(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一本のヒートパイプ（１００）と、
少なくとも一つの作動媒体（２）を含んだ複数の作動域と、
前記ヒートパイプ（１００）内に組み込まれた、少なくとも一時的に電場及び／又は磁場の作用を受ける電気又は磁気熱量効果材料（４）と、
前記電気又は磁気熱量効果材料（４）と作動媒体（２）との間の第一熱伝達域から、前記作動媒体（２）の第二熱伝達域へと向かう熱輸送（Ｑ）と、によって構成される空調装置であって、
前記第一熱伝達域側の前記電気又は磁気熱量効果材料（４）は蒸発器であり、
前記第二熱伝達域側の前記電気又は磁気熱量効果材料（４）は凝縮器であり、
隣接する２つの作動域では１つの前記電気又は磁気熱量効果材料（４）が共用され、当該電気又は磁気熱量効果材料（４）は第一作動域のための凝縮器であるとともに第二作動域のための蒸発器であり、
前記第一熱伝達域と第二熱伝達域との間の熱制御結合（１５）が備えられている空調装置。
【請求項２】
前記ヒートパイプ（１００）は垂直な姿勢を有することを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
少なくとも一つの第一熱交換器（７）は、第一電気又は磁気熱量効果材料素子（４）と伝熱結合し、前記ヒートパイプ（１００）の下端の冷却体であり、第二熱交換器（８）は、少なくとも一つの凝縮器及び／又は第二電気又は磁気熱量効果材料素子（４）と伝熱結合した、前記ヒートパイプ（１００）の、上端の加熱体とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記熱制御結合（１５）は、圧力弁又はサーモバルブ（１５）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
電場及び／又は磁場の場発生器（６）が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記第一熱伝達域と前記第二熱伝達域の前記電気又は磁気熱量効果材料素子（４）に交互に場の作用を及ぼすための、ヒートパイプ（１００）と電場及び／又は磁場の発生器（６）との間の相対可動性を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記第一熱伝達域に第一電気又は磁気熱量効果材料素子（４）が配され、前記第二熱伝達域に第二電気又は磁気熱量効果材料素子（４）が配され、双方の電気又は磁気熱量効果材料素子（４）は交互に電場／磁場発生器（６）の電場及び／又は磁場の内部に置かれることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項８】
前記電気又は磁気熱量効果材料素子（４）は隣り合う作動液（２）に対して拡大された接触表面を有し、特に、前記接触表面はマイクロ又はナノ構造化されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項９】
前記ヒートパイプ（１００）は少なくとも一つのペルティエ素子と熱的結合により接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１０】
複数の前記ヒートパイプは直列接続され、基本的に垂直な姿勢であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１１】
前記ヒートパイプ（１００）は切替式“熱ダイオード”（熱流は一方向のみ）として形成され、前記ヒートパイプ（１００）内の熱流（Ｑ）はヒートパイプ（１００）の前記第一端部から前記第二端部へ向かって流れることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１２】
回転に起因する遠心力の結果として、下端から、上端へ向かう指向性熱流が生ずることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１３】
前記ヒートパイプ（１００）のハウジング及び／又はパッキングの少なくとも一部は電気又は磁気熱量効果材料からなることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１４】
熱伝導性に優れているが、電気伝導性に劣った材料からなる熱導体（１０）が組み込まれた、電気又は磁気熱量効果材料（４）からなる構造化された蒸発器が設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１５】
組み込まれた熱導体（１０）と伝熱接続された、液状作動媒体と気体状作動媒体（２；３）との間の界面で、前記ヒートパイプ（１００）の内部の湿部の上方に配置された電気又は磁気熱量効果材料（４）からなる構造化された蒸発器が設けられていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１６】
前記ヒートパイプの、電気又は磁気熱量効果材料（４）からなる構造化された封止壁は、伝熱体素子（７）と熱伝導性接触した、前記構造化された封止壁の内部に配された複数の熱導体（１０）を有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１７】
ヒートパイプ（１００）は、複数の電気絶縁体素子（４ｂ）として、磁気熱量効果材料（４）の内部に平行な支え部を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１８】
二本の連続するヒートパイプ（１００）の間に、少なくとも一つの、熱制御結合素子（１５；２０）が設けられていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項１９】
前記ヒートパイプ（１００）内に、それぞれ電気又は磁気熱量効果材素子（４）によって限られて、複数の作動域（２０／１−２０／３）が設けられ、いずれの作動域にも作動液が収容され、前記ヒートパイプ（１００）は電気又は磁気熱量効果材料素子（４）によって気密密封されていることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項２０】
前記ヒートパイプ（１００）の少なくとも一つの作動域（２０／１−２０／３）に熱制御結合（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の空調装置。
【請求項２１】
負の電気又は磁気熱量効果及び／又は反対の熱量効果を有する電気又は磁気熱量効果材料が少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項２２】
前記ヒートパイプ（１００）の内部に非逆及び逆の電気又は磁気熱量効果を有する電気又は磁気熱量効果材料が組み合わせて使用され、切替式の発生器（６）とヒートパイプ（１００）とは互いに定置配置されていることを特徴とする請求項２１に記載の空調装置。
【請求項２３】
電気又は磁気熱量効果材料（４）は、そのキュリー温度が、電気又は磁気熱量効果材料（４）が配置されたそれぞれの局所的な前記ヒートパイプ（１００）の温度域ないし作動域に適合されていることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一本のヒートパイプ、特に熱サイホンを有する空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートパイプは高い熱流密度と非常に優れた熱伝達特性によって卓越しており、そのため、蒸発器とも称される、第一熱的接触端で液状作動媒体が気化され、ヒートパイプのさしあたり低温の凝縮器とも称される、他方の熱的接触端で作動媒体蒸気が凝縮され、その際、その蒸発潜熱を凝縮熱として再び放出するが、この場合、作動媒体の蒸発潜熱ないし凝縮熱の放出下における相変態による熱伝達は特に好適かつ有利な熱伝達効率を含意している。
【０００３】
したがって、ヒートパイプは非常に効率的な熱交換器として、たとえば、コンピュータにおけるチップ冷却又は永久凍土層における油送管の排熱に使用される。ヒートパイプは、作動媒体（たとえば、水又はアンモニア）で満たされた、カプセル被覆されたスペースである。その際、ヒートパイプ内の圧力は、所望の作動温度にて作動媒体が液体の形でも気体の形でも存在するように調節・設定されている。ヒートパイプの一方の側の加熱によって作動媒体は気化し、作動媒体の凝縮は低温側で行われる。その際、液状作動媒体の返送は、毛管力によるか（“ヒートパイプ”）又は重力（“（二相）熱サイホン”）によって行われることができる。
【０００４】
他方、今日の冷却及び空調システムは、通例、コンプレッサをベースとしており、そのため、冷媒を必要としているが、ただし、これらは、通例、扱いが面倒で、環境適合性に劣り、場合により、高引火性も有している。
【０００５】
加えてさらに、従来のコンプレッサベースのシステムに代わるものとして、サーモエレクトリック・ジェネレータないしペルティエ素子を用いた冷却装置を実現し得ることも知られている。しかしながら、これらの効果は比較的僅かな温度差ないし低い効率によってしか生じないことから、適切な電気ないし磁気熱量効果材料の電気ないし磁気熱量効果を活用した冷却素子も開発された。
【０００６】
電気熱量効果又は磁気熱量効果材料に電場及び／又は磁場を印加することにより、該材料は、電気ないし磁気モーメントの整列及びそれと結び付いたエントロピー低下によって、その温度を変化させ、一般に発熱させられる。電場及び／又は磁場内にあるこの種の材料に熱交換器を接続すると、この熱は排熱されて、材料は再び周囲温度に冷却されることができる。ところで、電場及び／又は磁場が遮断されると、電気ないし磁気モーメントの乱れが発生して、材料が冷却されることになるため、それをリザーバに連結することにより、リザーバを周囲温度を下回る温度に冷却することができる。これは電気熱量効果ないし磁気熱量効果と称される。場の印加時の温度変化が正であれば（強磁性及び常磁性物質の場合）、従来の（正の）効果と呼ばれ、他方、場の印加時の温度変化が負であれば、負の効果と呼ばれる（たとえば、反強磁性連結システムの場合）。
【０００７】
同じく、電場及び／又は磁場の印加によって、結晶構造の変化が生じることがあり、その際、構造的なエントロピー変化によって同じく冷却効果又は発熱効果を観察することができる。これは逆熱量効果と称される。この効果は上述した電気熱量効果ないし磁気熱量効果をバックアップすることができ、その際、双方の効果は合算されるか又は互いに反作用し、その場合には、効果は差し引かれる。
【０００８】
これらの効果ないしプロセスは空調ないし冷却・冷凍に利用することができる。
【０００９】
多数のヒートパイプと磁場の作用下にある磁気熱量効果材料ブロックとの結合をベースとした冷却システムは米国特許出願公開第２００４／０１８２０８６号明細書から公知である。ただし、磁気熱量効果材料がそれぞれヒートパイプの外周と接触しており、その際、接触は熱抵抗と同等であることからして、冷却性能のいっそうの向上を達成するためには、磁気熱量効果材料とヒートパイプの作動媒体との間の熱伝達特性のさらなる改善が不可欠である。一指向性ヒートパイプと電気熱量効果材料との結合は、米国特許第４７５７６８８号明細書もこれを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１８２０８６号明細書
【特許文献２】米国特許第４７５７６８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、改善された効率で空調装置周囲の加熱及び冷却のいずれにも寄与することのできる空調装置、特に、ヒートポンプを創作することである。これは、とりわけ、作動媒体の潜熱を利用して行われることとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、本発明により、請求項１に記載の空調装置によって達成される。
【００１３】
本発明は、熱活性を有する電気熱量効果又は磁気熱量効果材料がヒートパイプ、特に、熱サイホンに組み込まれ、その際、特に、ヒートパイプは一方向に優れた熱伝導性を有するが、ただし、他の方向つまり反対方向には実質的に顕著な熱輸送は生ずることがなく（“熱ダイオード”）、その際、作動媒体の潜熱が利用され、これによって高い冷却性能が達成可能であることを特徴としている。
【００１４】
ヒートパイプ内の電気又は磁気熱量効果材料と（少なくとも一つの）作動媒体との間には第一熱伝達域が形成され、同所において、電気又は磁気熱量効果材料は電場及び／又は磁場の作用下で、エントロピー変化に起因するその発熱を作動媒体に伝達するが、その際、該材料は、その効果を増大すべく、好ましくは作動温度近傍にそのキュリー温度を有する。こうして、熱伝達によって気相又は蒸気相に転移した作動媒体には、より高いエネルギー量が付与され、吸収された熱は第二、一般に作動媒体の上部熱伝達域に輸送され、同所において少なくとも熱交換器ないし凝縮器構造体に当たり、同所で作動媒体はその潜熱を伝達して凝縮し、その後に、第一熱伝達域に帰着する。これは、好ましくは、熱サイホンとして重力の作用下で行われる。
【００１５】
ただし、好ましくは、一方においてヒートパイプの凝縮域ないし凝縮器は、電場及び／又は磁場の作用下でそれ自体として電気又は磁気熱量効果熱伝達構造体を形成し、こうして、ヒートポンプの趣旨の加熱ないし反対側端部での冷却効果の増強を達成するための電気又は磁気熱量効果素子として形成されている。
【００１６】
こうして、複数のヒートパイプをカスケード式配置により互いに接続することが可能である。
【００１７】
別の好ましい実施形態において、特に、この種の複数の、電気又は磁気熱量効果材料との熱伝達域が単一のヒートパイプ内に区域ごとに配置されていてもよく、その際、それらは同時にヒートパイプを気密密封するため、ヒートパイプ内部に、好ましくはそれぞれ電気又は磁気熱量効果材料素子によって限界された複数の作動スペースが生ずる（ただし、重力が作動媒体の還流力として作用する熱サイホンの場合にも、それぞれの作動域の上端が凝縮器装置によって形成されていてよい）。
【００１８】
この種のセグメント化されたヒートパイプ内部で、異なった作動温度、作動媒体ならびにキュリー温度の異なる磁気熱量効果材料を使用することも可能である。
【００１９】
たとえば第一、ヒートパイプ下部領域の第一熱伝達域と好ましくは第二、ヒートパイプの上部熱伝達域との間のヒートパイプ内部における電気又は磁気熱量効果材料の好ましい配置による、ヒートパイプの作動媒体（たとえば水）との直接の湿潤接触によって、電気又は磁気熱量効果材料とヒートパイプ内部の液状又は気体状ないし蒸気状作動媒体との間の密な熱的接触が生じ、それと共に、気化した作動媒体が凝縮する特に上端領域でのヒートパイプ熱放出のための特に極めて有効な電気又は磁気熱量効果ならびに、電気又は磁気熱量効果材料が液状作動媒体と直接に接触して、印加された電場及び／又は磁場の作用による発熱下での該作動媒体の蒸発を引き起こす特に下端の領域でのヒートパイプの冷却（熱除去）が生じる。
【００２０】
好ましくは、第一電気又は磁気熱量効果材料素子はヒートパイプの第一端部領域に組み込まれ、第二電気又は磁気熱量効果材料素子はヒートパイプの第二端部領域に組み込まれている。
【００２１】
熱サイホンとしてのヒートパイプの使用下で、優先方向の熱輸送を保証するため、特に、ヒートパイプの垂直配置が好ましい。
【００２２】
好ましくは、ヒートパイプにつき、第一熱交換器、特に、少なくとも一つの第一電気又は磁気熱量効果材料素子との伝熱結合による冷却体は、特に、ヒートパイプの下端に配置され、第二熱交換器、特に、加熱体は、ヒートパイプの上端に設けられている。
【００２３】
好ましくは、熱移動管、特にヒートパイプ内部には、ヒートパイプの第一端部と第二端部の間に熱制御結合が設けられており、これは、たとえば、ヒートパイプの第一端部と第二端部の間の圧力弁又はサーモバルブによって実現可能である。
【００２４】
たとえば、電気ないし磁気熱量効果材料素子がたとえば熱移動管、ヒートパイプないし熱サイホンの下端の第一熱伝達域において電場及び／又は磁場内にあれば、該材料は発熱する。これにより、ヒートパイプ内部において上記の材料と接触している作動液は気化し、上昇し、ないし、ヒートパイプの他端に向かって流れる。同所において作動媒体蒸気は、この時点に電場及び／又は磁場内にない、好ましくは同じく電気ないし磁気熱量効果材料からなる又は該材料を有する凝縮器にて凝縮する。その際、蒸発／凝縮プロセスを通じて、第一、好ましくはヒートパイプの下端に位置している熱伝達域の第一電気又は磁気熱量効果材料素子から、非常に多くの熱が、第二、好ましくは上部の熱伝達域の電気又は磁気熱量効果材料からなる第二材料素子に放出される。今や、たとえば上部の、たとえばヒートパイプの第二端部又は第二熱伝達域にある電気熱量効果又は磁気熱量効果材料のみが電場及び／又は磁場に曝露され、第一熱伝達域（好ましくはヒートパイプの下端）の電場／磁場は遮断され、ないし、この第一熱伝達域は電場及び／又は磁場から離脱させられ、ヒートパイプの上部ないし第二熱伝達域にある電気又は磁気熱量効果材料素子は発熱し、他方の、好ましくは下部の、第一熱伝達域にある電気又は磁気熱量効果材料素子は冷却し、その際、また確実に、上部の第二電気又は磁気熱量効果材料素子と第一又は下部の電気又は磁気熱量効果材料素子（第一熱伝達域）との間の熱交換は回避される。
【００２５】
その一般的な基本配置において、本発明は、ヒートパイプ、特に熱サイホンの作動媒体のための発熱構造体として一つの電気又は磁気熱量効果材料のみが存在し、一方向の熱輸送が行われて、反対方向には作動媒体の物質輸送のみが行なわれ、たとえば、ヒートパイプないし熱サイホンの上部域には、作動媒体用の凝縮器ないし凝縮構造体のみが存在する態様にも及ぶものである。
【００２６】
従来の空調システムは、一般に、熱伝達媒体として能動ポンピング輸送される液体によって作動する。この場合、界面での対流性熱伝達による、電気又は磁気熱量効果材料から液体への熱伝達は、空調装置の性能を制限する要因である。これに対し、本発明によれば、ヒートパイプ内の液体の液体分子ごとの蒸発エンタルピーの利用によって遥かに高い熱量の輸送が可能であり、こうして、熱移動管（ヒートパイプ）と、組み込まれた、ないしヒートパイプ内に配置された電気又は磁気熱量効果材料との組み合せによって冷却性能を著しく高めることが可能である。
【００２７】
ただし、第一又は第二電気又は磁気熱量効果材料に交互に電場／磁場を作用させるための定置された切替式の電場／磁場ソース、たとえば、オプショナルに第一又は第二電気又は磁気熱量効果材料に作用する電磁石が設けられていてよい。
【００２８】
好ましくは、本空調装置は、電場及び／又は磁場のソースならびに、特に、ヒートパイプ内の第一又は第二電気又は磁気熱量効果材料に交互に電場／磁場を作用させるための、好ましくは、ヒートパイプと電場／磁場発生器との間の相対可動性と連携したヒートパイプを特徴としている。
【００２９】
電磁石を使用する場合には、電気又は磁気熱量効果材料への電場／磁場の作用は電磁石の切替によって制御することができ、かつ、この場合、作動媒体によって互いに“結合”された第一と第二熱伝達域に電気又は磁気熱量効果材料を使用すれば、電場／磁場と電気又は磁気熱量効果材料との間の相対運動を回避することが可能である。
【００３０】
好ましくは、空調装置のヒートパイプと、特に電気又は磁気熱量効果材料からなる凝縮器及び、他方で、特に電気又は磁気熱量効果材料からなる蒸発器は結合されており、その際、後者は少なくとも一時的に電場／磁場発生器の電場及び／又は磁場に曝露されている。
【００３１】
本発明の特に好ましい態様において、電気又は磁気熱量効果材料は、隣り合う作動媒体に対する表面積拡大された接触面、特に、マイクロ又はナノ構造を備えており、そのため、電気又は磁気熱量効果材料を一方とし、電気又は磁気熱量効果材料への磁場の作用によって気化されるヒートパイプ内の作動液を他方とした両者の間に非常に大量の熱伝達が生ずる。
【００３２】
本発明対象のさらにその他の好ましい態様はその他の従請求項に記載したとおりである。
【００３３】
この種の空調装置のさらなる効率向上のため、本発明によれば、空調装置は、それぞれその内部に配置された電気又は磁気熱量効果材料素子を有する直列に配置された複数のヒートパイプからなるヒートパイプシステム及び／又は一本のヒートパイプに組み込まれて、ヒートパイプ内に複数の気密セグメント（作動域）を形成する複数の電気又は磁気熱量効果材料素子を有するヒートパイプシステムを備えて形成される。
【００３４】
本発明の好適な態様において、少なくとも一つの熱的結合素子、特に、熱制御結合素子が二本のヒートパイプの間又は一本のヒートパイプ内の二つの作動域の間に配置されており、すなわち、熱輸送は一本のヒートパイプから隣接又はすぐ次に続くヒートパイプへと、又は、第一作動域から第二作動域へと、特に、制御され、調節されて行なわれることができる。
【００３５】
以下、実施形態及び添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図は以下を示している：
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】熱サイホンとして形成されたヒートパイプの一端−ここでは下端−の領域に少なくとも一つの電気又は磁気熱量効果材料素子を有する空調装置の実施形態としてのヒートパイプの概略図である。
【図２】低温側（下）及び高温側（上）に伝熱体が補足された、図１に示したものと同様なヒートパイプを示す図である。
【図２ａ】上記実施形態−以下の実施形態についても同様である−における、構造化（表面積拡大）ならびに電気的分割（渦電流によるジュール熱抑止）のための電気又は磁気熱量効果材料体４の変種を示す図である。
【図２ｂ】上記実施形態−以下の実施形態についても同様である−における、構造化（表面積拡大）ならびに電気的分割（渦電流によるジュール熱抑止）のための電気又は磁気熱量効果材料体４の変種を示す図である。
【図２ｃ】上記実施形態−以下の実施形態についても同様である−における、構造化（表面積拡大）ならびに電気的分割（渦電流によるジュール熱抑止）のための電気又は磁気熱量効果材料体４の変種を示す図である。
【図３】低温側（下）にコーティング被着された能動電気又は磁気熱量効果材料を有する、さらに別の実施形態としての、図１及び図２に示したものと同様なヒートパイプを示す図である。
【図４】温度差ないし発熱又は冷却効果を高めるための、空調装置として図１から３に示したタイプのヒートパイプによる、ヒートパイプのカスケード式配置を示す図である。
【図４ａ】長さ／幅比の変更によってコンパクトな構造を実現するための、図４に示したものと同様な複数のヒートパイプのカスケード式配置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図４ｂ】図４ａに比較して長さ／幅比の変更された、コンパクトなタイプの空調装置のさらに別の実施形態としてのカスケード式ヒートパイプ装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図５】熱導体の組み込まれた磁気熱量効果材料からなる、構造化されて形成された蒸発器を有する、熱サイホンとしてのヒートパイプのさらに別の実施形態を示す図である。
【図５ａ】上部凝縮装置とその上部の後続段の磁気熱量効果材料からなる蒸発器とを熱導体によって熱的結合した、図５に示した実施形態によるヒートパイプないし熱サイホンのカスケード式配置を示す図である。
【図５ｂ】図５ａに示した実施形態によるカスケード式ヒートパイプ装置ないし熱サイホン装置を示す図であり、この場合、下側の二つのヒートパイプないし熱サイホンの凝縮器装置は少なくとも部分的に磁気熱量効果材料から形成されている。
【図６】表面積拡大され、構造化された磁気熱量効果蒸発器を有するヒートパイプないし熱サイホンのさらに別の実施形態を実施形態と同様に概略的に示す図である。
【図７】熱導体の組み込まれた構造化された磁気熱量効果材料体を有するヒートパイプないし熱サイホンのさらに別の実施形態を概略的に示す図である。
【図８ａ】下側領域（蒸発器として）ならびに上側領域（凝縮器として）のいずれにも磁気熱量効果材料を有するヒートパイプないし熱サイホンの実施形態を概略的に示す図であり、蒸発器への磁場作用が行われる。
【図８ｂ】下側領域（蒸発器として）ならびに上側領域（凝縮器として）のいずれにも磁気熱量効果材料を有するヒートパイプないし熱サイホンの実施形態を概略的に示す図であり、凝縮器への磁場作用が行われる。
【図９ａ】一方通行圧力弁を有するヒートパイプないし熱サイホンのさらに別の実施形態を示す図であり、開放した弁と、熱流が下方から上方へ向かう蒸発器への磁場作用とを示す図である。
【図９ｂ】一方通行圧力弁を有するヒートパイプないし熱サイホンのさらに別の実施形態を示す図であり、閉鎖した圧力弁と、凝縮器に対応した磁場とを示す図である。
【図１０】ヒートパイプないし熱サイホン内部の温度推移を概略的に示す、図８ａ及び８ｂのヒートパイプないし熱サイホンの実施形態の概略的な温度−時間・線図を示す図である。
【図１１ａ】図９に示したヒートパイプないし熱サイホンをベースとし、相応した磁場ソースの配備による蒸発器と凝縮器との間の熱制御結合による、ヒートパイプないし熱サイホンのカスケード式配置を概略的に示す図である。
【図１１ｂ】図９に示したヒートパイプないし熱サイホンをベースとし、相応した磁場ソースの配備による蒸発器と凝縮器との間の熱制御結合による、ヒートパイプないし熱サイホンのカスケード式配置を概略的に示す図である。
【図１２ａ】電気又は磁気熱量効果材料素子によって形成された複数の作動域によってセグメント化された内部構造を有するヒートパイプを示す図である。
【図１２ｂ】電気又は磁気熱量効果材料素子によって形成された複数の作動域によってセグメント化された内部構造を有するヒートパイプを示す図である。
【図１３ａ】さらに別の、湾曲形の実施形態としての、図１及び図２に示したものと同様のヒートパイプならびに、それから構成された、電場及び／又は磁場の回転式発生器を有する循環式システムを示す図である。
【図１３ｂ】さらに別の、湾曲形の実施形態としての、図１及び図２に示したものと同様のヒートパイプならびに、それから構成された、電場及び／又は磁場の回転式発生器を有する循環式システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本出願及び多様な下記実施形態の説明の範囲において、“ヒートパイプ”及び（特別な構成のヒートパイプとしての）“熱サイホン”なる用語は基本的に同義として理解され、その際、本発明の範囲において、これらは、定常状態において均等な熱分布を有する等温熱導体として理解されるのではなく、熱輸送が常に一方向にのみ、詳細には、蒸発器側から凝縮側の方向へ、行われるために、凝縮側における蒸発器側へ向けての作動媒体の物質還流のみが行われて、熱還流は行われない指向性熱導体として理解されることとする。
【００３８】
一連の実施形態は熱サイホンとして、すなわち、その内部において作動液還流が重力の作用下で行われる熱素子として説明される。
【００３９】
本発明／本発明の実施形態が熱サイホンに関する限り、それは、少なくとも基本的に垂直な姿勢を取った、重力によって作動するヒートパイプである。
【００４０】
ただし、ヒートパイプ内又は多重ヒートパイプシステム内での（作動媒体）物質輸送が遠心力あるいはまた外部からもたらされる強制力によって行われる別途の実施形態も思量可能である。
【００４１】
図１に示した実施形態は、気密密封された容器としてのハウジング１内に、作動媒体２たとえば水が、適合化された圧力下で液体状態で存在するヒートパイプの実施形態としての熱サイホン１００を具体的に示したものであり、この場合、水は、ここでは磁気熱量効果材料素子として形成された蒸発器により、磁石６（ここでは蹄鉄形に形成されている）の配置による磁場の印加によって蒸発器素子４の領域で加熱され、少なくとも部分的に気化し、少なくとも部分的に気体状作動媒体３に変化して上昇するように、つまり、蒸発器素子４から、ヒートパイプないし熱サイホン１００の内部において上部に配置された凝縮器５の方向へ流れ、同所において気体状作動媒体３は凝縮されあるいは、既にヒートパイプ（熱サイホン１００）全体に作動媒体のガス又は蒸気が分布していれば、凝縮器５において、蒸発に起因するガス圧の変化によって凝縮され、その際、非常に多くの熱が、磁気熱量効果材料からなる下部の蒸発器素子４から凝縮器５へ伝達され、凝縮潜熱として放出される。これは、磁気熱量効果蒸発器素子４からの磁石６の除去ないし遮断によるその磁気モーメントの再配向によって磁気熱量効果材料４が冷却され、周囲温度を下回る温度への周囲の冷却が生じるのと同様に、ヒートパイプないし熱サイホン１００の上部において利用される。重要なのは、ここでは磁気熱量効果蒸発器４とも称される磁気熱量効果材料素子４のヒートパイプないし熱サイホン１００内における配置であり、これによって、磁気熱量効果材料素子４とそれを包囲する液体状ないし気体状の作動媒体２ないし３との間に、磁石６（好ましくは永久磁石ないし、たとえば、いわゆる円筒状ハルバッハ配列又は直線状ハルバッハ配列のような、特別な配置の永久磁石）によって形成された磁場内への磁気熱量効果材料素子４の配置による磁気熱量効果の利用による作動媒体２の加熱／蒸発に基づく卓越した熱交換及び熱伝達が生じる。いわゆる円筒状ハルバッハ配列において、個々の永久磁石ブロックは、内部に特に強力な均一磁場が生ずるようにして個々のブロックの磁化方向が互いに適合されて円筒状に繋ぎ合わされる。
【００４２】
その際、電気熱量効果ないし磁気熱量効果材料は、たとえば、薄板、多孔質固体、フォーム、導線、粉末、メッシュ及び／又は薄層として支持体上に配されていてよい。
【００４３】
上述した説明から、本出願の範囲において、磁気熱量効果材料素子４に代えて電気熱量効果材料素子も使用可能であり、相応して、磁石６に代えて、電場及び当該発生器たとえば電場ソースとしての平板コンデンサも使用し得ることは言うまでもない。
【００４４】
磁気熱量効果材料素子４は、切替型電磁石の交流電磁場内に位置していてもよい。
【００４５】
ここで、第一実施形態において、第一熱伝達域は磁気熱量効果材料素子４と作動媒体３との間に形成され、他方、作動媒体ガスの潜熱を受容するための第二熱伝達域は凝縮器５としての熱交換器によって形成される旨指摘しておくこととする。ただし、これはまた、以下になお、熱サイホンないしヒートパイプ（セグメント式ヒートパイプ）内部に複数の密封された作動域を配置するためのその他の実施形態（図４、図５、図８−１１ならびに図１２）によって示したように、またそれ自身が、“増強装置”を構築するために、電気又は磁気熱量効果材料からなるか又はその種の材料を含んでいてよい。
【００４６】
図２に示した実施形態において、ヒートパイプないし熱サイホン１００は、ここでは同時に上部（高温側）ないし下部（低温側）との結合のために設けられた熱交換器素子７（伝熱体低温側）及び８（伝熱体高温側）が共に示されている限り、図１に示した実施形態に比較して、より発展して形成されている。
【００４７】
その他の点では、高温−低温−発生メカニズムは、電気熱量効果又は磁気熱量効果に基づく上述したメカニズムと同一である。
【００４８】
以下の実施形態において磁場における磁気熱量効果材料の使用しか説明されないとしても、それは例示的なものとしてのみ理解されなければならない。それらの実施形態においても、同様にしてかつ同じ混成方式で、電場における電気熱量効果材料の使用が可能であろう。
【００４９】
図２ａ、２ｂ及び２ｃには、可能な変種としての、磁気熱量効果材料素子４（電気熱量効果素子についても同様である）の異なった実施形態が特に概略的に示されており、その際、図２ａにおいて磁気熱量効果材料４は、部分的（図２ａ）又は全面的に磁気熱量効果材料素子４内に突き入った熱導体１０による熱伝達の改善に加えてさらに、ヒートパイプないし熱サイホン１００の内部における作動媒体２／３への熱伝達を改善するために構造化されている。
【００５０】
その際、電気熱量効果ないし磁気熱量効果材料４は、たとえば、薄板、多孔質固体、薄膜、フォーム、導線、パイプ、粉末及び／又はコーティングとして設けられていてよい。
【００５１】
図２ｃにおいて、磁気熱量効果材料４は、さらに、交流電磁場と結び付いて磁気熱量効果材料４内に生じ得る渦電流を回避し、こうして、ジュール熱による望ましくない発熱を最少化し得る電気絶縁体層４ｂと組み合わされている。
【００５２】
また図１と同様に、磁石６の左横には、磁石６の磁場による磁気熱量効果材料素子４の発熱後、磁石は、好ましくは、熱サイホン１００に沿って可動するため、それにより、磁気熱量効果材料素子４はもはや磁石６の作用域内になく、伝熱体７での冷却作用を達成するために、磁気熱量効果材料のモーメントの回復による相応した冷却が行われることを表すべく、双方向矢印が示されている。電磁石を使用する際には、それを容易に電源遮断しあるいは、同じ効果を達成するために、熱サイホンないしヒートパイプ１００を定置磁石６に対して長手方向に相対運動させることも可能であることは言うまでもない。ただし、一般に、磁石６をヒートパイプないし熱サイホンに沿って運動させる方が有意であると言えよう。
【００５３】
図３に示したヒートパイプないし熱サイホンの実施形態は、磁気熱量効果材料素子が、熱伝達の改善と共に、ヒートパイプないし熱サイホン１００の液状作動媒体に関する磁気熱量効果コーティング１１の蒸発器作用の改善のために、熱サイホンないしヒートパイプ１００のハウジング１の下部領域における内部コーティング１１として形成されている点でのみ、上記に説明したタイプとは異なっている。
【００５４】
図４は、今や、先に説明したタイプ、ここでは特に、磁気熱量効果材料素子がそれぞれのヒートパイプないし熱サイホン１００の下部領域における内部コーティング１１として形成された図３に示したタイプ、のヒートパイプないし熱サイホンを、上下に連続して配置された複数の段に繋ぎ合わせたカスケード式配置を示しており、その際、その上部ないしその下部において、単一の熱サイホンないし単一のヒートパイプ１００によって達成可能な空調効果の何倍もの当該効果（温度差の増大）が達成される。下方から上方へ向かう熱移動を達成するために、磁石装置６は、左側に付した双方向矢印によって表されているように、それぞれ下方から上方へ向かって可動する。したがって、このようにして、カスケード式配置システムの下部での冷却効果ないし温度差は低温側の伝熱体７において相応して増倍されるが、これは増倍配置システムの上部高温側の伝熱体８の効果についても同様である。
【００５５】
図４において、同一の磁石Ｇ’がそれぞれステップ状に、下側の熱サイホンないしヒートパイプから、中間ポジションそして上部の図示されたポジションへとスライドされ、又は、電磁石が使用される場合には、それが同じ順序でオン・オフされる。
【００５６】
こうして、下方から上方の、高温側の伝熱体８の方向に向かうのみの指向性熱輸送が生み出される一方で、同時に、磁気熱量効果（又は電気熱量効果）材料１１の磁気（又は電気）モーメントの再配向によって伝熱体７（低温側）の冷却が行われる。
【００５７】
図４と同等の方法で、図４ａに示した、もっと密集したコンパクトな態様によるヒートパイプないし熱サイホン１００の増倍配置システムは、高温側（伝熱体８）ならびに低温側（伝熱体７）のいずれにおいても空調効果の増強をもたらす。
【００５８】
磁石装置６は下方から上方へ向かって可動するため、当該ヒートパイプないし熱サイホン１００の下部に付された磁気熱量効果内部コーティング１１は、連続的に下方から上方へ向かって当該磁場作用によって発熱し、他方で、上方へ向かう磁場（磁石６）の外部の磁気熱量効果コーティング１１は冷却される。
【００５９】
図４ｂもまた同じ作用原理を基礎としている。この場合、空調装置の特定の構造要件を満たすために、もっぱらヒートパイプないし熱サイホンは統合ハウジング装置１内に集積され、パックされている。
【００６０】
その他については、図４ａに関する上記の説明を参照されたい。
【００６１】
図５は、この場合、磁気熱量効果材料４に組み込まれた熱導体１０の使用によって複数の円錐状素子に分割された磁気熱量効果材料４が、有利には、さらに改善された熱伝達特性を有するように構成した、ヒートパイプないし熱サイホン１００の別の実施形態を概略的に示したものであり、その際、好ましくは、この磁気熱量効果蒸発器又は吸収体は、作動媒体の液相と気相２ないし３の間の界面に配置され、したがって、熱サイホンないしヒートパイプ１００内の湿部がそのように称される“サンプ”の上方にある。これによって、一方において、磁気熱量効果素子４の蒸発器作用は該素子の構造化によって高められると共に、他方において、磁石６の除去後ないし、たとえば、磁石の相対上向運動後の磁気モーメントの回復に際し、磁気熱量効果材料素子４から伝熱体７（低温側）への冷却パワーの伝達の改善が保証される。
【００６２】
ここでは図示されていないが、湿潤性の優れた表面を有する磁気又は電気熱量効果材料の形成によって、磁気熱量効果材料４と作動媒体２ないし３との間の密な熱的接触のさらなる改善を達成することが可能であり、熱伝達面積をできるだけ大きくすべく、たとえばミクロ構造又はナノ構造を使用することが可能である。
【００６３】
同じく、ここでは詳細な説明も図示も行われていないが、同時に、少なくとも一つの磁気又は電気熱量効果材料を含み、同時に、一時的に磁場又は電場もしくは電磁場に対応させられるこの種の“統合式”ヒートパイプ又は熱サイホン１００により、あるいはまたペルティエ素子との熱的結合を行なうこともでき、それから、ヒートパイプ又は熱サイホン１００と伝熱体７との間の時間的に同調された熱伝達を最大化することも可能である。
【００６４】
以下になお説明するように、ただしまた、直列接続されたヒートパイプ又は熱サイホン１００の既にカスケード化された（多重）配置システムと結び付けても明らかなように、複数の同種の又は、使用される磁気又は電気熱量効果材料に関して異なったヒートパイプないし熱サイホンも相互に、特に中間配置された熱交換器を介しても、結合可能であり、その際、ヒートパイプコラムないし熱サイホンコラムにおいて下方から上方へ向かって温度が高まるために、好ましくは、より高温のヒートパイプ又は熱サイホン１００内の磁気熱量効果材料は、詳細にはこの種の増倍配置システムの低温側に配置された磁気又は電気熱量効果材料とは異なった（より高い）キュリー温度を有する。
【００６５】
磁気熱量効果材料の磁気熱量効果はそのキュリー温度近傍において最大であることから、それぞれの磁気熱量効果材料を作動温度としてのこの温度範囲で作動させるのが好ましい。
【００６６】
いずれにせよ、補助的な切替素子又は弁素子によるか又は重力によっても、常に、一般に下方から上方へ、ないし低温側から高温側へ向かっての一指向性熱移動が行われることを確実にすることができる。
【００６７】
こうした熱流は、外部からの強制力の補助的導入、たとえば、回転システムと結び付いた遠心力の導入によっても支援ないし引き起こすことが可能である。
【００６８】
図５ａには、増倍配置、つまり、図５に単一素子として示された熱サイホンないしヒートパイプの三重配置システムが示されており、その際、磁気熱量効果材料素子４とそれぞれ直接に結合された熱導体１０はそれぞれ先行する段の凝縮器５と良好な熱伝導を実現するようにして結合されている。
【００６９】
この場合にも、同一の磁石装置６が、それぞれ、図中に付された双方向矢印に応じて下方から上方へ可動するため、下方から上方へ向かう一指向性熱流が生じ、こうして、磁石６の磁場は、（共通の一つのハウジング１内に収容された）熱サイホンないしヒートパイプ１００の多重配置システムに沿って下方から上方へ移動する。
【００７０】
図５ｂに示した右側の増倍配置システムにおいて、これまでに示したように蒸発器のみが電気又は磁気熱量効果材料４からなるのではなく、この場合、少なくとも部分的に凝縮器５もそうであることから、磁場ないし磁石装置６が図５ｂの下側ポジションから中央ポジションへと上方へ変位される場合に、それぞれのヒートパイプの凝縮器から、その上方に位置するヒートパイプの上部の蒸発器への熱輸送の増大をもたらすことができるため、システム全体の空調効果はさらに著しく増強される。
【００７１】
これによっても、システム全体の効率を大幅に高めることが可能である。
【００７２】
この場合にも、同一の磁石装置６が下方から上方への熱流に応じて可動するため、下側の磁気熱量効果材料４ないし、中央に配置された、蒸発器側ならびに凝縮器側のいずれにも設けられた磁気熱量効果材料は、それが磁場の外部に位置するために、磁気モーメントの再配向下でいっそう冷却され、こうして、ヒートパイプないし熱サイホン１００からなるシステム全体の冷却作用ないし温度差は増倍される。
【００７３】
ヒートパイプないし熱サイホン１００としての空調装置のさらに別の実施形態において、電気又は磁気熱量効果材料素子４自体はヒートパイプないし熱サイホン１００の下側封止壁として設けられており、したがって、実際には、ヒートパイプないし熱サイホン１００の下側隔壁素子が、大きな表面構造（ここではジグザグ状）によって、低温側の伝熱体ないし熱交換器７を形成する。
【００７４】
こうして、付加的に設けられた熱導体１０と相まって、伝熱体７（低温側）を一方とし、磁気熱量効果素子を他方とした両者の間の卓越した伝熱性結合が提供され、これは液状作動媒体２に関する磁気熱量効果素子４の蒸発器作用についても同様である。
【００７５】
こうして、システム内部の熱抵抗をさらに減少させ、磁気ないし電気熱量効果をできるだけよく利用することができる。この場合にも、磁石６ないし当該磁場により、磁気熱量効果材料４の発熱及び液状作動媒体２の蒸発器としてのその機能が確保されるが、その際、冷却のために、磁場は電源遮断されあるいは磁石（たとえば環状磁石６）は上方へ可動しもしくはその他の方法で変位される結果、磁気熱量効果材料素子４はもはやその磁場の範囲内にないことになる。
【００７６】
この種のヒートパイプないし熱サイホン１００も同じく、場合により、少なくとも部分的に磁気熱量効果材料素子としての凝縮器５の付加的な形成下で、コラム状に上下積み重ね配置することにより増倍配置システムを形成するのに特に適している。
【００７７】
上記は、一方において同じく熱サイホンないしヒートパイプ１００の構造化された封止壁を磁気熱量効果材料自体から形成し、他方においてまた少なくとも部分的に熱導体１０を組み込んで伝熱体７（低温側）への高度な伝熱面を供する、図７に示したさらに別の実施形態についても当てはまる。
【００７８】
この場合にも、図６に示した実施形態の場合と同様に、蒸発器としての磁気熱量効果素子４の作用に関する特に優れた伝熱特性が、特に、複数の円錐状の磁気熱量効果素子によって大幅に面積拡大された接触面によると共に、低温側７への熱導体の使用によっても保証される。
【００７９】
これらの効果は、その他の実施形態につき既に上述したそれと同じである。
【００８０】
図５ｂに示した実施形態において、既に、単一のヒートパイプないし熱サイホン１００内への磁気又は電気熱量効果材料素子４の多重配置をコラム状の増倍配置システムと結び付けて論じたように、極めて有効な空調装置のためのこの特に効果的な実施形態を、以下において、図８−１１を参照して、再度概略的に図示、説明するが、この場合にも、下方から上方への、（熱サイホンの場合ないし空間位置とは無関係に）第一端部（低温端）から第二端部（高温端）への指向性熱流の形成が重要である。
【００８１】
図８から当初状態が明白となるように、ヒートパイプないし熱サイホン１００内には第一電気又は磁気熱量効果材料（以下では、常に、磁気熱量効果材料及び磁場のケースを前提とする）が、低圧下にあるヒートパイプないし熱サイホン１００内の作動媒体用の蒸発器として下端部に位置しており、その際、さらに別の、好ましくは、より高いキュリー温度を有する磁気熱量効果材料素子４−ここではＭＣ材料１と称される−が熱サイホンないしヒートパイプ１００の上端部に配置されているため、既述したように、磁場（Ｂ場）内に位置する第一磁気熱量効果材料（ＭＣ材料２）は発熱して、蒸発器として機能し、その際、熱流Ｑは上方へ上昇して、磁気熱量効果材料ＭＣ材料１にて凝縮し、その際、液化した作動媒体の還流は重力の作用下で再び下方へ向かって行われる。
【００８２】
したがって、第一磁気熱量効果材料ＭＣ２は周囲作動媒体との第一熱交換域を形成し、第二磁気熱量効果材料ＭＣ１は作動媒体３との第二熱交換域を形成する。
【００８３】
この場合、上方の磁気熱量効果材料ＭＣ１の温度Ｔ１は、磁石６の磁場６内にある下方の磁気熱量効果材料ＭＣ２の温度Ｔ２よりも低い。
【００８４】
ところで、増倍配置システムの出発点は磁場の移動すなわち当該磁石６の上方への移動であることから、上方の磁気熱量効果材料ＭＣ１は磁気熱量効果のもとで発熱し、他方において、下方の磁気熱量効果材料はその磁極の再変更下で冷却されるが、ただし、この場合、熱輸送も重力による作動媒体の還流も行われず、むしろ、熱は周囲から、より低温のＴ２を有する下方の磁気熱量効果材料に向けて放出され、こうして、それは冷却される。
【００８５】
この効果を促進すると共に、下方から上方へ向かう指向性熱流の形成を促進するために、さらに、ヒートパイプないし熱サイホン１００は熱ダイオードとして、弁制御又は切替制御によって付加的な切替式熱流を生ずるように形成されていてもよく、その際、この種の態様は、図９ａにおいて、液状作動媒体の蒸発による圧力差によって開放して、上方の磁気熱量効果材料ＭＣ１の方向への熱流Ｑを生ずる、弁１５が開放された状態で示され、他方、右側の図９ｂには、上方の磁気熱量効果材料の発熱及び、好ましくは球形弁として形成された弁１５の上部の圧力の高まりによって、弁１５が閉じた状態が示されている。切替式熱流のために複数の弁が設けられていてもよい。
【００８６】
図１０は、温度−時間・線図によって再度、その内部に二つの磁気熱量効果材料ＭＣ１とＭＣ２とを備えたヒートパイプないし熱サイホン１００の作用方法と共に、電気又は磁気熱量効果による、詳細には、効率を高めるための当該カスケード式配置システムを構築すべく、下方から上方への磁場ないし磁石６の移動に基づく、空調装置の作用を示したものである。
【００８７】
上記線図には、一方で、熱サイホンないしヒートパイプ１００の上端に配置された磁気熱量効果材料４、ＭＣ１の温度推移が、他方で、ヒートパイプないし熱サイホン１００の下端に配置された下方の磁気熱量効果材料４、ＭＣ２の温度推移がそれぞれ定性的に表されており、その際、これらの推移は漸近的であって、厳密には直線状に推移するものではないことは自明である。
【００８８】
空調装置の作用方法は図１０に示した温度−時間・線図の説明から直接に判明するために、さらに付加的な説明は不要であると思われる。
【００８９】
図１１には、最後に再度、熱交換器２０ならびに、図１１ａ及び１１ｂに示した概略的図において黒の横棒として示唆された制御式熱的結合を媒介とした、ヒートパイプないし熱サイホン１００のカスケード式配置システムが示されている。これらの熱制御弁は、図９ａ、９ｂに示した球形弁１５に類似していてよく、あるいは、図１１ａ、１１ｂに示した下方から上方への熱流を制御するためのその他の切替素子であってもよい。同時に、再度、連続的な熱輸送のための磁石６ないし磁場の移動も明確に示されている。制御式ないし切替式の熱的結合素子２０は異なった方式でも実現可能であり、ヒートパイプないし熱サイホン１００の間の熱的結合ならびに周囲への熱対流の改善に資する。
【００９０】
図１２ａ及び１２ｂに示した、ある程度、図１１ａ及び１１ｂに示した複数のヒートパイプないし熱サイホン１００を擁した実施形態の変形として理解することのできる本発明のさらに別の実施形態、つまり、図１２ａ及び１２ｂに示した実施形態、には、一連の作動域２０／１、２０／２及び２０／３に分割されたそれぞれ単一のヒートパイプないし単一の熱サイホン１００が示されており、その際、熱サイホンないしヒートパイプ１００の分割数は、ヒートパイプ１００のサイズも同様であるが、可変的でありあるいは特別な使用目的に適合させることが可能である。
【００９１】
２０／１−２０／３のいずれの作動域も磁気熱量効果材料素子４によって限られており、その際、この場合にも（図１１ａ及び１１ｂに示した複数のヒートパイプの結合時と同様に）、作動域２０／１−２０／３は、それぞれ磁気熱量効果材料素子４の共同利用による冷却性能の増倍化によって、熱サイホン１００の下端の冷却体（熱交換器２０）ないし上端の伝熱体（熱交換器２０）を生じる。
【００９２】
磁気熱量効果材料素子４は、それらの間にあるそれぞれの作動域２０／１−２０／３及びそれと共に、それぞれの作動域内にある作動媒体を気密隔離するために、ヒートパイプ１００の内壁を気密密封するが、その際、既にこれまでにも説明したように、熱制御弁１５は作動域２０／１又は２０／３（図１２ａ）内又はその他の箇所（熱交換器２０ないし中央作動域２０／２）に設けられていてもよい。磁石装置６は、この場合、複式磁石であることにより、ヒートパイプ１００につき図１２ａ及び１２ｂに示された作用ポジションにおいて、それぞれ、同じ作動域２０／１−２０／３に属する磁気熱量効果材料素子４には作用しないようにすることができる。
【００９３】
つまり、図１２ａに示した配置において、磁気熱量効果材料素子４／２ならびに“その上の上”に位置する磁気熱量効果材料素子４／４は磁石装置６の磁場の発熱作用下にあり、他方、磁気熱量効果材料素子４／１及び４／３は磁場の作用を受けず、したがって、冷却効果を有する。図１２ｂに示した配置においては、逆に、磁気熱量効果材料素子４／１と４／３はそれぞれ磁石装置６の磁場の作用下にあって、その上方に位置する作動域２０／１及び２０／３内の作動媒体３に関する熱源を形成する。
【００９４】
図１１ａと１１ｂないし１２ａと１２ｂに示した実施形態に基づく配置は互いに組み合わせることも可能であることは言うまでもなく、つまり、一連のヒートパイプを、その内部が再び、いずれにせよ部分的に、複数の作動域つまり個別ヒートパイプ素子から構成されるヒートパイプカスケードに統合することも可能である。
【００９５】
この場合にも、好ましくは、異なったキュリー温度を有する異なった磁気熱量効果材料が、垂直方向上方に向かって温度レベルが高まるために、好適に利用される。
【００９６】
図１３ａには、湾曲した形のさらに別の実施形態としての、図１及び図２に示したそれと類似したヒートパイプが挙げられている。ヒートパイプの形状は、一般に機能に関して言えば、ポジションほどには決定的ではない。図１３ｂは、点Ｚを中心として回転する電場及び／又は磁場発生器を有する、湾曲したヒートパイプから構成されたシステムを示したものである。点Ｚを中心として回転する磁場発生器により、連続的な熱輸送を実現することができる。
【００９７】
熱発生装置としての電場及び／又は磁場における作動媒体と電気及び／又は磁気熱量効果材料との結合を原理とする本発明のその他の発展態様において、負の電気又は磁気熱量効果を有する、したがって、正反対の効果が発生する、電気又は磁気熱量効果材料を使用することも可能であり、その際、これは同じく磁場発生器の配置の“逆転”を生じる。
【００９８】
また、一方で従来の“（正の）”及び負の電気又は磁気熱量効果及び／又は反対の熱量効果を有する電気又は磁気熱量効果材料素子を組み合わせることも考えられる。この場合の実施形態は、すべての電気又は磁気熱量効果材料素子が同時に電場及び／又は磁場の作用下に保持されあるいは、すべてのそれがまた同時に場の作用から離脱されるものとなろうが、これは特に、たとえば電磁石の使用によっても有利に設計し得るような“不動の”つまり静止配置を意味することとなる。
【００９９】
本発明により、ヒートパイプないし熱サイホン内部における電気又は磁気熱量効果材料の密な結合を本旨とし、少なくとも一つのその種の素子によっても、特にカスケード式配置システムを構築すべく、複数の素子によっても実現可能な、極めて有効な空調装置が創作される。
【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４ｂ】
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【図５】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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