
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、発展的で、柔軟性のある、家庭用用途に関するだけでなく大規模工業用の施設でも利用可能なユニットの組合せによる、非常にエネルギー効率の良い、単純な概念でかつ経済的で、エネルギー消費の少ない無公害熱発電機を提案してこれらのデメリットの改善をめざすものである。
【０００６】
この目的で、本発明は序文で指摘されたジャンルの熱発電機に関するもので、各熱要素に少なくとも２つの別個の収集回路を形成する液体（３５）の通路、すなわち、磁場を受ける前記熱要素により放出される熱量の収集を担う加熱回路の熱媒体液が中を循環するいわば「加熱」収集回路、および磁場を受けない前記熱要素により放出される冷気の回収を担う冷却回路の熱媒体液が循環するいわゆる「冷却」収集回路が含まれ、前記熱要素が磁場を受けるか否かと同時にこれが放出するものが熱量または冷気のいずれであるかに応じて前記熱媒体液がいずれかの回収回路内で交互に運動状態におかれることを特徴とする。
【０００７】
熱要素は少なくとも非中空版、非中空版または非中空板の積層、粒子の集合、多孔性版、多孔性版または多孔性板の積層、これらの形態の組合せが含まれる集団から選択される形態のもとで示される磁気熱変換材料で製作される少なくとも１部分である。
【０００８】
回収回路はそれぞれ広い熱交換面積をもたらすため、熱要素の厚み内に割付けられる複数の液体通路から形成されるのが好ましく、これらの液体通路は熱要素を通過する熱媒体液がほぼ層流の流れを作り出すのに適切な0.01ミリと5ミリの間に含まれる好ましくは0.15ミリに等しい薄いサイズである。各熱要素の２つの収集回路の液体通路は平行あるいは例えば垂直な異なる方向を有しえる。これらは穿孔、溝、スリット、隙間、これらの組合せを含む集団から選択される少なくとも１形態により定められ、これらの形態は加工、化学的、イオン的、または機械的なエッチング、成型、版または板間の差込板、粒子間空間により得られる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、固定支持材に、そこに熱要素を受け入れるための複数空洞の境界を定める少なくとも２つの開口部、および加熱および冷却熱媒体液回路の１部分を形成すると同時に、熱要素に対応する液体通路との連絡に適切な入口孔と出口孔すなわち、空洞を通る２つの入口孔および出口孔を通じて各空洞に通じる少なくとも２連の導管を備えた少なくとも１枚の地板が含まれる。
【００１０】
該導管は該地板の両面のうちのどちらかまたは両方の面に割り付けられる溝により形成可能であり、その片面あるいは両面はこれらの導管を塞ぎかつ出入を遮断するために設置される側板により覆われる。
【００１１】
熱要素と空洞は、ほぼ平行６面体であってよい相互補完の嵌合形態を有し、空洞の各側面には加熱および冷却熱媒体液回路の内のどちらかの入口孔または出口孔が含まれると同時に、熱要素の各側面にはその回収回路のうちのいずれかの入口または出口が含まれるのが有利な方法である。
【００１２】
好ましい実施形態では、0.05ミリから15ミリ間に含まれる、好ましくは1ミリに等しい遊びが空洞間の各側面に設けられると同時に、熱要素により熱要素の厚みにわたる熱媒体液の割付空間が形成され、出入遮断手段が空洞の各隅に配置される。
【００１３】
この熱発電機には中央支持軸周囲にほぼ円状に割り付けられる多数の組の熱要素が含まれると都合が良いと同時に、磁気手段はこの中央軸廻りに回転する噛合手段に連結されるのが好ましい。
【００１４】
これらの磁気手段には多数の熱要素に対応する多数の磁石が含まれることが可能で、これらの磁石は組毎に結合されると同時に、２つの磁石毎に１つの熱要素が磁場を受けるよう熱要素の両側に配置される。好ましい実施形態では、１組の磁石郡が磁場を壊さずに次々とセットの熱要素を通過するように熱要素が相互に隣接するよう配置される。
【００１５】
これらの熱量および冷気の回収手段には熱媒体液回路のどちらかまたは両方に設置される熱媒体液の複数強制循環手段が含まれうる。第１の場合には、加熱および冷気熱媒体液の２回路は閉ループ状態に接続され、加熱熱媒体液回路では冷却熱交換器の出口が加熱熱交換器入口に接続されると同時に、冷却熱媒体液回路では加熱熱交換器の出口が冷気熱交換器に入口に接続される。第２の場合には、加熱および冷却熱媒体液の２回路は独立していると同時に、それぞれ閉ループを形成する。加熱および冷却の２回路の熱媒体液は逆の方向に循環するのが好ましい。
【００１６】
切替手段には加熱および冷却熱媒体液の各回路上に設置されると同時に、磁場を受けるか否かまた生じるのは熱量か冷気かに応じて熱要素の収集回路を相互に連続させるために設置される少なくとも１つ仕切り弁が含まれうる。
【実施例】
【００１７】
図１および図２を参照すると、本発明による熱磁気材料熱発電機１に、少なくとも２つの、図示例では、磁気熱変換材料の８つの熱要素３を支えるために設置される地板２の形で示される固定支持材が含まれる。これにはまた熱要素３にその温度が変化するよう磁場の変動を受けさせるためにこれら熱要素と関連して可動である磁気手段４ならびに該熱要素３により放出される熱量および冷気の回収手段５も含まれる。
これらの熱量および冷気の回収手段５には、特に、別々の２つの、つまり相互に圧力の出入りを封じられた熱媒体液回路５１，５２、すなわち、熱量を回収する「加熱」回路５１および冷気を回収する「冷却」回路５２が含まれ、各回路５１，５２は家庭用のみならず産業用の暖房、温度調節、冷房、空調等の用途に向けたこれらの熱量および冷気量の利用に適当な少なくとも１台の熱交換器に連結される。
【００１８】
図示の例では、熱要素３は地板２の空洞２０内に置かれるとともに、中央軸Ｂの周囲にほぼ円状に割り付けられる。磁気手段４には磁場を該手段２つに１つの熱要素３に受けさせるように地板２の両側に組毎に割り充てられる永久磁石４０が含まれる。これらの永久磁石４０は地板２の各側面に設置される２つの極板４１により支えられるとともに、原動機、原動減速機、逐次原動機、サーボ原動機、回転ジャッキ等といったあらゆるタイプの作動装置に直接、またはあらゆるタイプの適合した機械伝動装置を通じて連結される駆動軸（図示されず）により回転駆動される。
【００１９】
この軸Ｂ廻りの円状熱要素３からなる構成形態のメリットにより同一方向の連続回転による単純な磁気手段４駆動形態の利用が可能となる。その他のあらゆる構成形態においても対応可能であることは勿論である。たとえば、熱要素３が直線に並んで配置される場合には、交互平行移動による磁気手段４の駆動形態が選択されよう。
【００２０】
永久磁石はその磁場線を熱要素３の方向に集中させると同時に向けさせる１種あるいは複数種の磁性材料に関連した非中空、焼結化、または薄板化されたものであっても良い。電磁石または超伝導体といったその他のあらゆるタイプの磁石にも対応可能である。しかしながら、永久磁石は、大きさ、利用の単純性、ならびにコストが低いなどの点で確かなメリットを示す。最低１テスラの磁場の発生可能な永久磁石４０が選択されるのが好ましい。
【００２１】
さらに、熱要素３は１組の磁石４０が、磁気の流れを壊すことなくある１組の熱要素３から次のものまで通過するように隣接して相互間に配置される。この配置により磁力を妨げる必要がない限りに磁気手段４を運動状態にするために必要な原動力が相当抑制されるメリットを有する。
【００２２】
地板２は断熱性でかつ非磁性の材料で製作されるのが好ましい板から構成される。これには、熱要素３と相互に補完しあう嵌合形態と熱要素３が地板２の面と合うようほぼ等しい厚みとを有する空洞２０を形成する開口部が含まれる。その他の構成形態も可能であり、必須なことは各熱要素３が永久磁石４０の磁場により活発に動くようにできることである。
【００２３】
さらに、特に、図３を参照すると、この地板２には加熱５１および冷却５２熱媒体液回路の内部部分を形成する２連の導管２１，２２が含まれる。各一連の導管２１，２２は、一方では、熱要素３と通じるために設置される入口および出口の孔を通って、すなわち、空洞２０、２つの入口孔および２つの出口孔を通って空洞２０内に通じ、他方で、特に熱交換器が含まれる加熱５１および冷却５２の熱媒体液回路の外側部分の接続用に設置される入口孔および出口孔を通って地板２の外側に通じる。示された例では、これらの導管２１，２２は地板２０の両面にわたり割り付けられると同時に、例えば、加工、エッチング、成型、またはその他の適当な技術により製作される溝が形成される。この実施例では、地板２はこうして導管２１，２２を塞ぎかつ出入の遮断を可能にする薄膜形態の継手６１を介して、地板２の片面へのそれぞれ取付け用に設置される非金属の２枚の側板６０の形態にある出入遮断手段６と結合される。
示された例では、側板６０と継手６１には熱要素３に対応して配置される溝６２，６３が含まれるとともに、例えばビス止めあるいは他の等価な任意手段により地板２に組立てられる。側板６０と継手６１は非中空であっても良い。導管２１，２２が地板２の片面にのみ設置されてもよいことも勿論である。この地板２も、２部品で別々に成型されて組立てられて製作されて良く、例えば、導管２１，２２は内部に置かれる。同様に、継手６１は適当な接着剤あるいは同様剤の層により置き換えられても良い。
【００２４】
熱要素３は、例えば、ガドリニウム（Gd）、例えば、シリカ（Si）、ゲルマニウム（Ge）、例えば鉄（Fe）、マグネシウム（Mg）、燐（P）またはその他の任意材料が含まれるマンガン合金が含まれるガドリニウム合金、または等価な磁性合金といった少なくとも部分的に好ましくは全体的に磁気熱変換材料で製作される。これらの磁気熱変換材料間の選択は求められる熱量および冷気性能および必要な温度範囲に応じて行われる。一般的方法では、磁気熱変換材料は非中空版、非中空版または非中空板の積層、粉末または粒子形態の粒子の集合、多孔性版、多孔性版または多孔性板の積層の形態あるいはこれらの形態の組合せといったその他の任意の適合した形態を呈しうる。同様に、熱要素３は異なる磁気熱変換材料の集合から構成されても良い。これらは１種類あるいは複数種類の磁気熱変換材料が含まれる熱伝導体材料で製作されても良い。
【００２５】
これらの熱要素３は、それぞれ少なくとも２つの別々の、つまり、相互に圧力上の出入が遮断される収集回路３１，３２、すなわち、加熱熱媒体液回路２１，５１に接続される「加熱」収集回路３１、と冷却熱媒体液回路２２，５２に接続される「冷却」収集回路３２が含まれ、これらの回路のそれぞれの熱媒体液が、熱要素３が磁場を受けるか否か、かつ、これが熱量と冷気のいずれを放出するかに応じて相互の収集回路３１，３２内で交互に運動状態におかれるという特徴を有する。
【００２６】
図４および図４Ａに示され詳細説明される例では、熱要素３は、ガドリニウムで製作される非中空板３０の積層から構成される。これらは四角形状であるとともに、板３０が液の通路３５を形成する２ヶ所の狭く平行な溝に重ねられるときに、これらの間を区画するために設置される中央リブ３３と２つの端部リブ３４のそれぞれ３つのリブが含まれる。板３０は２つの別々の収集回路３１，３２を形成する２組の液体通路３５を形成するように交互に垂直な方向に向けられる。このように、これらの収集回路３１，３２は、かなり広い熱交換表面積が提供されるように熱要素３の厚みにわたり割り付けられる多数の液体通路３５から形成される。これらの板３０はミリ程度の厚みを有し、液体通路３５は、最小量の熱媒体液を利用してこの熱交換効率をさらに促進する、熱要素３を通る熱媒体液の層状の流れを作るのにふさわしい０．１ミリ程度のものである。これらの熱要素３はこうして交互の磁化と脱磁化に応じて通過する熱媒体液を利用する熱量と冷気量の発生と交換に有効なミニあるいはマイクロ熱交換器から構成される。これらの液体通路３５は平行な方向に向けられることも可能である。
【００２７】
各収集回路３１，３２は、熱要素３が地板２に取り付けられるときに、各空洞２０と通じ合って設置される加熱２１および冷却２２の回路の熱媒体液の入口および出口孔と自然に通じる流体の入口と出口を通って、熱要素３の対向する２側面上に到達する。このため、0.05ミリと15ミリの間にある、好ましくは1ミリに等しい遊びが、熱要素３の厚みにわたり拡がる熱媒体割付けの空間を区切るため、地板２の対応する側面と熱要素３との間に設けられる。収集回路３１，３２の出入の遮断性は、一方で、例えば、割付空間間で空洞２０の４隅に設置される継手（図示されない）により、他方で、地板２の表裏面上で側板６０と継手６１により確保される。
【００２８】
これらの収集回路３１，３２は、磁気熱変換材料の形態に応じて様々に製作可能であることは当然である。図示される例では、板３０およびこれらのリブ３３，３４は加工、圧延、プレス、放電加工または類似な方法により得られる。もうひとつの実施形態では、地板３０は平面でありえると同時に、液体通路の境界を定める挿入薄片またはスペーサー間に挿入される。液体通路３５は穿孔、様々な形態の溝、スリット、隙間、これらの形態の組合せにより形成可能であり、これらの形態は加工、化学的、イオン的、または機械的エッチング、成型、粒子間の隙間により得られる。これらの液体通路３５は、0.01ミリと5ミリの間にある好ましくは0.15ミリに等しいサイズであり、この薄いサイズがいわゆる層状の熱媒体液の流れを作り出すのに寄与する。
【００２９】
さて、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、少なくともいずれかの熱媒体液回路５１，５２には、例えば、ポンプ５３、熱サイホンまたはその他任意の等価な手段といった熱媒体液の強制循環手段が含まれる。この循環は、熱媒体液の温度差の働きにより単純に自由でかつ自然であることもできる。
【００３０】
熱媒体液の化学的構成は最大限の熱交換を得るために所望されかつ選択される温度範囲に合わせられる。例えば、プラス温度用の純水、ならびに、マイナス温度用の例えば、グリコール化生成物の凍結防止剤の添加水が利用される。この熱発電機１はこうして腐食性または人および/またはその環境に有害な液体の利用をしないで済むことが可能になる。
【００３１】
熱媒体液の各回路５１，５２には、例えば、加熱熱交換器５５と冷却熱交換器５６またはその他の等価な任意手段といったそれぞれ加熱および冷却用に収集される熱量および冷気量の排出手段が含まれる。同様に、各回路５１，５２には、例えば、２方電磁弁５７，５８またはその類似品といった当該熱要素３を当該回路５１，５２内に置くために切替手段が含まれる。これらの電磁弁５７，５８の制御は、後でさらに説明されるように磁石４０の回転と同期が取られるのは当然である。これらの切替手段は、加工および/または成型および成分の集合により地板２に一体化されても良く、切替は、弁を定める２つの部分間を動くピストン、鋼球等の磁気引力により得られる。
【００３２】
本発明による熱発電機１の機能が、４つの熱要素３および２組の磁石４０とともに熱発電機１の２つの機能サイクルを単純化のため模式的に説明する図５Ａと図５Ｂを参照して説明される。この例では、回収手段に加熱回路５１に設置されるポンプ５３、１台だけが含まれると同時に、加熱５１と冷却５２の２回路は閉ループ状態に接続され、熱媒体液の加熱回路５１により冷却熱交換器５６の出口Sfが加熱熱交換器５５の入口Ecに接続されると同時に、冷却回路５２により加熱熱交換器５５の出口Scが冷却熱交換器５６の加熱熱交換器の入口Efに接続される。それぞれ、閉鎖ループを形成する完全に独立した２回路５１，５２の設置も可能である。この場合には、各回路５１，５２にその適当なポンプ５３が含まれる。すべての場合において、これらの２回路５１，５２内の熱媒体液の循環方向は、逆であるのが好ましい。単純化のため、加熱および冷却の回路は５１，５２で参照され、これらの加熱冷却回路の１部分は熱発電機１より内側にあると同時に、参照記号２１，２２のもとにある地板２に一体化されることが知れる。
【００３３】
図５Ａにより説明される機能の第１サイクルでは、磁石４０は磁場効果のもとで加熱される２つの熱要素３（１）、３（３）に向き合っており、２つのその他熱要素、３（２）、３（４）は磁場を受けないので冷却される。電磁弁５７，５８は第１位置に移動し、加熱される熱要素３（１）、３（３）を加熱回路５１内で連続状態に、そして、冷却される熱要素３（２）、３（４）を冷却回路５２内で連続状態にすることを可能にし、両回路内では熱媒体液が実線で示される運動状態となる。冷却熱交換器５６の出口Sfは電磁弁５８により、熱要素３（１）の入口Ec（１）に接続され、この出口Sc（１）は熱要素３（３）の入口Ec（３）に、またその出口Sc（３）は加熱熱交換器５１の入口Ecに接続される。この加熱回路５１は熱要素３（１）、３（３）の加熱収集回路３１内で熱媒体液を運動状態におき、その他は動かない。同様にして、加熱熱交換器５５の出口Scは、電磁弁５７により熱要素３（４）の入口Ef（４）に接続され、その出口Sf（４）は熱要素３（２）の入口Ef（２）に、またその出口Sf（２）は冷却熱交換器５６の入口Efに接続される。冷却回路５２は熱要素３（２）、３（４）の冷却収集回路３２内で熱媒体液を運動状態におき、その他は動かない。このサイクルはつかの間であると同時に、熱要素３（１）および３（３）の前の磁石４０の通過時間に対応して千分の数秒から２０秒の間、好ましくは１秒の間持続する。
【００３４】
熱要素３（２）および３（４）の前にくるためこれらの熱要素を去るときには、電磁仕切弁５７，５８は、磁石４０が磁場効果のもとで加熱される残りの２つの熱要素３（２）、３（４）と向かい合う第２機能サイクルに対応する図５Ｂに示される第２位置内に移動し、２つの第１熱要素３（１）、３（３）はもはや磁場を受けないので冷却される。これらの第２位置に移動した電磁仕切弁５７，５８は、加熱される熱要素３（２）、３（４）を加熱回路５１に、また、冷却される熱要素３（１）、３（３）を冷却回路５２におくが、これらの熱媒体液は運動状態にある回路が実線で示されている。冷却熱交換器５６の出口Sfは電磁仕切弁５８を通じて熱要素３（２）の入口Ec(2)に接続され、その出口Sc(2)は熱要素３（４）の入口Ec(4)に、その出口Sc(4)は加熱熱交換器５５の入口Ecに接続される。加熱回路５１は熱要素３（２）、３（４）の加熱収集回路３１内で熱媒体液を運動状態におき、その他は動かない。同様にして、加熱熱交換器５５の出口Scは、電磁気弁５７を通じて、熱要素３（３）の入口Ef(3)に接続され、その出口Sf(3)は、熱要素３（１）の入口Ef(1)に、その出口Sf(1)は冷却熱交換器５６の入口Efに接続される。冷却回路５２は、熱要素３（１）、３（３）の冷却収集回路３２内で熱媒体液を運動状態におき、その他は動かない。この手短なサイクルは熱要素３（２）と３（４）の前の磁石４０の通過時間に対応する。これらが熱要素３（１）と３（３）の前に再度くるためにこれらの熱要素を離れるときに、電磁仕切弁５７，５８は図５Ａに示されるこれらの第１位置に移行するとともに、第１機能サイクルが再開される。
【００３５】
熱媒体液として液体、および非液体のガスを利用する点により抗戻り弁を利用しないで済むことになる。この例は図５Ａと図５Ｂの中の加熱５５と冷却５６熱交換器の入口EcとEfに見ることができ、加熱５１と冷却５２加熱の二重回路はそれぞれつながる。液体である熱媒体液は圧縮不可能でありかつ閉じられた回路内に自然と向けられると同時に開放されたものには向けられない。
【００３６】
２つの加熱５１および冷却５２の回路は、熱要素３がすべて活用されるばかりでなく、２つの機能サイクル内を動きかつ動的であるというこの説明ははっきり分かる。さらに、熱量の回収を担う熱媒体液はこの機能に限定され、冷気の回収を担う熱媒体液についても同様である。先行技術の場合のような温度の異なる熱媒体液の混合が一切ない以上、２つの加熱５１および冷却５２の回路は別個なものであり、特に、熱要素３内の収集回路３１，３２の領域では、回路間で熱の交換も混合も一切ない。この新技術により、こうして、かなりの熱損失の低減、機能サイクルの加速、熱発電機１の能力向上、ならびに磁石４０の回転に必要な低伝動能力を考慮したごく少ないエネルギーニーズに向けた極めて高い熱効率の達成が可能となる。
【００３７】
さらに、この加熱２１，３１，５１、と冷却２２，３２，５２の別々の回路の技術により「ＡＭＲ」といわれるサイクルの実用化が可能となり、熱発電機１の新しい各機能サイクルにおいて、それぞれ加熱回路５１と冷却回路５２上のサイクルの最初と最後の温度間の温度差が増加し、これにより、このタイプの現在知られる発電機より大きな加熱と冷却の温度領域に到達可能となる。さらに、発明の熱発電機１は人についても環境についても一切の危険がない。実際に、加熱５１および冷却５２回路内で熱媒体液が不足するようになると、熱交換はもはやなくなるので過熱の危険はない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この熱発電機１の用途は暖房、温度調節、冷房、空調が必要であるあらゆる分野内で、
すなわち、冷蔵および冷凍向け家電製品、家庭用や産業上の空調および暖房において、
また車両や農産加工業向け陳列棚および冷凍庫、空調されるワインセラーにおいてさえも、そしてさらにはあらゆるタイプの冷蔵、冷凍区画においても見出される。
【００３９】
本発明は説明された実施例に限定されず、専門家にとって明らかなあらゆる修正と変型にも、付録の請求項に定義される保護の範囲が保持されて拡張される。特に、図示された諸形態、熱要素３と磁石４０の数、収集回路３１，３２の創出方法、および加熱２１および冷却２２回路の地板２への一体化方法は異なる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本発明とそのメリットは付録図面を参照して例として与えられる実施形態に関する以降の説明の中でより明らかになろう。すなわち、
【００４１】
【図１】本発明による熱発電機が単純化された透視図
【図２】図１の発電機の分解図
【図３】熱要素が無い状態の図１の発電機の地板の透視図
【図４】図３の地板への取り付けに向けられる熱要素の透視図
【図４Ａ】図４のＡ部詳細の拡大図
【図５Ａ】２サイクル運転による熱媒体液回路を説明する模式図
【図５Ｂ】２サイクル運転による熱媒体液回路を説明する模式図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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