(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転構造を有する磁気熱量効果型熱装置（ＡＴ）用磁場発生器（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８）であって、
頭部と後部が対向して取り付けられた第１の同一の磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９）および第２の同一の磁性構造（ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）であって、対向し、中央面（Ｐ）の両側で平行であり、同じ平面に位置しかつ直径方向に相対する少なくとも２つの空隙（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を画定するように配置され、各磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９、ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）は、直径方向に相対し、誘導ベクトルが対向する方向に配向され、少なくとも１つの強磁性材料から作られた支持物（ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３、ＳＵＰ４、ＳＵＰ９）に取り付けられ、および、前記空隙の範囲を定める第１の構造的に同一の磁性組立体（ＡＭ１）および第２の構造的に同一の磁性組立体（ＡＭ２）を含む、第１の同一の磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９）ならびに第２の同一の磁性構造（ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）を含み、
前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）はそれぞれ、磁気誘導ベクトルが実質的に前記中央面（Ｐ）に垂直である永久磁石（ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵ）を有する構造を有し、かつ、受動側（ＦＰ１、ＦＰ２）および能動側（ＦＡ１、ＦＡ２）を含み、前記能動側（ＦＡ１、ＦＡ２）が前記空隙の範囲を定め、前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）の前記誘導ベクトルが、前記磁場発生器の内部に、前記支持物（ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３、ＳＵＰ４、ＳＵＰ９）および前記空隙（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を通して、磁場の１つの単一循環ループを形成し、
前記永久磁石（ＡＰＩ、ＡＰＣ）を有する構造は、少なくとも２つの段（ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２）の永久磁石（ＡＰＩ、ＡＰＣ）を含む階段状の構造であり、前記段（ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２）は、同心円状に重畳され、かつ、前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）の前記受動側（ＦＰ１、ＦＰ２）を形成する磁束開始段（ＥＩ１、ＥＩ２）と呼ばれる第１段の永久磁石と、前記空隙の範囲を定める、前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）の前記能動側（ＦＡ１、ＦＡ２）を形成する磁束集束段（ＥＣ１、ＥＣ２）と呼ばれる第２段の永久磁石とを含むことを特徴とする、磁場発生器（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８）。
【請求項２】
各磁性構造（ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２２）は、前記発生器（Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ７）によって範囲が定められた体積に前記磁場を含有するように配置された装置（ＤＣＦ１、ＤＣＦ２、ＤＣＦ３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁場発生器。
【請求項３】
前記磁場を含有するように配置された前記装置は、強磁性材料から作られ、前記支持物（ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３）の対応する側面に対して位置し、および、対応する前記空隙（Ｅ１、Ｅ２）の方へ延在する少なくとも１つの板（ＤＣＦ１、ＤＣＦ２）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の磁場発生器。
【請求項４】
前記中央面（Ｐ）に平行な平坦な断熱部分（ＰＩ１、ＰＩ２）は、各磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ２１、ＳＭ２２）に取り付けられ、かつ、対応する前記集束段（ＥＣ１、ＥＣ２）上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の磁場発生器。
【請求項５】
前記第１の磁性構造（ＳＭ１２、ＳＭ１９）と前記第２の磁性構造（ＳＭ２２、ＳＭ２９）との間に、前記中央面（Ｐ）に挿入された第３の磁性構造（ＳＭ３、ＳＭ３１、ＳＭ３２、ＳＭ３３、ＳＭ３４、ＳＭ３５）を含み、前記第３の磁性構造（ＳＭ３、ＳＭ３１、ＳＭ３２、ＳＭ３３、ＳＭ３４、ＳＭ３５）は、４つの空隙（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）の範囲を定めるように、前記第１の磁性構造（ＳＭ１２、ＳＭ１９）および前記第２の磁性構造（ＳＭ２２、ＳＭ２９）の前記第１の磁性組立体（ＡＭ１、ＡＭ１９）と前記第２の磁性組立体（ＡＭ２、ＡＭ２９）との間にそれぞれ位置する２つの磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁場発生器。
【請求項６】
各磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５）は、少なくとも１つの永久磁石（ＡＰＵ１、ＡＰＵ２）を含み、当該永久磁石（ＡＰＵ１、ＡＰＵ２）の磁気誘導ベクトルは、前記磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５）が位置付けられる間の、前記磁性組立体（ＡＭ１、ＡＭ２）の前記磁気誘導ベクトルと同じ向きおよび同じ方向を有することを特徴とする、請求項５に記載の磁場発生器。
【請求項７】
前記磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ２）は、強磁性材料から作られた支持素子（Ｍ、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５）の両側に配置される永久磁石（ＡＰＵ１、ＡＰＵ２）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の磁場発生器。
【請求項８】
前記磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ２）は、互いに平行の２つの同一の支持素子（Ｍ、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５）間に配置され、かつ、強磁性材料から作られた永久磁石（ＡＰＵ１、ＡＰＵ２）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の磁場発生器。
【請求項９】
磁気熱量素子（ＥＭ）を含む少なくとも１つの円盤と、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の少なくとも１つの磁場発生器（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８）とを有する、回転構造を有する磁気熱量効果型熱装置（ＡＴ）であって、前記磁場発生器は、頭部と後部が対向して取り付けられた第１の同一の磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９）および第２の同一の磁性構造（ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）であって、対向し、中央面（Ｐ）の両側で平行であり、同じ平面に位置しかつ直径方向に相対する少なくとも２つの空隙（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を画定するように配置され、各磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９、ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）は、直径方向に相対し、誘導ベクトルが対向する方向に配向され、少なくとも１つの強磁性材料から作られた支持物（ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３、ＳＵＰ４、ＳＵＰ９）に取り付けられ、および、前記磁気熱量素子（ＥＭ）を保持する前記少なくとも１つの円盤が位置付けられる間に、前記空隙の範囲を定める第１の構造的に同一の磁性組立体（ＡＭ１）および第２の構造的に同一の磁性組立体（ＡＭ２）を含む、第１の同一の磁性構造（ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ１９）ならびに第２の同一の磁性構造（ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ２９）を含み、
各磁性構造の前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）はそれぞれ、磁気誘導ベクトルが実質的に前記中央面（Ｐ）に垂直である永久磁石（ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵ）を有する構造を有し、かつ、受動側（ＦＰ１、ＦＰ２）および能動側（ＦＡ１、ＦＡ２）を含み、前記能動側が前記空隙の範囲を定め、前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）および前記第２の磁性組立体（ＡＭ２、ＡＭ２９）の前記誘導ベクトルが、前記磁場発生器の内部に、前記支持物（ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３、ＳＵＰ４、ＳＵＰ９）および前記空隙（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を通して、磁場の１つの単一循環ループを形成することを特徴とする、磁気熱量効果型熱装置（ＡＴ）。
【請求項１０】
前記磁場発生器（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８）は、前記第１の磁性構造（ＳＭ１２）と前記第２の磁性構造（ＳＭ２２）との間に、前記中央面（Ｐ）に挿入された第３の磁性構造（ＳＭ３、ＳＭ３１、ＳＭ３２、ＳＭ３３、ＳＭ３４、ＳＭ３５）を含み、前記第３の磁性構造（ＳＭ３、ＳＭ３１、ＳＭ３２、ＳＭ３３、ＳＭ３４、ＳＭ３５）は、４つの空隙（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）の範囲を定めるように、前記第１の磁性構造（ＳＭ１２）および前記第２の磁性構造（ＳＭ２２）の前記第１の磁性組立体（ＡＭ１）と前記第２の磁性組立体（ＡＭ２）との間にそれぞれ位置する２つの磁性ユニット（Ｕ１、Ｕ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５）を含むことを特徴とする、請求項９に記載の磁気熱量効果型熱装置（ＡＴ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転構造を有する磁気熱量効果型熱装置用磁場発生器に関する。前記磁場発生器は、頭部と後部が対向して取り付けられた第１の同一の磁性構造および第２の同一の磁性構造であって、対向し、中央面の両側で平行であり、同じ平面に位置しかつ直径方向に相対する少なくとも２つの空隙を画定するように配置される第１の同一の磁性構造および第２の同一の磁性構造を含む。各磁性構造は、直径方向に相対し、少なくとも１つの強磁性材料から作られた支持物に取り付けられ、および、前記少なくとも２つの空隙の範囲を定める第１の構造的に同一の磁性組立体および第２の構造的に同一の磁性組立体を含む。
【０００２】
本発明は、回転構造を有する磁気熱量効果型熱装置であって、磁気熱量素子を含む少なくとも１つの円盤と、上記で定義した磁場発生器とを備え、磁気熱量素子を有する前記少なくとも１つの円盤は前記少なくとも２つの空隙において取り付けられる磁気熱量効果型熱装置にも関する。
【背景技術】
【０００３】
周囲温度の磁気冷凍技術は３０年以上もの間知られており、生態学および環境維持開発の観点におけるその利点は、広く認識されている。その有用な発熱出力およびその熱的性能の観点におけるその限界も周知である。従って、この技術分野で行われる研究の全ては、磁場の強度、磁気熱量材料の性能、熱伝導流体と磁気熱量材料との間の熱交換面、熱交換器の性能などのさまざまなパラメータを調節することによって、磁気熱量効果型熱器具の性能を改良しようとする傾向にある。
【０００４】
これらの器具において、磁気熱量材料でできた少なくとも１つの熱素子が出入りする少なくとも１つの空隙において、均一かつ強力な磁場を生成することは必須である。空隙における磁場が大きいほど、磁気熱量素子に誘導される磁気熱量効果は強くなり、それによって、熱出力およびその温度勾配が増し、その結果、このような磁気熱量効果型熱器具の全体的な効率が増す。
【０００５】
さらに、特定の領域において、熱器具のコンパクトさは不可欠であり、磁気システムが磁気熱量材料（複数可）に対する相対運動にある回転構成または構造をもたらす。このような回転構成は、使用体積比ごとに良好な磁気熱量材料を示すという利点を有する。熱器具の熱出力は、特に、使用される磁気熱量材料の量に左右されるため、このような配置は実際に非常に有利である。
【０００６】
しかしながら、現在、回転型熱器具に取り付け可能で、少なくとも２つの空隙において約１テスラに集束させた強力かつ均一な磁場を生成しやすい、小型かつ低原価の磁場発生器は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、磁気熱量効果型熱器具に一体化されることを意図した磁場発生器を提案することによって、これらの要件を満たすことを目的とする。この磁場発生器は、少なくとも２つの空隙において強力かつ均一な磁場をもたらすことができる。さらに、本発明による磁場発生器はまた、容易に製造されかつ容易に組み立てられ、簡易な幾何学的形状を有する構成要素を有するため、生産費用が低い。
【０００８】
その目的のために、本発明は、前文に記載された磁場発生器に関する。当該磁場発生器は、第１の磁性組立体および第２の磁性組立体がそれぞれ、磁気誘導ベクトルが実質的に中央面に垂直である永久磁石を有する構造を有し、かつ、受動側および能動側を含み、前記能動側が前記空隙の範囲を定めることと、第１の磁性組立体および第２の磁性組立体の誘導ベクトルが、前記生成器の内部に、前記支持物および前記空隙を通して、磁場の１つの単一循環ループを形成することとを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態の変形において、前記永久磁石構造を、少なくとも２つの段の永久磁石を含む階段状の構造とすることができ、前記段は、同心円状に重畳可能で、かつ、第１の磁性組立体および第２の磁性組立体の前記受動側を形成する磁束開始（ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）段と呼ばれる第１段の永久磁石と、前記空隙の範囲を定める第１の磁性組立体および第２の磁性組立体の前記能動側を形成する磁束集束（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）段と呼ばれる第２段の永久磁石とを含むことができる。
【００１０】
開始段は、磁石（複数可）が中央面に平行な平面に位置し、かつ、集束段と呼ばれる第２の磁石段を支持する段である。この場合、開始段の永久磁石は、支持物に取り付けられ、対応する集束段の永久磁石にとってのベースとして働く。磁性構造において、一方の開始段によって、支持物から対応する集束段の方へ磁束を伝えることができ、他方の開始段によって、他の方向に、すなわち、対応する集束段から支持物の方へ磁束を伝えることができる。
【００１１】
よって、第１の磁性組立体および第２の磁性組立体は、空隙内に位置する能動側と、相対する受動側とを含むことができる。２つの段の永久磁石を有する磁性組立体において、前記第１の磁性組立体および前記第２の磁性組立体の開始段を前記支持物に取り付けることができ、前記第１の磁性組立体の磁気誘導ベクトルをその能動側の方へ配向することができ、前記第２の磁性組立体の磁気誘導ベクトルをその受動側の方へ配向することができ、第１の磁性構造および第２の磁性構造を、それらの能動側が互いの正面にあるように配置することができる。
【００１２】
本発明によると、各磁性組立体において、中央面に平行な平面に沿って配置された永久磁石段の断面を、開始段から集束段の方へ小さくすることができる。
【００１３】
本発明によると、永久磁石段は、異なる磁気誘導値を有することができる。例えば、開始段を形成する永久磁石の磁気誘導（例えば、１テスラ）を、対応する集束段を形成する永久磁石の磁気誘導（例えば、１．４テスラ）より低くすることができる。
【００１４】
実施形態の変形によると、各磁性構造は、前記発生器によって範囲が定められた体積に磁場を含有するように配置された装置を含むことができる。
【００１５】
磁場を含有するように配置された前記装置は、強磁性材料から作られ、支持物の対応する側面に対して位置し、および、対応する空隙の方へ延在する少なくとも１つの板を含むことができる。
【００１６】
有利には、磁束を含有するように配置された前記装置の少なくとも１つの板は、対応する空隙の方へ配向された屈曲部を有することができる。
【００１７】
変形として、磁束を含有するように配置された前記装置は、支持物に取り付けられた強磁性材料でできた部分を含むことができる。前記部分は、中央面に平行な平面において、同じ磁性構造の第１の磁性組立体と第２の磁性組立体との間に延在する。前記部分は、空隙の入口および／または出口の高さで、集束段の方へ延在する突出領域を含む。
【００１８】
別の実施形態の変形によると、各支持物は、同じ磁性構造の第１の磁性組立体と第２の磁性組立体との間に位置付けられたその中央部分において、少なくとも１つの永久磁石を含むことができる。前記永久磁石の磁気誘導ベクトルは、中央面に平行であり、前記第１の磁性組立体および前記第２の磁性組立体の誘起ベクトルに垂直であり、ならびに、前記磁場の循環方向に配向される。
【００１９】
磁場発生器において磁気ループを確実に均一にするために、同じ磁性構造の第１の磁性組立体と第２の磁性組立体との間に位置する各支持物の中央部を、支持物の残りの部分を形成する材料より高い透磁率を有する強磁性材料から作ることができる。
【００２０】
実施形態の変形によると、中央面に平行な平坦な断熱部分は、各磁性構造に取り付け可能であり、かつ、対応する集束段上に位置することができる。
【００２１】
断熱部分を、集束段の永久磁石の通路のための凹部を含む円盤とすることができ、集束段が取り付けられる磁石段によって形成された踊り場上に置くことができる。
【００２２】
別の実施形態の変形において、発生器は、第１の磁性構造と第２の磁性構造との間に、中央面に挿入された第３の磁性構造を含むことができる。前記第３の磁性構造は、４つの空隙の範囲を定めるように、前記第１の磁性構造および第２の磁性構造の第１の磁性組立体と第２の磁性組立体との間にそれぞれ位置する２つの磁性ユニットを含む。
【００２３】
各磁性ユニットは、少なくとも１つの永久磁石を含むことができる。当該永久磁石の磁気誘導ベクトルは、前記磁性ユニットが位置付けられる間の磁性組立体の磁気誘導ベクトルと同じ向きおよび方向を有する。
【００２４】
本発明による磁場発生器を実現するために使用される上述した永久磁石は、均一の磁化を有するのが好ましい。
【００２５】
第３の磁性構造において、磁性ユニットは、強磁性材料から作られた支持素子の両側に配置されるか取り付けられた永久磁石を含むことができる。変形として、第３の磁性構造の永久磁石を、互いに平行の２つの同一の支持素子間に配置または取り付け可能であり、かつ、強磁性材料から作ることができる。
【００２６】
支持素子は、板の形状を有するのが好ましい。
【００２７】
本発明はまた、前文に記載された磁気熱量効果型熱装置に関する。当該磁気熱量効果型熱装置は、上記で定義された少なくとも１つの磁場発生器を含むことと、前記磁気熱量素子を保持する前記円盤が前記磁場発生器の空隙内に取り付けられることとを特徴とする。
【００２８】
本発明による磁場発生器の空隙内に位置付けられやすい磁気熱量素子は、熱伝導流体と熱的接触するように意図されている。この熱伝導流体は、例えば、磁気熱量素子が空隙内に位置付けられ、かつ、磁場を受けてそれらの温度を増加させる間の段階に対応する、磁気周期の第１段階の間、磁気熱量素子の低温端からそれらの高温端の方へ、および、磁気熱量素子が空隙外に位置付けられ、かつ、ゼロ磁場を受けてそれらの温度を減少させる間の、磁気周期の第２段階の間、磁気熱量素子の高温端からそれらの低温端の方へ循環することができる。熱伝導流体と磁気熱量素子との間の熱的接触は、磁気熱量素子に沿ってまたは磁気熱量素子を通して熱伝導流体によって達成可能である。その目的のために、磁気熱量素子は、１つまたはいくつかの磁気熱量材料から作ることが可能で、熱伝導流体を浸透させることができる。それらの磁気熱量素子は、磁気熱量素子の２つの端部間に延在する流体のための循環路を含むこともできる。これらの循環路は、磁気熱量材料の孔によって、または、例えば、磁気熱量材料でできた１組の板を使用して得られた経路によって達成可能である。
【００２９】
熱伝導流体は液体であるのが好ましい。その目的のために、例えば、不凍液、グリコール系製品、または塩水と共に、純水または水を使用することができる。
【００３０】
本発明によると、前記磁気熱量効果型熱装置の磁場発生器は、第１の磁性構造と第２の磁性構造との間に、中央面に挿入された第３の磁性構造を含むことができる。前記第３の磁性構造は、４つの空隙の範囲を定めるように、前記第１の磁性構造および前記第２の磁性構造の第１の磁性組立体と第２の磁性組立体との間にそれぞれ位置する２つの磁性ユニットを含む。
【００３１】
本発明およびその利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例としての実施形態の以下の説明においてより良く明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による磁場発生器の透視図である。
【図２】図１の平面Ａに沿った断面図である。
【図３】磁束を含有することができる装置を備えた、図１の発生器の透視図である。
【図４】図３の発生器の磁性構造の透視図である。
【図５】図４の磁性構造の実施形態の変形である。
【図６】さらなる実施形態の変形による、図４と同一の図である。
【図７】磁性構造の別の実施形態の変形の透視図である。
【図８】図１の磁場発生器の変形の透視図である。
【図９】図８の発生器の平面Ｂに沿った断面図である。
【図１０】磁束を含有することができる装置を備えた、図８の発生器の図である。
【図１１】異なる角度に沿った、図１０の発生器の図である。
【図１２】本発明による磁場発生器の別の実施形態の変形の図である。
【図１３】図３のような本発明による磁場発生器を含む磁気熱量効果型熱装置の簡易化した概略図である。
【図１４Ａ】第３の磁性構造の異なる実施形態の変形を示す図である。
【図１４Ｂ】第３の磁性構造の異なる実施形態の変形を示す図である。
【図１４Ｃ】第３の磁性構造の異なる実施形態の変形を示す図である。
【図１４Ｄ】第３の磁性構造の異なる実施形態の変形を示す図である。
【図１４Ｅ】第３の磁性構造の異なる実施形態の変形を示す図である。
【図１５】本発明による磁場発生器の別の実施形態の変形の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の図示およびそれを実現するさまざまな方法
図示された実施形態の例において、同一の構成部品または部分は同じ参照番号を有する。
【００３４】
図１および２は、本発明による磁場発生器Ｇ１の第１の実施形態を表す。この磁場発生器Ｇ１は、同一であり、頭部と後部が対向して取り付けられ、中央面Ｐに平行に対向して配置された、第１の磁性構造ＳＭ１１および第２の磁性構造ＳＭ２１を含む。それら磁性構造は間で、磁場発生器Ｇ１の縦軸Ｌに対して直径方向に相対する２つの空隙Ｅ１、Ｅ２の範囲を定める。磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ２１のそれぞれは、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２を含む。２つの磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ２１は、第１の磁性構造ＳＭ１１の第１の磁性組立体ＡＭ１が第２の磁性構造ＳＭ２１の第２の磁性組立体ＡＭ２の正面に位置するように、かつ、第１の磁性構造ＳＭ１１の第２の磁性組立体ＡＭ２が、対向する方向に向かって配向された平行な誘導ベクトルを空隙Ｅ１、Ｅ２内に生成するように、第２の磁性構造ＳＭ２１の第１の磁性組立体ＡＭ１の正面に位置するように、互いに対して位置する。
【００３５】
各磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ２１の磁性組立体ＡＭ１およびＡＭ２は、鋼鉄、鉄系合金または鉄などの強磁性材料から作られた支持物ＳＵＰ１に、縦軸Ｌに対して直径方向に対向するように取り付けられる。この支持物ＳＵＰ１は、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２を適切な位置に持続し、かつ、第１の磁性組立体ＡＭ１を出て第２の磁性組立体ＡＭ２に向かって磁束線を伝える働きをする。その目的のために、図１における例として表されるように、支持物ＳＵＰ１は、第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性組立体ＡＭ２との間に、縦軸Ｌの周りで、対向する磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ２１の方へ延在する突出部Ｓを含むことができる。この突出部Ｓによって、第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性組立体ＡＭ２との間で磁束の均質な循環を確実に行うことができ、また、発生器Ｇ１のサイズに影響を及ぼさずに、支持物ＳＵＰ１における磁束飽和を回避することができる。図１に表された発生器Ｇ１において、この突出部Ｓはまた、図１３において示されるように、磁気熱量素子ＥＭを含み、かつ、２つの磁性構造ＳＭ１２、ＳＭ２１間に位置付けられた磁気熱量効果型熱装置ＡＴの一部に対して、発生器Ｇ１を中央に置くことができるようにする。支持物ＳＵＰ１を、異なる構成とすることもでき、製造費がより安価な、いわゆるサンドイッチ構造を有する支持物を形成する強磁性材料でできたいくつかの平面の組立体から作ることができる。この構成は、記載された全ての支持物ＳＵＰ１、ＳＵＰ２、ＳＵＰ３、ＳＵＰ４、ＳＵＰ９において実行可能である。
【００３６】
磁場発生器Ｇ１を形成する２つの磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ２１が同一であるという事実は、本発明による前記発生器Ｇ１の製造に対する生産費の最適化のための要件を満たす。これによって、実際、当該発生器Ｇ１の製造に必要な部品の数を低減することができるため、発生器Ｇ１の組み立て、部品の参照、および、在庫管理が容易になる。
【００３７】
容易かつ費用効率の高い生産に加えて、本発明による発生器の磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ１９およびＡＭ２、ＡＭ２９は、対応する空隙内で磁気誘導の最適化を可能にする階段状の構造を有する。図１に示される実施形態の例において、磁性組立体ＡＭ１およびＡＭ２のそれぞれは、永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣの２つの段ＥＩ１、ＥＣ１、ＥＩ２、ＥＣ２を含む。これらの段ＥＩ１、ＥＣ１、ＥＩ２、ＥＣ２は、互いに対して中央に置かれるように重畳されかつ位置付けられる。磁場開始段ＥＩ１、ＥＩ２と呼ばれる第１段は支持物ＳＵＰ１に取り付けられ、磁場集束段ＥＣ１、ＥＣ２と呼ばれる第２段は開始段ＥＩ１、ＥＩ２上の中央に置かれるように取り付けられる。この集束段ＥＣ１、ＥＣ２の役割は、対応する空隙Ｅ１、Ｅ２に出入りする開始段ＥＩ１、ＥＩ２からの磁場を、集束する、増大するおよび導くことである。磁性構造において、一方の開始段によって、支持物から対応する集束段の方へ磁束を伝えることができ、他方の開始段によって、他の方向に、すなわち、対応する集束段から支持物の方へ磁束を伝えることができる。第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２の階段形状によって、磁束は空隙Ｅ１、Ｅ２内で集束されかつ増大される。
【００３８】
換言すれば、段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２は、踊り場を有する構造を形成するために互いに対して取り付けられ、それらの、平面Ｐに平行な平面に沿った断面は、入れ子構造になるように、対応する空隙Ｅ１、Ｅ２に向かって小さくなる。その目的のために、開始段ＥＩ１、ＥＩ２は、集束段ＥＣ１、ＥＣ２より大きい、平面Ｐに平行な平面に沿った断面を含む。
【００３９】
この階段状の構造の変形として、および、図１５によると、第１の磁性構造ＳＭ１９および第２の磁性構造ＳＭ２９を形成する永久磁石ＡＰＵは、対応する支持物ＳＵＰ９上に位置付けられた永久磁石の１つの単一段ＥＵを形成することができる。このような構成は、より迅速に組み立て可能であるため費用がより安価であるという利点を有する。
【００４０】
段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２、ＥＵの永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵは好ましくは均一に磁化され、それらの誘導ベクトルは平面Ｐに垂直である。磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ１９およびＡＭ２、ＡＭ２９は、空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０内に位置する能動側ＦＡ１、ＦＡ２と、空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０外に位置する受動側ＦＰ１、ＦＰ２とを含む。これらの能動側ＦＡ１、ＦＡ２および受動側ＦＰ１、ＦＰ２は、互いに、かつ、中央面Ｐに平行である。磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ１９、ＡＭ２、ＡＭ２９の受動側ＦＰ１、ＦＰ２は、支持物ＳＵＰ１、ＳＵＰ９と接触する開始段ＥＩ１、ＥＩ２もしくは単一段ＥＵの磁石ＡＰＩまたはＡＰＵ側に対応し、その能動側ＦＡ１、ＦＡ２は、空隙Ｅ１、Ｅ２の範囲を定める集束段ＥＣ１、ＥＣ２もしくは単一段ＥＵの磁石ＡＰＣまたはＡＰＵ側に対応する。
【００４１】
図１〜１２に示された例において、磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２１、ＳＭ２２は、永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣの２つの段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２を含み、段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２のそれぞれは３つの永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣを含む。しかしながら、本発明はこの構成に制限されない。段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２は事実上、異なる数の永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣを含むことができ、それらのうちの１つまたはいくつかのみを含むことができる。同じように、磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２１、ＳＭ２２を、２つ以上の段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２から作ることができ、または、図１５に表される発生器の例における場合のように、１つの単一段ＥＵを設けて磁性構造を形成することができる。同様に、ここでは四角形の断面を有する段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２、ＥＵの形状、および、それらを形成する永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵの形状は、表されたものとは異なる場合があり、空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０内の磁場、および、この磁場の強度を受けるように、磁気熱量素子ＥＭの形状によって定められた空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０の形状および体積に適合可能である。
【００４２】
同じ磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２１、ＳＭ２２内で、段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２、ＥＵの永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵの誘導ベクトルは、同じ向きとされる。しかしながら、空隙Ｅ１、Ｅ２を含む単一磁気ループに沿った発生器Ｇ１における強力な磁気循環を達成するために、同じ磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２１、ＳＭ２２の磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ２における誘導ベクトルの向きは逆にされ、それによって、空隙Ｅ１、Ｅ２内の磁気誘導束の向きも逆になる。同じことが、図１５の発生器Ｇ９の各磁性構造ＳＭ１９、ＳＭ２９における磁性組立体ＡＭ１９、ＡＭ２９の磁気配向にも当てはまる。
【００４３】
その目的のために、図面の下部に表された、図１の発生器Ｇ１の第１の磁性構造ＳＭ１１を考慮すると、第１の磁性組立体ＡＭ１の磁石ＡＰＣは、磁気誘導束が入る中央面Ｐの正面に位置する空隙Ｅ１側に、能動側ＦＡ１を有する。同じように、第２の磁性組立体ＡＭ２の磁石ＡＰＣは、磁気誘導束が出る中央面Ｐの正面に位置する空隙Ｅ２側に、能動側ＦＡ２を有する。さらに、能動側ＦＡ１およびＦＡ２は同じ平面に位置する。第２の磁性組立体ＡＭ２の永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣの誘導ベクトルは平面Ｐの方へ配向され、第１の磁性組立体ＡＭ１の永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣの誘導ベクトルは中央面Ｐから離れて移動するように反対方向に配向される。両方のベクトルは中央面Ｐに垂直である。
【００４４】
（図１の上部に図示された）第２の磁性構造ＳＭ２１は、第１の磁性構造ＳＭ１１と同一である。当該第２の磁性構造ＳＭ２１は平面Ｐに対して配置され、それによって、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２の能動側ＦＡ１ならびにＦＡ２は平面Ｐに平行であり、かつ、第１の磁性構造ＳＭ１１の第２の磁性組立体ＡＭ２および第１の磁性組立体ＡＭ１の能動側ＦＡ２ならびにＦＡ１の正面に位置する。さらに、第１の磁性構造ＳＭ１１の第１の磁性組立体ＡＭ１は、第２の磁性構造ＳＭ２１の第２の磁性組立体ＡＭ２の正面に位置し、第１の磁性構造ＳＭ１１の第２の磁性組立体ＡＭ２は、第２の磁性構造ＳＭ２１の第１の磁性組立体ＡＭ１の正面に位置する。このように、それぞれの正面に位置する集束段ＥＣ１、ＥＣ２の永久磁石ＡＰＣは、同じ方向および向きの誘導ベクトルを有し、かつ、２つの空隙Ｅ１、Ｅ２の範囲を定める。第１の空隙Ｅ１は図１の右に位置し、第１の磁性構造ＳＭ１１の第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性構造ＳＭ２１の第２の磁性組立体ＡＭ２との間の自由体積によって表され、磁束線は、第２の磁性構造ＳＭ２１から第１の磁性構造ＳＭ１１の方へ（図１の下部の方へ）配向される。第２の空隙Ｅ２は図１の左に位置し、第１の磁性構造ＳＭ１１の第２の磁性組立体ＡＭ２と第２の磁性構造ＳＭ２１の第１の磁性組立体ＡＭ１との間の自由体積によって表され、かつ、磁束線は、第１の磁性構造ＳＭ１１から第２の磁性構造ＳＭ２１の方へ（図１の上部の方へ）配向される。磁場発生器Ｇ１は、磁場が集束される空隙Ｅ１、Ｅ２のみを通して、第１の磁性構造ＳＭ１１と第２の磁性構造ＳＭ２１との間で循環する１つの単一磁気ループを生成する。換言すると、第１の磁性構造ＳＭ１１および第２の磁性構造ＳＭ１２の外部で、磁束は空隙Ｅ１、Ｅ２のみを通して循環する。これは、図１〜１２を参照すると、本発明による、磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８の全ての変形における場合のことである。よって、換言すると、この発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８は、磁性構造ＳＭ１１、ＳＭ１２、ＳＭ１３、ＳＭ１４、ＳＭ１５、ＳＭ２１、ＳＭ２２、ＳＭ３間の磁化可能な材料または磁化材料を使用してもたらされた磁気結合を含まない。
【００４５】
図１に表された磁場発生器Ｇ１は、磁気シールドとしての役割を果たす強磁性材料から作られたハウジングまたは支持物によって取り付けられ、または、保持され、磁力線が、発生器Ｇ１によって範囲が定められる体積を出て行かないようにする。同じことが、本発明による他の発生器にも当てはまる。
【００４６】
図３および４は、発生器Ｇ２の各磁性構造ＳＭ１２、ＳＭ２２が前記発生器Ｇ２によって範囲が定められた体積内に磁束を含有するように配置された装置ＤＣＦ１、ＤＣＦ２を含む実施形態の変形を表す。この装置は、鋼鉄または鉄などの強磁性材料でできた板ＤＣＦ１、ＤＣＦ２から作られている。当該板ＤＣＦ１、ＤＣＦ２の役割は、空隙Ｅ１、Ｅ２内の強力な磁場と、外部のゼロ磁場とを達成するために、磁石ＡＰＩ、ＡＰＣが位置する区域に磁場を方向付けることである。このように、可能である最も唐突な磁気誘導の変形は、空隙内にある位置と、対応する空隙Ｅ１、Ｅ２外にある位置との間で達成される。
【００４７】
これらの板ＤＣＦ１、ＤＣＦ２は、開始段ＥＩ１、ＥＩ２の側面、すなわち、磁気熱量素子ＥＭの空隙Ｅ１、Ｅ２の出入り場所に位置する側に対して、かつ、支持物ＳＵＰ１の側面に対して取り付けられる。内側板ＤＣＦ１は、磁束線を発生器Ｇ２の体積の方へ導くことができる空隙Ｅ１、Ｅ２の方へ、より具体的には、対応する空隙Ｅ１、Ｅ２の方へ屈曲した一部分を有する。これらの板を、１つの単一段の磁石と共に、図１５に示された実施形態の変形に設けることもできる。
【００４８】
図５は、中央部に突出領域がない磁性構造ＳＭ１３の支持物ＳＵＰ２の形状によってのみ、図示された磁場発生器Ｇ３が図３および４のものと異なっている、実施形態の変形を表す。そのため、前記支持物ＳＵＰ２における磁気飽和を防止するために、当該支持物ＳＵＰ２は、例えば、中央領域Ｓｃを作るために鉄およびコバルト合金を使用した、ならびに、支持物ＳＵＰ２の残りの部分に対して鉄のみを使用した、他部より高い透磁率を有する縦軸Ｌの周りにこの中央領域Ｓｃといった一部分を含むことができる。
【００４９】
図６は、磁場発生器Ｇ４がその支持物ＳＵＰ３によって図３および４とも異なっている、実施形態の変形を表す。当該磁場発生器Ｇ４は、磁性構造ＳＭ１４の第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性組立体ＡＭ２との間の磁束の循環を促進する永久磁石ＡＩ１を含む。その目的のために、この永久磁石ＡＩ１は均一に磁化され、前記第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２の誘導ベクトルに垂直であり、かつ、磁場の循環方向において第１の磁性組立体ＡＭ１から第２の磁性組立体ＡＭ２の方へ配向されたその磁気誘導ベクトルは、平面Ｐに平行である。変形として、前記支持物ＳＵＰ３は、少なくとも一部において、例えば、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２を支持する部分のレベルで、フェライトを含むことができる。
【００５０】
図７は、磁場発生器Ｇ５が前記発生器Ｇ５によって画定された体積に磁束を含有するように配置された装置ＤＣＦ３を含み、この装置ＤＣＦ３が図３および４の同等の装置ＤＣＦ１、ＤＣＦ２の変形である、実施形態の変形を表す。この装置ＤＣＦ３は、磁性構造ＳＭ１５の支持物ＳＵＰ４に取り付けられた強磁性材料でできた一部分を含む。その目的のために、支持物ＳＵＰ４は、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２が両側に取り付けられる丸みを帯びた端部を有する、中央面Ｐに平行な平面の形状を有する。その部分ＤＣＦ３は、支持物ＳＵＰ４の表面の残りの部分上で実質的に延在する平面の形状を有し、空隙Ｅ１、Ｅ２の出入り場所近くに、集束段ＥＣ１、ＥＣ２の方へ延在する突出領域ＺＳを示す。この部分ＤＣＦ３の役割は、空隙Ｅ１、Ｅ２内に可能な限りの最も強力な磁場と、さらには、空隙Ｅ１、Ｅ２内の位置と空隙Ｅ１、Ｅ２外の位置との間で可能な限り最も大きい磁気強度差とを達成するために、磁石ＡＰＩ、ＡＰＣが位置する領域に磁場を方向付けること、および、十分な磁束循環を徹底することである。
【００５１】
図８および９は、磁場発生器Ｇ６が第１の磁性構造ＳＭ１１および第２の磁性構造ＳＭ２１の第１の磁性組立体ＡＭ１ならびに第２の磁性組立体ＡＭ２の集束段ＥＣ１、ＥＣ２上に位置する円盤の形の断熱素子および／または遮音素子ＰＩ１の存在によって、図１および２と異なる、実施形態の変形を表す。この円盤ＰＩ１は、さらにまた、平面Ｐに平行であり、例えば、プラスチックなど、非常に低い熱伝導率係数を有する材料から作られている。示された例において、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２は、永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣの２つの段ＥＩ１、ＥＩ２、ＥＣ１、ＥＣ２を含み、それによって、円盤ＰＩ１を開始段ＥＩ１、ＥＩ２上に置く。さらに、円盤ＰＩ１は、当該円盤ＰＩ１を集束段ＥＣ１、ＥＣ２上に位置できるようにする、集束段ＥＣ１、ＥＣ２を補足する形状を有する凹部Ｅを含む。この円盤ＰＩ１によって、空隙Ｅ１、Ｅ２を外的環境から熱的に絶縁すること、および、前記空隙Ｅ１、Ｅ２において、発生器Ｇ６の回転による換気効果を回避することが可能になる。このように、空隙Ｅ１、Ｅ２内に位置する磁気熱量素子に対する外的環境の熱的影響は、限定され、それどころか存在しない。
【００５２】
表されていない変形では、空隙Ｅ１、Ｅ２内に位置する円盤ＰＩ１側を、前記円盤ＰＩ１が位置付けられる第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２の能動側ＦＡ１、ＦＡ２と同じレベルとすることができる。換言すると、断熱および／または遮音円盤ＰＩ１は、実質的に、対応する集束段ＥＣ１、ＥＣ２と（縦軸Ｌに沿った）同じ高さを有することができる。このような変形によって、空隙内の空気の攪拌のさらなる低減および断熱の確実な改良が可能になる。
【００５３】
当然のことながら、このような円盤ＰＩ１の設置を、磁束を含有するように配置された装置ＤＣＦ１、ＤＣＦ２、ＤＣＦ３を含む発生器の変形Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に関連付けることができる。その目的のために、図１０および１１は、磁場発生器Ｇ７が、発生器Ｇ７の筐体内に磁束を含有することを対象とした板ＤＣＦ１、ＤＣＦ２の通路も可能にするために、拡大凹部Ｅを含む円盤ＰＩ２によって、図８および９とは異なる実施形態の変形を表す。
【００５４】
図１２は、磁場発生器Ｇ８が４つの空隙Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を画定する、別の実施形態の変形を表す。この発生器Ｇ８は、第３の磁性構造ＳＭ３が、第１の磁性構造ＳＭ１２と第２の磁性構造ＳＭ２２との間で、中央面Ｐに挿入される図３の発生器Ｇ２の構成を有する。この第３の磁性構造ＳＭ３は、前記第１の磁性構造ＳＭ１２および第２の磁性構造ＳＭ２２の第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性組立体ＡＭ２との間にそれぞれ位置する２つの磁性ユニットＵ１、Ｕ２を含む。このように、磁性ユニットＵ１は、第１の磁性構造ＳＭ１２の第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性構造ＳＭ２２の第２の磁性組立体ＡＭ２との間に位置し、別の磁性ユニットＵ２は、第１の磁性構造ＳＭ１２の第２の磁性組立体ＡＭ２と第２の磁性構造ＳＭ２２の第１の磁性組立体ＡＭ１との間に位置する。磁性ユニットＵ１、Ｕ２は、部分的に表された支持素子Ｍの両側に配置される。当該支持素子Ｍは、少なくとも、永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２と接触する領域が、磁束が、それぞれが正面に位置する２つの磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ２間で循環可能とするために、強磁性材料でできた円盤の形状を有することができる。例えば、磁性ユニットＵ１、Ｕ２の永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２を１つの単一永久磁石またはいくつかの永久磁石から作ることができる。支持素子Ｍの両側に挿入された永久磁石を含む図示されたサンドイッチ構造の変形として、各磁性ユニットＵ１、Ｕ２が１つまたはいくつかの永久磁石しか含まず、当該永久磁石を例えばプラスチック部分によって発生器Ｇ８において保つことができるようにすることが可能である。また、強力な磁場によって連続的な磁気ループの達成を可能にするために、磁性ユニットＵ１、Ｕ２の永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２のそれぞれの磁気誘導ベクトルは、第１の磁性組立体ＡＭ１および第２の磁性組立体ＡＭ２のそれらが配置される間の誘導ベクトルと同じ向きおよび同じ方向とされる。
【００５５】
図１２の発生器Ｇ８は、限られた空間要件および重量の低減によって、２つずつ重畳され、かつ、２つずつ直径方向に相対する４つの空隙Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を設けるという利点を有する。この実施形態においても、磁束は１つの単一磁気ループにおいて、空隙Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６のみを通して、磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ２と磁性ユニットＵ１、Ｕ２との間で循環する。
【００５６】
図１４Ａ〜１４Ｅは、第３の磁性構造ＳＭ３１、ＳＭ３２、ＳＭ３３、ＳＭ３４、ＳＭ３５の実施形態の変形を表す。これらの変形は、図１２に表された第３の磁性構造ＳＭ３と異なる２つの磁性ユニットＵ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５を含む。それら２つの磁性ユニットは、より少ない数の永久磁石を含み、従って、必要な操作がより少ないため、より簡易かつより迅速な方法で組み立て可能であり、また、図１２に表される第３の磁性構造ＳＭ３と同じ効率を有するといった利点を有する。前記磁性ユニットＵ１３１、Ｕ１３２、Ｕ１３３、Ｕ１３４、Ｕ１３５、Ｕ２３１、Ｕ２３２、Ｕ２３３、Ｕ２３４、Ｕ２３５は、第３の磁性構造ＳＭ３と同じように、すなわち、それぞれ、一方では、第１の磁性構造ＳＭ１２の第１の磁性組立体ＡＭ１と第２の磁性構造ＳＭ２２の第２の磁性組立体ＡＭ２との間で、他方では、第１の磁性構造ＳＭ１２の第２の磁性組立体ＡＭ２と第２の磁性構造ＳＭ２２の第１の磁性組立体ＡＭ１との間で、磁場発生器において配置されることを対象とする。
【００５７】
図１４Ａに表された第３の磁性構造ＳＭ３１の第１の変形において、２つの磁性ユニットＵ１３１、Ｕ２３１は、強磁性材料から作られた支持素子Ｍ３１の片方にのみ配置された永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２を含む。前記磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２の形状は、実質的に、第１の磁性構造および第２の磁性構造の磁石の前記平面Ｐにおける突出部と同じ、前記中央面Ｐにおける寸法を有する。支持素子Ｍ３１は、実質的に蟻ぼそ形状で、中心軸Ｌの両側に延在し、強磁性材料から作られた板の形状を有する。磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２を、この支持素子Ｍ３１に取り付けかつ接着させる。さらに、図１４Ａに表されるように、支持素子Ｍ３１を形成する板は、磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２に対向するその側に、平坦な突起部Ｐ３１といった突出部を含むことができる。当該突起部Ｐ３１は、対応する磁性組立体の方へ延在し、かつ、平面Ｐ上の突出に見られるように、磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２と同じ表面を有する。このような突起部によって、空隙内の磁気誘導を高めることができ、かつ、第３の磁性構造ＳＭ３１における磁気飽和を防止することができる。
【００５８】
図１４Ｂにおいて表される変形において、第３の磁性構造ＳＭ３２は、永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２の両側に取り付けられた２つの同一の支持素子Ｍ３２を含む。これらの支持素子Ｍ３２は、先の例のような突起部を有さず、強磁性材料による板から作られている。永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２は、前記支持素子Ｍ３２のうちの少なくとも一方に対して接着されるのが好ましく、他方の支持素子Ｍ３２にも接着可能であり、または、磁力によって他方の支持素子Ｍ３２に対して単に位置付け可能である。また、各支持素子Ｍ３２を形成する板の表面は、永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２の一部分のみを覆うことができ、それによって、その製造に要する材料の量、従って、その原価も低減させ、かつ、第３の磁性構造ＳＭ３２の重量を低減させることができる。さらに、支持素子Ｍ３２は、永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２の不連続部のみを覆うことができる。
【００５９】
図１４Ｃにおいて表される第３の変形において、第３の磁性構造ＳＭ３３は、永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２の両側に取り付けられた２つの同一の支持素子Ｍ３３を含む。これらの支持素子Ｍ３３は、図１４Ａの例のような突起部を有さず、強磁性材料でできた板から作られている。永久磁石ＡＰＵ１、ＡＰＵ２は、前記支持素子Ｍ３３のうちの少なくとも一方に対して接着され、他方の支持素子Ｍ３３に対して単に位置付けられるのが好ましい。
【００６０】
図１４Ｄの変形は、第３の磁性構造ＳＭ３４の支持素子Ｍ３４が、図１４Ａにおいて表されるような突起部Ｐ３４を有し、同じ利点を示す、図１４Ｃの構成を表す。
【００６１】
第５の変形によって実現され、かつ、図１４Ｅにおいて表される第３の磁性構造ＳＭ３５は、支持素子Ｍ３５の突起部Ｐ３５の斜角面または略ピラミッド形状によって、図１４Ｄとは異なっている。このような構成によって、より少ない体積における磁束の集束の促進が可能になる。
【００６２】
図１５に表される磁場発生器Ｇ９は、図１４Ｂに表される第３の磁性構造ＳＭ３２を含む図１２のものの実施形態の変形を図示する。この例において、磁性組立体ＡＭ１９およびＡＭ２９は、空隙Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０に位置する能動側ＦＡ１、ＦＡ２を有する、永久磁石ＡＰＵの１つの単一段ＥＵを含む。磁性組立体ＡＭ１９、ＡＭ２９の受動側ＦＰ１、ＦＰ２は、支持物ＳＵＰ９と接触する単一段ＥＵの磁石ＡＰＵ側に対応する。第３の磁性構造ＳＭ３２によって、最適な体積の４つ空隙をもたらすことができる。図１２において表される磁場発生器Ｇ８と比較すると、磁場発生器Ｇ９は、より軽量で少ない材料で済むのに加えて、含まれる部品が少なくて済み、より迅速に組み立て可能であるため、より費用効率の高い方法で製造可能である。
【００６３】
表される発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８全ては、永久磁石の２つの段、すなわち、１つの開始段ＥＩ１、ＥＩ２、および、１つの集束段ＥＣ１、ＥＣ２を含む。しかしながら、本発明はこの数の段に関連していない。事実上、空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６における磁場要件に従って、１つの段の永久磁石ＥＵのみを含む、図１５において図示される発生器Ｇ９のように、磁性組立体ＡＭ１、ＡＭ２における２つ以上またはそれ以下の段の永久磁石の一体化を考慮することができる。
【００６４】
当然のことながら、図に示され説明したさまざまな実施形態の変形は、必要に応じて、互いに組み合わせて技術的組み合わせの広幅パネルを設けることができる。
【００６５】
一般に、小型永久磁石を製造することは、より容易であり、かつ、より費用効率が高い。さらに、小型永久磁石における磁場または誘導は、より大型の永久磁石よりも均質である。永久磁石ＡＰＩ、ＡＰＣ、ＡＰＵの段は、１つまたはいくつかの並列永久磁石しか含まない。しかしながら、１つの単一大型磁石を製造するよりも、４つの側部を有する３つの多面体永久磁石を製造すること、および、それら３つの多面体永久磁石を互いに組み付けることは、技術的により容易で、かつ、より費用効率が高いため、いくつかの磁石を有するこの変形のほうがよい場合がある。事実上、小さい部品を磁化することはより簡易で、これらの部品において達成される磁場はより強力かつより均質であり、それによって、一方では、製造費を低減することができ、他方では、対応する空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０における磁場の均質性および強度を改良することができる。
【００６６】
図１〜１２および１５の全てによって図示される磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９は、図１３において概略的に表される１つとしての熱装置ＡＴに組み込まれること、および、少なくとも１つの磁気熱量素子ＥＭを含むことを対象とする。この磁気熱量素子ＥＭは、１つまたはいくつかの磁気熱量材料から作ることが可能であり、空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０の内外の前記磁気熱量素子ＥＭの位置に従った２つの対向する方向に交互に循環する熱伝導流体を横断するまたは当該熱伝導流体と接触する。熱伝導流体を循環するための手段は表されていない。
【００６７】
表された磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９は、少なくとも２つの直径方向に相対する空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０を含む。当該空隙によって、少なくとも２つの磁気熱量素子ＥＭに磁場を受けさせることも可能になり、従って、前記磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９を含むこのような熱装置ＡＴの効率を上げながらも、コンパクトさおよび寸法の低減を維持することができる。
【００６８】
磁気熱量素子ＥＭおよび磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９は、好ましくは、互いに対する相対運動を行うように取り付け、それによって、前記磁気熱量素子ＥＭは空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０を交互に出入りすることができる。この位置変更は、連続的なもしくは一連の回転によって、または、磁場発生器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９に対して磁気熱量素子ＥＭを保持する円盤の前記磁気熱量素子ＥＭに対する前記磁場発生器の、もしくはその逆の往復回転運動によって達成可能である。
【００６９】
本発明は、有利には、残留磁気（磁気誘導）が０．８〜１．４テスラである永久磁石の使用によって、各空隙Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０における約１テスラの高い磁場を達成することを可能にする。これは、空隙が、周知の磁場発生器における狭い空隙と違って幅広であり、かつ、特に、少なくとも、永久磁石の段のうちの１つの高さの約３分の１に対応する高さを有するだけになおさら驚くべきことである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
この説明は、本発明が、定義された目標に到達することを可能にすること、すなわち、生産が構造的に簡易であり、費用効率が高くコンパクトである磁場発生器を提供し、それによって、回転構成を有する磁気熱量効果型熱装置ＡＴにおける約１テスラの強力かつ均一な磁場を達成可能にすることを、明確に示している。このような磁場発生器が、競争力のある価格でかつ低減した空間要件によって、加熱、空調、テンパーリング、冷却又はその他の技術分野における動作を対象とした磁気熱量効果型熱装置ＡＴに組み込まれる場合、当該磁場発生器に対して、特に、産業向けおよび家庭向けの応用を見いだすことができる。
【００７１】
本発明は、説明した実施形態の例に制限されず、添付の特許請求の範囲において定義される保護範囲から逸脱しない程度に、当業者にとって明らかないずれの改良および変形も含むものである。
【図１】
0006260621.tif 000002
【図２】
0006260621.tif 000003
【図３】
0006260621.tif 000004
【図４】
0006260621.tif 000005
【図５】
0006260621.tif 000006
【図６】
0006260621.tif 000007
【図７】
0006260621.tif 000008
【図８】
0006260621.tif 000009
【図９】
0006260621.tif 000010
【図１０】
0006260621.tif 000011
【図１１】
0006260621.tif 000012
【図１２】
0006260621.tif 000013
【図１３】
0006260621.tif 000014
【図１４Ａ】
0006260621.tif 000015
【図１４Ｂ】
0006260621.tif 000016
【図１４Ｃ】
0006260621.tif 000017
【図１４Ｄ】
0006260621.tif 000018
【図１４Ｅ】
0006260621.tif 000019
【図１５】
0006260621.tif 000020