(57)【要約】  本発明は、互いに対向して取り付けられ、直列であり、平行であり、少なくとも２つの空隙（４２、４３）を画定する、同一の第１の磁化構造体（２）及び第２の磁化構造体（３）を備える磁界発生器（１）であって、各磁化構造体（２）は、直径方向に対向するとともに強磁性中心部分（６）の両側に配置される、構造的に同一の第１の磁化アセンブリ（４）及び第２の磁化アセンブリ（５）を含み、各磁化アセンブリ（４、５）は、多角形の均一に磁化される中央磁石（７、１４）を含み、均一に磁化される磁気ベルト（１３、２０）によって側面が囲まれ、当該発生器（１）が発生させる磁束が上記空隙（４２、４３）を通して集中する１つの単一のループを形成する、磁界発生器に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気熱量による熱器具の磁界発生器（１、２１、２７、５４、５５）であって、互いに対向して取り付けられ、平行であり、少なくとも２つの直径方向に対向する空隙（４２、４３、４９、５０、５１、５２）を画定するように配置されている第１の磁化構造体（２、２２、２８）及び第２の磁化構造体（３、２３、２９）を備え、各磁化構造体（２、２２、２８、３、２３、２９）は、直径方向に対向し、強磁性中心部分（６、５６）の両側に配置される、構造的に同一の第１の磁化アセンブリ（４、２４、３０）及び第２の磁化アセンブリ（５、２５、３１）を含み、各第１の磁化アセンブリ（４、２４、３０）及び第２の磁化アセンブリ（５、２５、３１）は、互いに平行である前記空隙の側の能動面（８、４５、１５、４７）及び受動面（９、４６、１６、４８）を含むとともに少なくとも４辺を有する、多角形の均一に磁化される第１の中央磁石（７、３２、５７）及び第２の中央磁石（１４、３３、５８）を含み、各中央磁石（７、３２、１４、３３）の磁気誘導ベクトルはその能動面（８、４５、１５、４７）及び受動面（９、４６、１６、４８）に対して垂直であり、各中央磁石（７、３２、５７、１４、３３、５８）の側面（１０）と称される前記他の面は、四角形であり、前記能動面（８、４５、１５、４７）及び前記受動面（９、４６、１６、４８）に対して垂直であるとともに、均一に磁化される磁気ベルト（１３、２０）の内面（１１、１８）と称される面に接触し、磁気ベルト（１３、２０）は、各中央磁石（７、１４）を囲むとともに前記内面（１１、１８）に対して平行な外面（１２、１９）を有し、各磁気ベルト（１３、２０）における前記磁気誘導ベクトルはその内面（１１、１８）に対して垂直であり、前記第１の磁化アセンブリ（４、２４、３０）及び前記第２の磁化アセンブリ（５、２５、３１）は、全ての対応する磁気ベルト（１３、２０）によって前記強磁性部分（６、５６）に接続され、
前記第１の磁化構造体（２、２２、２８）及び前記第２の磁化構造体（３、２３、２９）は同一であり、該第１の磁化構造体（２、２２、２８）の前記第１の中央磁石（７、３２、５７）の前記能動面（８、４５）が該第２の磁化構造体（３、２３、２９）の前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）の前記能動面（１５、４７）に対向するとともに、該第１の磁化構造体（２、２２、２８）の前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）の前記能動面（１５、４７）が該第２の磁化構造体（３、２３、２９）の前記第１の中央磁石（７、３２、５７）の前記能動面（８、４５）に対向するように配置されること、前記第１の中央磁石（７、３２、５７）の前記磁気誘導ベクトルがその能動面（８、４５）に向かう向きであり、前記第１の中央磁石（７、３２、５７）を囲む前記磁気ベルト（１３）における前記磁気誘導ベクトルがその内面（１１）に向かって方向付けられること、前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）の前記磁気誘導ベクトルがその受動面（１６、４８）に向かう向きであり、前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）を囲む前記磁気ベルト（２０）における前記磁気誘導ベクトルがその外面（１９）に向かって方向付けられること、並びに、該磁界発生器（１、２１、２７、５５、５４）が発生させる磁束が１つの単一のループを形成し、前記第１の磁化構造体（２、２２、２８）では前記第２の磁化アセンブリ（５、２５、３１）から前記第１の磁化アセンブリ（４、２４、３０）に、前記第２の磁化構造体（３、２３、２９）では前記第２の磁化アセンブリ（５、２５、３１）から前記第１の磁化アセンブリ（４、２４、３０）に、また２つの前記磁化構造体（２、２２、２８；３、２３、２９）間では、前記空隙（４２、４３、４９、５０、５１、５２）を通って、前記第１の磁化構造体（２、２２、２８）の前記第１の中央磁石（７、３２、５７）の前記能動面（８、４５）から前記第２の磁化構造体（３、２３、２９）の前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）の前記能動面（１５、４７）に、また前記第２の磁化構造体（３、２３、２９）の前記第１の中央磁石（７、３２、５７）の前記能動面（８、４５）から前記第１の磁化構造体（２、２２、２８）の前記第２の中央磁石（１４、３３、５８）の前記能動面（１５、４７）に循環することを特徴とする、磁界発生器。
【請求項２】
強磁性材料から作られる磁気集中片（２６）が各中央磁石（７、１４）の前記能動面（８）を覆い、前記磁気ベルト（１３、２０）によって囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項３】
各中央磁石（５７、５８）は、２つの永久磁石（６０）の間に配置される強磁性材料から作られる磁気集中片（５９）を含み、全体が前記磁気ベルト（１３、２０）によって囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項４】
前記第１の永久磁石（３２）及び前記第２の永久磁石（３３）は複数の永久磁石（３４）から作られることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項５】
前記第１の磁化構造体（２２）及び前記第２の磁化構造体（２３）は、強磁性材料から作られる支持体を形成するフレーム（３５）内にそれぞれ取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項６】
前記第１の磁化構造体（２）及び前記第２の磁化構造体（３）は、非磁性材料から作られる支持体を形成するフレーム（３６）内にそれぞれ取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項７】
発生器は、前記第１の磁化構造体（２、２２）及び前記第２の磁化構造体（３、２３）の前記第１の中央磁石（７）と前記第２の中央磁石（１４）との間にそれぞれ配置される、２つの多角形の均一に磁化される中央磁石（３８、３９）を含む第３の磁化構造体（３７）を含み、該第３の磁化構造体（３７）の前記中央磁石（３８、３９）は、互いに対して、並びに前記第１の中央磁石（７）及び前記第２の中央磁石（１４）の前記能動面（８、１５）に対して平行な第１の能動面（４０）及び第２の能動面（４１）を含むこと、前記第３の磁化構造体（３７）の前記中央磁石（３８、３９）のそれぞれの前記磁気誘導ベクトルは、中央磁石（３８、３９）が間に配置される前記第１の中央磁石（７）及び前記第２の中央磁石（１４）の前記誘導ベクトルと同じ向き及び同じ方向を有すること、並びに、前記中央磁石は、２つずつ重ねられるとともに２つずつ直径方向に対向する４つの空隙（４９、５０、５１、５２）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【請求項８】
前記磁気ベルト（１３、２０）は、複数の多角形の永久磁石から作られることを特徴とする、請求項１に記載の発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気熱量による熱器具の磁界発生器であって、互いに対向して取り付けられ、平行であり、少なくとも２つの直径方向に対向する空隙を画定するように配置されている第１の磁化構造体及び第２の磁化構造体を備え、各磁化構造体は、直径方向に対向し、強磁性中心部分の両側に配置される、構造的に同一の第１の磁化アセンブリ及び第２の磁化アセンブリを含み、各第１の磁化アセンブリ及び第２の磁化アセンブリは、互いに平行であるとともに少なくとも４辺を有する、空隙の側の能動面及び受動面を含む、多角形の均一に磁化される第１の中央磁石及び第２の中央磁石を含み、各中央磁石の磁気誘導ベクトルはその能動面及び受動面に対して垂直であり、各中央磁石の側面と称される上記他の面は、四角形であり、上記能動面及び上記受動面に対して垂直であるとともに、均一に磁化される磁気ベルトの内面と称される面に接触し、磁気ベルトは、各中央磁石を囲むとともに上記内面に対して平行な外面を有し、各磁気ベルトにおける磁気誘導ベクトルはその内面に対して垂直であり、上記第１の磁化アセンブリ及び上記第２の磁化アセンブリは、全ての対応する磁気ベルトによって上記強磁性部分に接続される、磁界発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲温度における磁気冷凍技術が２０年以上にわたり知られており、エコロジー及び持続可能な発展の点でのその利点が広く認められている。その有用な発熱出力及びその熱的性能の点でのその限界も良く知られている。その結果、この分野において行われている全ての研究は、磁界の強度、磁気熱量材料の性能、伝熱流体と磁気熱量材料との間の熱交換表面、熱交換器の性能等の種々のパラメーターを調整することによって磁気熱量による熱器具の性能を改良しようとする傾向にある。
【０００３】
これらの器具では、少なくとも１つの空隙において均一で強力な磁界を発生させることが必須であり、この場合、磁気熱量材料から作られる少なくとも１つの要素が配置されて取り出される。磁界が大きいほど、磁気熱量材料から作られる要素の磁気熱量効果が強くなり、これが、熱出力の増大、したがって磁気熱量による熱器具の効率の増大につながる。
【０００４】
その上、特定の分野においては、熱器具のコンパクトさが必須であり、磁気システムが磁気熱量材料（複数の場合もあり）に対して相対移動する回転構成又は構造につながる。そのような回転構成は、用いられる体積比あたり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、特に用いられる磁気熱量材料の量に依存するため、そのような配置は実際に非常に有利である。
【０００５】
公開されている特許文献１及び特許文献２は、請求項１のプリアンブルに規定されているような磁界発生器であって、特に２つの直径方向に対向する空隙を含み、磁束が同じ方向に循環するが、２つの個別の磁気ループに属し、磁気ループの戻りは、発生器の回転軸に相当する、当該発生器の中心軸を通して生じる、磁界発生器を記載している。
【０００６】
この場合、透磁材料から作られるこの中心軸は十分に厚くなければならず、したがって磁気飽和を生じることなく２つの磁気ループの磁気誘導束の伝導を可能にするほど十分な材料を示さなければならない。この発生器のタイプはしたがって、その高重量にある大きな欠点を有し、これは一方では発生器の取扱いを難しくし、他方では、発生器が一体化される磁気熱量による熱器具の重量をそれに従って増大させる。
【０００７】
このために、現在では、回転器具に取り付けることができるとともに少なくとも１テスラの磁界を発生させることが可能である、サイズが低下し、重量が限られ、製造コストが低い磁気発生器はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００５／０７４６０８号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００４６５３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、磁気熱量による熱器具に一体化されることが意図される磁界発生器を提案することによってこれらの欠点を克服することを目的とする。この磁界発生器は、少なくとも２つの空隙において強力かつ均一な磁界を形成することが可能であり、各空隙は、互いに対向する２つの中央磁石によって境界を定められている。その上、本発明による磁界発生器はまた、作製が容易であり、組み立てが容易であり、簡単な幾何学的形状を有し、したがって製造コストが低い構成要素を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その目的のために、本発明は、磁気熱量による熱器具の磁界発生器であって、第１の磁化構造体及び第２の磁化構造体が同一であり、第１の磁化構造体の第１の中央磁石の能動面が第２の磁化構造体の第２の中央磁石の能動面に対向するとともに、第１の磁化構造体の第２の中央磁石の能動面が第２の磁化構造体の第１の中央磁石の能動面に対向するように配置されること、上記第１の中央磁石の磁気誘導ベクトルがその能動面に向かう向きであり、上記第１の中央磁石を囲む磁気ベルトにおける磁気誘導ベクトルがその内面に向かって方向付けられること、上記第２の中央磁石の磁気誘導ベクトルがその受動面に向かう向きであり、上記第２の中央磁石を囲む磁気ベルトにおける磁気誘導ベクトルがその外面に向かって方向付けられること、並びに、当該磁界発生器が発生させる磁束が１つの単一のループを形成し、第１の磁化構造体では第２の磁化アセンブリから第１の磁化アセンブリに、第２の磁化構造体では第２の磁化アセンブリから第１の磁化アセンブリに、また２つの磁化構造体間では、上記空隙を通って、第１の磁化構造体の第１の中央磁石の能動面から第２の磁化構造体の第２の中央磁石の能動面に、また第２の磁化構造体の第１の中央磁石の能動面から第１の磁化構造体の第２の中央磁石の能動面に循環することを特徴とする、磁界発生器に関する。
【００１１】
本発明によると、強磁性材料から作られる磁気集中片を、各中央磁石の能動面に重ね、上記磁気ベルトによって囲むことができる。
【００１２】
その上、各中央磁石は、２つの永久磁石の間に配置される強磁性材料から作られる磁気集中片を含むことができ、全体が上記磁気ベルトによって囲まれる。
【００１３】
第１の中央磁石及び第２の中央磁石は複数の永久磁石から作ることができる。
【００１４】
上記第１の磁化構造体及び上記第２の磁化構造体は、強磁性材料から作られる支持体を形成するフレーム内にそれぞれ取り付けることができる。
【００１５】
変形形態として、上記第１の磁化構造体及び上記第２の磁化構造体は、非磁性材料から作られる支持体を形成するフレーム内にそれぞれ取り付けることができる。
【００１６】
本発明による発生器は、上記第１の磁化構造体及び上記第２の磁化構造体の第１の中央磁石と第２の中央磁石との間にそれぞれ配置される、２つの多角形の均一に磁化される中央磁石を含む第３の磁化構造体も含むことができ、当該第３の磁化構造体の上記中央磁石は、互いに対して、並びに第１の中央磁石及び第２の中央磁石の能動面に対して平行な第１の能動面及び第２の能動面を含み、上記第３の磁化構造体の上記中央磁石のそれぞれの磁気誘導ベクトルは、中央磁石が間に配置される第１の中央磁石及び第２の中央磁石の誘導ベクトルと同じ向き及び同じ方向を有することができ、中央磁石は、２つずつ重ねられるとともに２つずつ直径方向に対向する４つの空隙を形成することができる。
【００１７】
本発明によると、磁気ベルトは複数の多角形の永久磁石から作ることができる。
【００１８】
本発明による磁界発生器の空隙内に位置決めされることになっている磁気熱量要素は、伝熱流体と接触することが意図される。この伝熱流体は、磁気熱量材料又は要素が（空隙内に位置決めされているときに）それらの温度上昇を受ける段階に相当する磁気サイクルの第１の段階中には、それらの低温端からそれらの高温端に向かって循環し、磁気熱量材料又は要素が（空隙の外に位置決めされているときに）それらの温度低下を受ける磁気サイクルの第２の段階中には、それらの高温端からそれらの低温端に向かって循環する。伝熱流体と磁気熱量要素との熱接触を、磁気熱量材料に沿って又は磁気熱量材料を通して通過する伝熱流体によって達成することができる。そのために、磁気熱量要素は、１つ又は複数の磁気熱量材料から作ることができ、伝熱流体を通すことができる。磁気熱量要素は、磁気熱量材料の２つの端間に延びる、流体の循環通路も含むことができる。これらの通路は、磁気熱量材料の多孔性、又は磁気熱量材料から作られる一組のプレートを用いて機械加工されるか若しくは得られるチャネルによって達成することができる。
【００１９】
伝熱流体は好ましくは液体である。そのために、例えば、純水、又は不凍剤、グリコール酸生成物若しくは塩水を含む水を用いることが可能である。
【００２０】
本発明及びその利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる以下の実施形態の説明においてより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による磁界発生器の斜視図である。
【図２】支持体を形成するフレーム内に取り付けられている図１の磁界発生器の磁化構造体を示す図である。
【図３】図１の発生器の縦断面図であり、磁界線が示されている。
【図４】本発明による磁界発生器の第１の変形実施形態の斜視図である。
【図５】本発明による磁界発生器の第２の変形実施形態の斜視図である。
【図６】本発明による磁界発生器の第３の変形実施形態の斜視図である。
【図７Ａ】支持体を形成するフレーム内に取り付けられている図６の磁界発生器の磁化構造体の簡略化された斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの平面Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図８】本発明による磁界発生器の第４の変形実施形態の斜視図である。
【図９】図７Ｂの図と同様の図による別の変形実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図示の実施形態では、同一の片又は部分は同じ参照符号を有する。
【００２３】
図１は、本発明による磁界発生器１の第１の実施形態である。この磁界発生器１は、同一であり、平行であり、直列に取り付けられており、かつ、互いに対向して配置され、間に２つの直径方向に対向する空隙４２、４３の境界を定める第１の磁化構造体２及び第２の磁化構造体３を含む。各磁化構造体２、３は、第１の磁化アセンブリ４及び第２の磁化アセンブリ５を含む。２つの磁化構造体２及び３は、平面Ｐの両側において互いに対して平行に配置されるため、第１の磁化構造体２の第１の磁化アセンブリ４は第２の磁化構造体３の第２の磁化アセンブリ５に対向し、第１の磁化構造体２の第２の磁化アセンブリ５は第２の磁化構造体３の第１の磁化アセンブリ４に対向する。各磁化構造体２、３の磁化アセンブリ４、５は強磁性部分又は要素６によって一緒に接続される。
【００２４】
磁界発生器１を形成する２つの磁化構造体２、３が同一であることは、本発明による上記発生器を作製する製造コストを最適化するための要件を満たす。このことは、実際に、その作製に必要な部品の数を減らすことを可能にし、したがって、その組み立て、部品の参照及び在庫の管理を容易にすることを可能にする。
【００２５】
図１に示されている例では、各磁化アセンブリ４、５は均一に磁化され、中央磁石７、１４をそれぞれ含み、その誘導ベクトルは平面Ｐに対して垂直である。磁化構造体２、３において、第１の磁化アセンブリ４の第１の中央磁石７の誘導ベクトルの方向は、第２の磁化アセンブリ５の第２の中央磁石１４の磁気誘導ベクトルの方向に対して逆になる。中央磁石７、１４の形状は、示されている形状とは異なってもよく、中央磁石７、１４の磁界を受ける磁気熱量材料の形状又は体積に適合される。
【００２６】
そのために、図１の下側セクションに示されている図１の発生器の第１の磁化構造体２を考慮すると、第１の磁化アセンブリ４の第１の中央磁石７は、平面Ｐに向かって位置付けられる空隙４２、４３の側に能動面８を有し、そこから磁気誘導束が出る。同様に、この第１の磁化構造体２の第２の磁化アセンブリ５の第２の中央磁石１４は、平面Ｐに向かって位置付けられる空隙４２、４３の側に能動面１５を有し、そこに磁気誘導束が入る。加えて、能動面８及び１５は同じ平面内に位置付けられる。第１の中央磁石７に存在する磁気誘導ベクトルは、平面Ｐに向かって方向付けられ、一方で、第２の中央磁石１４に存在する誘導ベクトルの方向は平面Ｐとは逆であり、これらの２つのベクトルは平面Ｐに対して垂直である。第１の中央磁石７及び第２の中央磁石１４は、十角形の永久磁石から作られ、その能動面８、１５及び受動面９、１６は互いに対して平行である。側面１０、１７と称される他の面は全て矩形であり、それぞれの能動面８、１５及び受動面９、１６に対して垂直である。当然ながら、第１の中央磁石７及び第２の中央磁石１４は、例えば角柱又は平行四辺形等の別の形状を有することができる。
【００２７】
中央磁石７、１４は、複数の永久磁石又は永久磁石プレートから作られる磁気ベルト１３、２０によって側面が囲まれる。そのため、中央磁石７、１４の各側面１０、１７は、磁気ベルト１３、２０の内面１１、１８と称される側面に接触する。この内面１１、１８は、上記磁気ベルト１３、２０を形成する永久磁石の内面に相当する。各磁気ベルト１３、２０を形成する永久磁石は６面体であり、その内面１１、１８は、上記磁気ベルト１３、２０の外面を形成するそれらの外面１２、１９に対して平行である。当然ながら、磁気ベルト１３、２０を形成する永久磁石について任意の他の形状を考慮することができる。磁気ベルト１３、２０における磁気誘導ベクトルは、任意の地点において、中央磁石７、１４の側面に対して垂直である。第１の磁化アセンブリ４においては、磁気ベルト１３の磁気誘導ベクトルは第１の中央磁石７に向かう向きであり、一方で、第２の磁化アセンブリ５においては、磁気ベルト２０の磁気誘導ベクトルは反対方向の向きであり、すなわち、第２の中央磁石１４から離れるように、すなわち第２の中央磁石１４とは反対に移動する。磁気ベルト１３、２０、特に磁気ベルト１３、２０の誘導ベクトルの向きのおかげで、中央磁石７、１４の磁界が強化され、強磁性部分６を通る磁束線の循環が容易になる。
【００２８】
第１の磁化アセンブリ４及び第２の磁化アセンブリ５は、鉄等の強磁性材料から作られる部分６を通して接続される。磁化構造体２において、この部分は、第２の磁化アセンブリ５から出る磁束線を第１の磁化アセンブリ４に向かって誘導することが可能である。そのために、磁気ベルト１３、２０を形成する永久磁石が、第１の中央磁石７と強磁性部分６との間、及び第２の中央磁石１４と強磁性部分６との間にそれぞれ取り付けられる。
【００２９】
（図１の上側セクションに示されている）第２の磁化構造体３は、第１の磁化構造体２と同一である。第２の磁化構造体３は、平面Ｐに対して、第１の中央磁石７及び第２の中央磁石１４の能動面８及び１５が平面Ｐに対向するとともに平行であるように配置され、それによって、第１の磁化構造体２の第１の磁化アセンブリ４が第２の磁化構造体３の第２の磁化アセンブリ５に対向し、一方で、第１の磁化構造体２の第２の磁化アセンブリ５が第２の磁化構造体３の第１の磁化アセンブリ４に対向する。このように、互いに対向するとともに平面Ｐの両側に配置される２つの中央磁石７、１４は、同じ方向及び同じ向きを有する誘導ベクトルを有し、空隙４２、４３の境界をそれぞれ定める。したがって、本発明による磁界発生器１は２つの空隙４２、４３を有する。第１の空隙４２は、図１の左側に位置付けられ、第１の磁化構造体２の第１の磁化アセンブリ４と第２の磁化構造体３の第２の磁化アセンブリ５との間の自由な容積部によって形成され、磁束線は図１の上側セクションに向かう向きである（上向き）。第２の空隙４３は、図１の右側に位置付けられ、第１の磁化構造体２の第２の磁化アセンブリ５と第２の磁化構造体３の第１の磁化アセンブリ４との間の自由な容積部によって形成され、磁束線は、図１の下側セクションに向かう向きである（下向き）。磁界発生器１は、第１の磁化構造体２と第２の磁化構造体３との間で、空隙４２、４３を通って循環する１つの単一の磁気ループを提供し、磁気ループは空隙４２、４３において集中する。理解を容易にするために、図３は、その目的で、磁界発生器１において循環する磁束線を矢印で示す。
【００３０】
図１に示されている磁界発生器１は、非磁性及び／又は強磁性材料から作られるハウジング若しくは支持体内に取り付けられるか、又はハウジング若しくは支持体によって担持することができる。
【００３１】
そのために、図２は、非磁性材料から作られるフレーム３６内に取り付けられている図１の磁界発生器１の第１の磁化構造体２を示している。このフレームは、アルミニウム、プラスチック又は任意の他の同様の材料等の非磁性材料を使用するおかげで、磁束を干渉することなく、種々の部品を互いに対して適所に保持することを可能にする。
【００３２】
図４は、第１の中央磁石３２及び第２の中央磁石３３の構造が異なる、図１の磁界発生器１の第１の変形形態を示している。この磁界発生器２１も、平面Ｐに対して互いに対向して配置されている同一の第１の磁化構造体２８及び第２の磁化構造体２９を含む。第１の中央磁石３２は、互いに組み付けられる、４辺の多面体形状を有する３つの同一の永久磁石３４を含み、その誘導ベクトルは、図１の磁界発生器１に示されている第１の中央磁石７の誘導ベクトルと同じである。同様に、第２の中央磁石３３も、互いに組み付けられる、４辺の多面体形状を有する３つの同一の永久磁石４４を含み、その誘導ベクトルは、図１の磁界発生器１に示されている第２の中央磁石１４の誘導ベクトルと同じである。１つの単一のより大きい永久磁石７、１４の代わりに複数の永久磁石３４、４４を作製することがよりコスト効率的である。その上、小さい部品の磁化はより容易であり、この部品において達成される磁界はより均質であり、このことは、一方では、中央磁石３２、３３の作製コストを低減することを可能にし、他方では、対応する空隙４２、４３における磁界の均質性を改善することを可能にする。この構成でも、中央磁石３２、３３を形成する永久磁石３４、４４の能動面４５、４７はそれらの受動面４６、４８に対して平行である。この磁界発生器２１の空隙４２及び４３は、一方では第１の磁化構造体２８の第１の中央磁石３２の永久磁石３４の能動面４５、及び第２の磁化構造体２９の第２の中央磁石３３の永久磁石４４の能動面４７によって、他方では、第１の磁化構造体２８の第２の中央磁石３３の永久磁石４４の能動面４７、及び第２の磁化構造体２９の第１の中央磁石３２の永久磁石３４の能動面４５によって境界が定められる。
【００３３】
図５は、磁界発生器の第２の変形実施形態２７を示している。この磁界発生器２７は、図２に示されているようなフレーム３６内に取り付けられている図１の磁界発生器に相当し、この場合は第３の磁化構造体３７が取り付けられている。この第３の磁化構造体３７は、２つの多角形の均一に磁化された中央磁石３８及び３９を含む。第１の中央磁石３８は第１の磁化構造体２の第１の磁化アセンブリ４と第２の磁化構造体３の第２の磁化アセンブリ５との間に取り付けられ、一方で、他方の中央磁石３９は第１の磁化構造体２の第２の磁化アセンブリ５と第２の磁化構造体３の第１の磁化アセンブリ４との間に取り付けられる。中央磁石３８、３９は、互いに対して、並びに第１の磁化構造体２及び第２の磁化構造体３の中央磁石７、１４の能動面８、１５に対して平行な２つの能動面４０及び４１を含む。一例として、中央磁石３８、３９は、１つの単一の永久磁石から、複数の永久磁石から作ることができるか、又は強磁性材料から作られる部分の各側に取り付けられる永久磁石を含む、いわゆるサンドイッチ構造を含むことができる。その上、強力な磁界を有する連続的な磁気ループを達成することを可能にするために、中央磁石３８、３９のそれぞれの磁気誘導ベクトルは、中央磁石３８、３９が間に配置される第１の中央磁石７及び第２の中央磁石１４の誘導ベクトルと同じ向き及び同じ方向を有する。
【００３４】
当然ながら、これが示されていないとしても、この第３の磁化構造体３７も非磁性フレーム又はハウジング内に取り付けることができる。このことは、限られたサイズ及び低減された重量で４つの空隙４９、５０、５１、５２を提供するという利点を有する。この実施形態においても同様に、磁界束は１つの単一の磁気ループにおいて、種々の磁化構造体２、３及び３７の間で、空隙４９、５０、５１、５２のみを通って循環する。
【００３５】
図６は、第１の磁化アセンブリ２４及び第２の磁化アセンブリ２５の構造が図１の磁界発生器１とは異なる、磁界発生器の第３の変形実施形態５５を示している。各中央磁石７、１４は、その能動面８、１５が、強磁性材料から作られる磁極片又は磁気集中片２６で覆われている。そのような磁極片２６は、磁気ベルト１３、２０、及び中央磁石７、１４からの磁束を空隙４２、４３において集中させることを可能にする。中央磁石７、１４に関して、磁極片２６の側面５３は磁気ベルト１３、２０の内面１１、１８に接触する。理解を容易にするために、磁気ベルト１３、２０の２つの永久磁石が、第１の磁化構造体２２の第１の磁化アセンブリ２４及び第２の磁化構造体２３の第２の磁化アセンブリ２５から取り外されている。
【００３６】
図６に示されている磁界発生器５５においては、中央磁石７、１４は、１つの単一の永久磁石を用いて１つの単一の部品に作製されている。しかし、永久磁石は、例えば図４の磁界発生器２１に示されているように複数の永久磁石を並置することによってこれらの中央磁石７、１４を作製するように提供することができる。
【００３７】
図６に示されている磁界発生器５５は、種々の部品を互いに対して適所に保持するために、非磁性又は強磁性材料から作られるハウジング若しくは支持体内に取り付けるか又はハウジング若しくは支持体によって担持することができる。
【００３８】
そのために、図７Ａ及び図７Ｂは、強磁性材料から作られるフレーム３５内にそれぞれ取り付けられる、図６の磁界発生器５５の磁化アセンブリ２４及び２５を示しており、強磁性部分５６は、上記フレーム３５の一体部分である。そのような構成は、他の変形実施形態の磁化アセンブリ４、５、３０、３１によっても可能である。このことは、磁気ベルト１３、２０が発生させる磁束の使用を最適化すること、及び可能性のある磁気飽和を防止することを可能にする。
【００３９】
フレーム３５の材料は、例えば鉄、又は磁束に対して透過性の任意の他の同様の材料であるものとすることができる。
【００４０】
図８は、磁界発生器の別の変形実施形態５４を示している。磁界発生器５４は、図７Ａ及び図７Ｂの磁化構造体２２、２３を用い、図５に示されている磁界発生器２７と同じように第３の磁化構造体３７を加えて一体化する。この第３の磁化構造体３７は、２つの多角形の均一に磁化される中央磁石３８及び３９を含む。この例でも同様に、中央磁石３８、３９のそれぞれの磁気誘導ベクトルは、中央磁石３８、３９が間に配置される、磁極片２６で覆われる第１の中央磁石７及び第２の中央磁石１４の誘導ベクトルと同じ向き及び同じ方向を有する。
【００４１】
図５の磁界発生器２７に関連して第３の磁化構造体３７の一体化に関して記載したものと同じ利点及び特記事項が、図８の磁界発生器５４に当てはまる。その上、第３の磁化構造体３７を提供する磁石は、一体片であるものとすることができるか、又は図４の中央磁石３２、３３に関して示されているように複数の永久磁石のアセンブリから作ることができる。
【００４２】
図９は、第１の磁化アセンブリ及び第２の磁化アセンブリの別の変形実施形態を示しており、第１の中央磁石５７及び第２の中央磁石５８は、３つの平行な層を含む、いわゆるサンドイッチ構造に従って実現される。これらの層は、２層の永久磁石６０の間に配置される強磁性材料から作られる磁極片５９から作られる中央の層を含む。各永久磁石６０は、１つの単一の永久磁石又は複数の永久磁石から作ることができる。他の変形形態に関して、そのような構成は、中央磁石５７、５８において必要とされる永久磁石の量を減らすこと、したがって、空隙に存在する磁界を低減することなく、材料に関連するコストを低減することを可能にする。
【００４３】
全ての図面によって示されている磁界発生器１、２１、２７、５５及び５４は、少なくとも１つの磁気熱量要素を含む熱器具に一体化されることが意図される。この磁気熱量要素は、１つ又は複数の磁気熱量材料から作ることができ、空隙４２、４３、４９、５０、５１、５２の内外の上記磁気熱量要素の位置に従って２つの反対の方向に交互に循環する伝熱流体によって横切られるか、又は伝熱流体と熱接触する。
【００４４】
示されている磁界発生器１、２１、２７、５５、５４は、既知の磁界発生器と比較して少なくとも２つの磁気熱量要素を磁気的に同時に活性化すること、したがって小さいサイズを依然として保ちながらも上記磁界発生器１、２１、２７、５５、５４を含む熱装置の性能を高めることも可能にする、少なくとも２つの直径方向に対向する空隙４２、４３、４９、５０、５１、５２を含む。
【００４５】
好ましくは、磁気熱量要素及び磁界発生器１、２１、２７、５５、５４は、一方に対する他方の相対移動を可能にするように取り付けられるため、上記磁気熱量要素を、空隙４２、４３、４９、５０、５１、５２の内外に交互に位置付けることができる。この位置の変更は、例えば、上記磁気熱量要素に対する磁界発生器１、２１、２７、５５、５４の連続的な回転又は往復移動によって達成することができる。
【００４６】
本発明は、有利には、中央磁石７、１４、３２、３３、３８、３９及び外側磁気ユニット１３、２０の製造のために残留磁気が１．３７テスラ〜１．４３テスラである永久磁石の使用のおかげで、各空隙４２、４３、４９、５０、５１、５２において１．１テスラを超える磁界を達成することを可能にする。さらに、特に有利には、そのような磁界の強度は、空隙４２、４３において達成することができ、空隙４２、４３の高さは、中央磁石７、３２、５７、１４、３３、５８の高さのおよそ３分の１に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本明細書は、本発明が規定した目的を達成すること、すなわち、製造が構造的に簡単であり、コスト効率的であり、コンパクトであり、かつ回転構成において少なくとも１テスラの磁界を達成することを可能にする磁界発生器を提供することを可能にすることをはっきりと示している。そのような発生器は、特に、加熱、空調、空気調節、冷却又は他の分野において、競争力のあるコスト及び低減されたスペース要件で動作することが意図される磁気熱量による熱器具に一体化される場合に、国内向けの産業にも適用することができる。
【００４８】
本発明は、記載される実施形態の例に限定されず、添付の特許請求の範囲において規定される保護範囲内にあるままで、当業者には自明である任意の変更形態及び変形形態に及ぶ。
【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５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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