熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱裝置，其包括在其中產(chǎn)生熱能的裝置芯且包括稱(chēng)為初級(jí)流體的載熱流體在其中循環(huán)的至少一個(gè)初級(jí)回路，所述初級(jí)回路通過(guò)傳動(dòng)設(shè)備以往復(fù)運(yùn)動(dòng)在裝置中移動(dòng)，以及初級(jí)流體與在次級(jí)回路中單向地循環(huán)的次級(jí)流體的至少一個(gè)熱交換接口。
【背景技術(shù)】
[0002]熱裝置必須能夠與外部應(yīng)用交換其產(chǎn)生的熱能。此類(lèi)交換一般地用優(yōu)選地為了執(zhí)行最佳熱交換而設(shè)計(jì)的熱交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其初級(jí)流體、亦即傳送由熱裝置產(chǎn)生的熱能的載熱流體以往復(fù)或交替運(yùn)動(dòng)移動(dòng)的熱裝置的情況下，初級(jí)流體與外部應(yīng)用的流體或次級(jí)流體之間的熱交換的效率由于初級(jí)流體的流動(dòng)方向的改變而有問(wèn)題，其導(dǎo)致有時(shí)逆流且有時(shí)并流的熱交換，并且因此并不是最佳的。
[0003]出于本發(fā)明的目的，往復(fù)或交替移動(dòng)對(duì)應(yīng)于具有流動(dòng)方向的規(guī)則變化、亦即具有往復(fù)的移動(dòng)。特別是在其中初級(jí)流體通過(guò)磁致熱材料以往復(fù)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)從而建立熱梯度的磁致熱熱裝置中的情況下正是如此。
[0004]這些熱裝置使用某些材料的磁致熱效應(yīng)(EMC)，這在于在其經(jīng)受磁場(chǎng)時(shí)的其溫度變化。在此類(lèi)裝置中，使磁致熱材料經(jīng)受接連的磁化和去磁階段，并且用初級(jí)載熱流體來(lái)執(zhí)行熱交換以實(shí)現(xiàn)在這些材料中可能的最寬溫度變化(溫度梯度)。出于該目的，使初級(jí)流體的循環(huán)交替，并且此初級(jí)流體在通過(guò)磁致熱材料的通道或孔隙中循環(huán)。磁致熱循環(huán)包括磁化階段和去磁階段，其在每個(gè)階段處可用的能量方面進(jìn)行轉(zhuǎn)換。重復(fù)此循環(huán)直到幾赫茲的頻率。在這些磁性階段期間，初級(jí)流體流過(guò)材料，并且將在所謂的磁化階段期間在接觸材料時(shí)加熱，并且在所謂的去磁階段期間在接觸材料時(shí)冷卻。
[0005]因此，在使用往復(fù)初級(jí)流的熱裝置中，與次級(jí)流體的熱交換在很大程度上取決于流動(dòng)方向改變的頻率以及初級(jí)流體的溫度。在其中移動(dòng)的載熱流體與已經(jīng)歷加熱的磁致熱材料或與已經(jīng)歷冷卻的磁致熱材料執(zhí)行熱交換的磁致熱熱裝置中，此現(xiàn)象被放大。由于初級(jí)流體來(lái)回移動(dòng)，所以在(一個(gè)或多個(gè))交換器中對(duì)其溫度求平均，這不可避免地導(dǎo)致熱裝置的效率降低。
[0006]此外，當(dāng)初級(jí)流體的磁化和流動(dòng)方向的改變頻率增加時(shí)，可能由磁致熱熱裝置提供的熱能(例如:冷卻)也增加?，F(xiàn)在，因?yàn)榻粨Q時(shí)間減小，此頻率增加對(duì)初級(jí)流體與次級(jí)流體之間的熱交換具有負(fù)面影響。這導(dǎo)致熱裝置的效率的減小。
[0007]因此，為了利用熱裝置的功率，必須具有改善、優(yōu)化并且盡可能長(zhǎng)且恒定的初級(jí)回路與次級(jí)回路之間的熱交換特性。如所解釋的，控制熱裝置的初級(jí)回路與次級(jí)回路的熱交換在使用初級(jí)流體的一系列往復(fù)且間斷的移動(dòng)的初級(jí)回路的情況下是有問(wèn)題的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在通過(guò)借助于被實(shí)現(xiàn)為使得初級(jí)流體與(一個(gè)或多個(gè))外部應(yīng)用之間的熱能傳遞被優(yōu)化的熱裝置來(lái)為上述問(wèn)題提供解決方案而補(bǔ)救這些缺點(diǎn)。
[0009]為此，本發(fā)明涉及一種在前導(dǎo)中描述的種類(lèi)的熱裝置，其特征在于所述初級(jí)回路在位于所述熱裝置芯的出口處的劃分點(diǎn)處被劃分成多個(gè)單向初級(jí)回路，使得在初級(jí)流體的每次流動(dòng)方向改變時(shí)，初級(jí)流體在單向初級(jí)回路的一個(gè)部分中或者在另一相應(yīng)部分中移動(dòng)，在于單向初級(jí)回路的每個(gè)部分由兩個(gè)劃分點(diǎn)界定，并且在于所述接口被布置在兩個(gè)劃分點(diǎn)之間，并且包括其中初級(jí)流體和次級(jí)流體相對(duì)于彼此單向地且逆流地流動(dòng)的至少一個(gè)熱交換區(qū)。
[0010]提供其中流體必須執(zhí)行熱交換、亦即初級(jí)流體和次級(jí)流體在兩個(gè)相反方向上或逆流移動(dòng)的熱交換區(qū)允許在所述交換區(qū)中實(shí)現(xiàn)更好的能量傳遞，并且因此使得初級(jí)和次級(jí)流體的溫度更好地會(huì)聚。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，可以將所述傳動(dòng)設(shè)備集成在其中流體交替地在兩個(gè)相反方向上移動(dòng)的所述初級(jí)回路的區(qū)段中。
[0012]為此，可以將所述傳動(dòng)設(shè)備集成在所述熱裝置的芯中。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述初級(jí)回路可以包括單向初級(jí)回路部分，其裝有控制初級(jí)流體的流動(dòng)方向的設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)定參數(shù)成強(qiáng)制所述初級(jí)流體在這些部分中單向流動(dòng)。
[0014]此設(shè)定參數(shù)可以由止回閥類(lèi)型的控制設(shè)備或者由執(zhí)行相同功能(亦即僅在一個(gè)方向上讓流體通過(guò))的任何其它類(lèi)似設(shè)備(例如被以電或用壓力差來(lái)控制的液壓閥)實(shí)現(xiàn)。
[0015]所述接口的交換區(qū)中的至少一個(gè)有利地包括所述單向初級(jí)回路部分中的至少一個(gè)。根據(jù)存在于接口的交換區(qū)中的單向初級(jí)回路部分的數(shù)目，因此有利地可以對(duì)可能要交換的熱能的量進(jìn)行模塊化。
[0016]所述初級(jí)回路這樣可以?xún)?yōu)選地被劃分成至少兩個(gè)單向初級(jí)回路部分。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，可以將所述單向初級(jí)回路部分中的每一個(gè)至少部分地集成在熱交換區(qū)中。
[0018]作為變體，所述單向初級(jí)回路部分中的至少一個(gè)可能至少部分地未被集成在熱交換區(qū)中。
[0019]此外，根據(jù)變體，所述熱交換區(qū)可以包括至少一個(gè)公共單向初級(jí)回路部分，所述單向初級(jí)回路的多個(gè)部分在其中會(huì)合。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述交換接口可以包括同一次級(jí)回路的多個(gè)部分。
[0021 ] 作為變體，所述交換接口可以包括多個(gè)次級(jí)回路的部分。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的熱裝置可以包括多個(gè)初級(jí)回路，并且所述熱交換區(qū)可以包括單向初級(jí)回路的公共部分的至少一部分，所述初級(jí)回路的初級(jí)流體在其中會(huì)合。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的熱裝置此外可以包括所述初級(jí)流體貫穿通過(guò)其中且形成所述裝置的芯的磁致熱元件，以及被置于運(yùn)動(dòng)中以使所述磁致熱元件交替地經(jīng)受磁場(chǎng)變化并交替地在所述磁致熱元件中建立加熱階段和冷卻階段的磁性布置。
[0024]所述劃分點(diǎn)可以?xún)?yōu)選地位于所述磁致熱元件的初級(jí)流體出口區(qū)域處。
【附圖說(shuō)明】
[0025]在參考附圖作為非限制性示例給出的多個(gè)實(shí)施例變體的以下描述中將更好地揭示本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在所述附圖中:
[0026]一圖1是根據(jù)第一實(shí)施例變體的熱裝置的示意圖，
[0027]—圖2是根據(jù)第二實(shí)施例變體的熱裝置的示意圖，
[0028]一圖3是根據(jù)第三實(shí)施例變體的熱裝置的示意圖，
[0029]一圖4是根據(jù)第四實(shí)施例變體的熱裝置的示意圖，
[0030]一圖5是根據(jù)第五實(shí)施例變體的熱裝置的示意圖，
[0031]一圖6是根據(jù)第六實(shí)施例變體的熱裝置的冷側(cè)的示意圖，
[0032]一圖7是根據(jù)第七實(shí)施例變體的熱裝置的冷側(cè)的示意圖，以及
[0033]一圖8是根據(jù)第八實(shí)施例變體的熱裝置的冷側(cè)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]在所述實(shí)施例示例中，相同的元件或部分具有相同的參考標(biāo)號(hào)。
[0035]本發(fā)明不限于特定類(lèi)型的熱裝置。其涉及包括根據(jù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)、意圖傳送裝置的熱能并通過(guò)熱交換將其傳遞至稱(chēng)為次級(jí)流體的另一載熱流體的載熱流體或初級(jí)流體的任何熱裝置，所述次級(jí)流體的移動(dòng)是單向的。初級(jí)流體和次級(jí)流體優(yōu)選地是液體。此外，次級(jí)流體優(yōu)選地通過(guò)栗或通過(guò)任何類(lèi)似設(shè)備以連續(xù)方式移動(dòng)。
[0036]所表示的熱裝置1、10、20、30、40、50、60、70 包括標(biāo)記為 G1、G10、G20、G30、G40、G50、G60、
G7q的裝置芯，其包括一個(gè)或多個(gè)初級(jí)回路P 1、PlO、PlCT、?20'> P30'' P40、P50、P 50' ' ΡδΟ' ?60' ' P 70 ?為初級(jí)流體的載熱流體以交替或雙向運(yùn)動(dòng)在其中循環(huán)。在裝置的芯G1、G10、G20、G30、G40、G50、G6。、G7。中產(chǎn)生熱能。初級(jí)流體在初級(jí)回路P
1、P10、P10，、P20、P30、P40、P50、P50，、卩60、卩60，、P70 中在兩個(gè)相反流動(dòng)方向上執(zhí)行恒定的往復(fù)移動(dòng)。此往復(fù)移動(dòng)可以例如通過(guò)形成初級(jí)流體的傳動(dòng)設(shè)備5的雙作用氣缸的活塞而獲得。當(dāng)然，可使用能夠使初級(jí)流體移動(dòng)的任何其它裝置，諸如薄膜。此外，可以由操作設(shè)備來(lái)控制活塞或類(lèi)似物的移動(dòng)，該操作設(shè)備可以是凸輪、磁性設(shè)備、線性馬達(dá)或能夠使所述活塞來(lái)回移動(dòng)的任何等效裝置。優(yōu)選地，并且如附