磁気熱量効果による熱発生器
本発明は、隣接する少なくとも２つの磁気熱量効果素子（２）を含む少なくとも１つの熱モジュール（１’）と、冷却液の循環手段（４）に接続し、互いに流体を介して連結する分配用共通チャンバ（３）であって、隣接する前記磁気熱量効果素子（２）および２つの端部チャンバ（５、６）も同じく循環手段（７）に接続してそれぞれが前記熱モジュール（１’）の加熱端部（９）と冷却端部に位置する２つの磁気熱量効果素子（２）と流体を介して連結するチャンバと、各磁気熱量効果素子（２）が変動可能な磁場の影響を受けるように設計される磁化配列とを有する熱発生器（１）において、前記分配用共通チャンバ（３）に接続する前記循環手段（４）は、冷却液を隣接する２つの磁気熱量効果素子（２）を通して別々の循環方向に同時に動かすことを特徴とする熱発生器（１）に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液を通過させるために隣接して配列される少なくとも２つの磁気熱量効果素子を含む少なくとも１つの熱モジュールと、冷却液の循環手段に接続し、互いに流体を介して連結する分配用共通チャンバであって、隣接する前記磁気熱量効果素子および２つの端部チャンバも同じく循環手段に接続してそれぞれが前記熱モジュールの端部、すなわち加熱端部および冷却端部に位置する磁気熱量効果素子と流体を介して連結するチャンバと、各磁気熱量効果素子が変動可能な磁場の影響を受けるように設計され、各磁気熱量効果素子に加熱サイクルと冷却サイクルを交互に生成する磁化配列とを有する熱発生器であって、前記磁気熱量効果素子を通過する冷却液の循環は、磁場変動と同期化した状態の循環手段によって実現する熱発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気冷却技術は２０数年以上前から知られており、環境配慮および持続可能な開発の観点でこの技術がもたらす利点は承知している。また、この技術の発熱力および効率には限度があることも知られている。そのため、この分野に関わる研究者はこぞってこのような発熱器の性能改善に取り組み、磁力、磁気熱量効果素子の性能、冷却液と磁気熱量効果素子との間の熱交換面積、熱交換器の性能など、さまざまなパラメータを研究している。
【０００３】
磁気熱量効果材料の選択は重要であり、磁気熱量効果を有する発熱器の性能に直接影響を及ぼす。この性能を向上させる一つの対策が、この集合体の両端間の温度勾配を上げるために、キュリー温度が異なる複数の磁気熱量効果材料を結合することである。
【０００４】
図１Ａおよび１Ｂに示すような少なくとも１つの熱モジュールＭを有する熱発生器であって、隣接して一列に配置される磁気熱量効果材料ＭＣと、ピストンＰなどの冷却液の循環手段であって、磁気熱量効果材料の集合体ＭＣを通って同材料の端から端までで、磁気熱量効果材料ＭＣの冷却側Ｆと加熱側Ｃとの間を往来する動きに従って、磁場変動と同期化するように冷却液を駆動するようになっている循環手段とを有する熱発生器が知られている。図１Ａおよび１Ｂに示すように、このピストンＰは、磁気熱量効果材料ＭＣの集合体の両側に配置され、ある方向に動いたのちにその反対方向に動くのを交互に繰り返す。図１Ａおよび１Ｂは両端部にある２つのピストンを示す。
【０００５】
図１Ａおよび１Ｂからわかるように、流体は、磁気熱量効果材料が加熱サイクルに従う際の加熱端部Ｃへ向かう方向（冷却液が動く方向は点線の矢印で示している。図１Ａを参照）か、磁気熱量効果材料が冷却サイクルに従う際の冷却端部Ｆへ向かう逆方向（冷却液が動く方向は実線の矢印で示している。図１Ｂを参照）のいずれかに動く。
【０００６】
この熱モジュールＭには、温度勾配を達成するためには材料の集合体を通過させて冷却液を循環させる必要があるという欠点がある。複数の磁気熱量効果素子ＭＣを使用することにより、前記冷却液が通過する材料の長さが長くなってしまう。したがって、サイクル数（１サイクルは磁気熱量効果素子の１回の加熱と１回の冷却とするサイクル）を減らさないようにするには、冷却液の速度を上げる必要がある。ただし、速度を上げると圧力が上がることになり、これによって熱伝導損失が増して冷却液と磁気熱量効果素子との間の熱交換率が低下し、磁気熱量効果による熱発生器の熱効率の低下を招く。
【０００７】
磁気熱量効果による熱発生器の発熱力を上げるには、サイクル数を増やすという可能性があることも知られている。ただし、それによって速度が増すことになり、前述の欠点を引き起こす。
【０００８】
図１Ａおよび１Ｂに示すような熱モジュールＭを有する熱発生器では、使用する材料数が多いために、両端間に得られる温度勾配を達成するには事前にある程度長い時間作動させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、実用が容易で、熱効率が周知の熱発生器よりも改良され、磁気熱量効果材料の分量または長さが周知のものと同じ熱発生器を提案することによって、これらの欠点を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のため、本発明は前述した類の熱発生器であって、前記分配用共通チャンバに接続する前記循環手段が冷却液を隣接する２つの磁気熱量効果素子を通って別々の循環方向に同時に動かすことを特徴とする熱発生器に関する。
【００１１】
磁化配列は、隣接する前記磁気熱量効果素子が常に異なる２つのサイクルにあるように拘束し、前記共通チャンバとつながる前記循環手段は、加熱サイクルに従う磁気熱量効果素子を通って前記熱モジュールの加熱端部の方向と、冷却サイクルに従う磁気熱量効果素子を通って前記熱モジュールの冷却端部の方向とに冷却液を同時に動かすことができることが好ましい。
【００１２】
前記熱モジュールはさらに、少なくとも３つの磁気熱量効果素子を有することができ、前記共通チャンバにつながる前記循環手段は、隣接する２つの磁気熱量効果素子の方向へ交互に冷却液を動かしたのちに、その反対方向である隣接する前記熱モジュールの出口まで動かすことができ、またこの逆も行い、連続する２つの共通チャンバの２つの循環手段は冷却液を常に２つの反対方向に動かすことができ、前記端部のチャンバにつながる循環手段は、この循環手段と隣接する共通チャンバとは反対の方向に冷却液を動かすことができる。
【００１３】
熱発生器は、偶数の磁気熱量効果素子を有することが好ましい。こうすることにより、各熱モジュールは常に加熱サイクルと冷却サイクルに同数の磁気熱量効果素子を有することになる。
【００１４】
熱発生器が作動する温度範囲（たとえば−２５°Ｃ〜＋６５°Ｃ）を拡大するため、前記磁気熱量効果素子はそれぞれ異なるキュリー温度を有し、前記熱モジュールの加熱端部の方へ向かって各キュリー温度が低い順に並ぶようにして配置される。
【００１５】
この構成では、前記磁気熱量効果素子はそれぞれ、前記熱モジュールの加熱端部の方へ向かってキュリー温度の低い順に配列した複数の磁気熱量効果材料を有することもできる。
【００１６】
特徴として、一方の端部チャンバにつながる循環手段が動かす冷却液の量は、共通チャンバにつながる循環手段が動かす冷却液の量の半分に相当するようにすることができる。
【００１７】
循環手段は、共通チャンバおよび端部チャンバに搭載されるピストンとすることができ、そのうちの一方の端部のみが冷却液に作用することが好ましい。端部とは、冷却液と接触しているピストンのうち作用を及ぼす面またはヘッドのことである。当然のことだが、これ以外のどのような形態の循環手段を想定してもよい。
【００１８】
第１の実施形態では、前記熱モジュールは、磁気熱量効果素子が並列している線構造で、前記ピストンの操作は、回転軸自体に取り付けられる対応する制御カムによって行う。
【００１９】
この構成では、前記熱発生器は４つの熱モジュールで構成され、前記制御カムは互いに９０°離れたローブを有し、前記熱モジュールは前記軸の周りに半径方向に配置されて各ローブが４つの前記熱モジュールのそれぞれのピストンに作用するようにすることができる。
【００２０】
第２の実施形態では、前記熱モジュールは、磁気熱量効果素子が並列している線構造で、前記ピストンの操作は、前記熱モジュールの全長にわたって往来する移動運動に沿って動いて各ピストンに対応する接続素子が誘導される誘導用の溝を有する操作用スライドによって行う。
【００２１】
誘導用の溝は鋸歯の形状をとることができ、ピストンは操作用のスライドとほぼ水平に配列することができる。
【００２２】
さらに、前記熱発生器は、段状構造となるように互いに重ねて配置される複数の熱モジュールを有することができる。
【００２３】
本発明は、前記熱発生器が少なくとも２つの熱モジュールを有し、加熱端部チャンバ同士の間が流体を介してつながるとともに、冷却端部チャンバ同士の間も流体を介してつながるようにすることができることも想定している。
【００２４】
その上、本発明による熱発生器は、同数の磁気熱量効果素子を持つ少なくとも２つの熱モジュールを有することができ、前記熱モジュールの共通チャンバは流体を介して２つずつながるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明およびその利点は、添付の図を参照しながら、非限定的に例として挙げる実施形態に沿った次の説明文を読むことによりさらに明らかになるだろう。
【００２６】
【図１Ａ】先行技術による熱モジュールの概略図である。
【図１Ｂ】先行技術による熱モジュールの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれが２つの別の状態にある４つの磁気熱量効果素子で構成される熱モジュールの概略図であり、この４つの磁気熱量効果素子を通って冷却液が動く様子を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれが２つの別の状態にある４つの磁気熱量効果素子で構成される熱モジュールの概略図であり、この４つの磁気熱量効果素子を通って冷却液が動く様子を示す図である。
【図３】本発明による熱発生器の第１の実施形態の斜視図である。
【図４】図３の詳細部Ａを上から見た透過図である。
【図５】本発明による熱発生器の第２の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図に示す実施例では、同じ部品または部分には同一の符号を付してある。
【００２８】
図３および図４に示す熱発生器１は、本発明の第１の実施形態に沿って作製される。この熱発生器は、２つの熱モジュール１’を有し、それぞれが並列する磁気熱量効果素子２を有する。冷却液を動かす循環手段を形成するピストン４を有する共通チャンバ３は常に、隣接する２つの磁気熱量効果素子２の間に配置される。さらに、前記熱モジュール１’は、前記熱モジュール１’の加熱端部９と冷却端部１１にある端部チャンバ５と６も有し、各チャンバは循環手段を形成するピストン７も有する。
【００２９】
各磁気熱量効果素子２は、ピストン４、７が駆動する冷却液を通すことができ、加熱サイクルと冷却サイクルを交互に発生させる磁化配列（図示せず）を介して磁場変動の影響を受ける。ピストン４、７の動きは、磁場変動と同期化して、冷却液が加熱サイクル（点線の矢印）に従って各磁気熱量効果素子２を通って加熱端部９の方向に動き、冷却サイクル（実線の矢印）に従って各磁気熱量効果素子２を通って冷却端部１１の方向に動く。この動きは、共通チャンバ３および端部チャンバ５、６にあるピストン４、７の配置、ならびにそこから流れる冷却液の特定の分配によって可能になる。実際に、共通チャンバ３にあるピストン４はそれぞれ、隣接する２つの磁気熱量効果素子２に冷却液を分配する。図３および４では、ピストン４、７は、該ピストン４、７の一方の端部のみで冷却液を動かすことができるように、磁気熱量効果素子２の配列に対して垂直になっている。当然のことだが、共通チャンバ３にあるピストン４の一方の端部のみが冷却液と接触して冷却液を２つの磁気熱量効果素子２へ動かすことができるかぎり、これ以外の構成を検討してもよい。
【００３０】
上に述べた冷却液の動きによって、熱モジュールの加熱端部９と冷却端部１１との間に温度勾配を生成することができ、あるアプリケーションまたは外部回路に対する熱エネルギーの採取または交換が行われる際にはこの勾配を維持することができる。実際に、本発明による熱発生器は、（暖房、冷房、温度調節などに）使用する１つまたは複数の外部回路との熱エネルギーの交換を目的としており、少なくとも１つの端部チャンバ５、６、場合によっては１つの熱交換器を介して外部回路と連結している。
【００３１】
さらに、これは図示した２つの実施形態に適用可能なことだが、冷却液を共通チャンバ３から隣接する２つの磁気熱量効果素子２へ通過させると同時に、この２つの磁気熱量効果素子２のそれぞれに対して別々の方向に流すことは、周知の熱発生器と比べて多数の利点があり、流体が磁気熱量効果素子ＭＣすべてを最初の磁気熱量効果素子から最後の磁気熱量効果素子まで第１の方向で同時に通過したのち、同じ磁気熱量効果素子ＭＣを今度は第１の方向とは逆の方向で通過する（図１Ａおよび１Ｂを参照）。
【００３２】
第１の利点は、図２Ａおよび２Ｂからわかるように、熱伝導損失が分散されて減少することにあり、ピストン７が駆動する冷却液は一度に１つの磁気熱量効果素子２しか通過せず、ピストン４が駆動する冷却液は一度に２つの磁気熱量効果素子しか通過せず、熱モジュール１’、１０’を構成する磁気熱量効果素子２のすべては通過しないという点である。このために、図２Ａおよび２Ｂを見ると、磁気熱量効果素子２の下に描かれた矢印は冷却液の動く方向を示しており、点線の矢印は加熱端部９へ向かう動きに相当し、実線の矢印は冷却端部１１に向かう動きを示す。
【００３３】
第２の利点は、図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムと、磁気熱量効果材料が同じ長さである本発明によるシステムとを比較すると明らかになる。磁気熱量効果素子ＭＣ、２を通過する冷却液の速度を同じにするには、本発明の熱発生器１、１０ではサイクルの回数が４倍になることがわかる。その結果、このような熱発生器１０の発熱力も同じ割合で増大する。
【００３４】
例を挙げると、冷却液の速度が１００ｍｍ／秒で、磁気熱量効果素子あたりの長さが１００ミリメートルの場合、
− 図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムの磁気熱量効果素子ＭＣすべてを通過するのに必要な時間は、（４×１００）÷１００＝４秒となり、これは０．２５ヘルツの周波に等しい。
− 一方、本発明による熱発生器１、１０の磁気熱量効果素子２すべてを通過するのに必要な時間は、（１×１００）÷１００＝１秒となり、これは１ヘルツの周波に等しい。
【００３５】
また、同じように本発明による熱発生器１、１０を周知のシステムと比較すると、同じサイクル数（非磁化および磁化）に対して、冷却液が動く速度は本発明による熱発生器１、１０では４分の１になる。その結果、本発明による熱発生器では熱伝導損失が減少するため、熱交換にかける時間が長くなり、この熱交換による発熱力が増大する。
【００３６】
例を挙げると、１秒の加熱サイクル（または磁化）と１秒の冷却サイクル（または非磁化）、および磁気熱量効果素子あたりの長さが１００ミリメートルに相当する０．５ヘルツの周波数の場合、
− 図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムの磁気熱量効果素子ＭＣすべてを１秒間で通過するには、冷却液の速度は、（４×０．１００）÷１＝０．４ｍ／秒である必要がある。
− 一方、本発明による熱発生器１、１０の磁気熱量効果素子２すべてを通過するには、各共通チャンバ３が駆動する冷却液の速度は、（１×０．１００）÷１＝０．１ｍ／秒である。
【００３７】
磁気熱量効果素子２は、簡略化のため図３には表示していない。この磁気熱量効果素子は、流体を通過させる通路を有し、この通路は、たとえば中実ブロックに加工されたり溝入りプレートを積層した集合体によって得られたりするミニチャンネルまたはマイクロチャンネルなどの多孔質材料の孔で構成することができる。
【００３８】
加熱端部９と冷却端部１１との間の温度勾配を増大させるため、前記磁気熱量効果素子２はそれぞれキュリー温度の低い順に配置され、キュリー温度が最も高い磁気熱量効果素子２は対応する熱モジュール１’の加熱端部９の方に配置するのが好ましい。
【００３９】
さらに、各磁気熱量効果素子２は、同じくキュリー温度の低い順に配置されたさまざまに異なる複数の磁気熱量効果材料からなる集合体で作製することができる。
【００４０】
図３からわかるように、共通チャンバ３に搭載されるピストン４は、軸１４を回転するように取り付けられる制御カム１３によって操作され、前記カムは互いに９０°ずれているローブ１５を有する。軸１４の回転角度に応じて、ローブ１５は対応するピストン４、７の棒を押すこともあれば押さないこともあり、これによって各ピストン４、７が動く方向が決定される。
【００４１】
図４は、ピストン４、７が取り得る端部での位置を示す。素子１’の冷却端部１１側の端部チャンバ５および共通チャンバ３（図４中の右）にそれぞれ配置されるピストン７および４は、引いた位置にあり、この状態で搭載されたチャンバを冷却液で満たすことができる。一方、真ん中のピストン４は、対応する共通チャンバ３内の流体を前記共通チャンバ３から隣接する２つの磁気熱量効果素子２に向かって反対方向に押した位置にある。冷却液は、この図４に描いた湾曲した矢印に沿って動く。
【００４２】
この図から、端部チャンバ５に接続するピストン７によって動く冷却液の量は、冷却液隣の共通チャンバ３にあるピストン４によって動く冷却液の量の半分に相当することが明らかにわかる。
【００４３】
さらに、とりわけ偶数の磁気熱量効果素子２が熱モジュールに搭載された場合、共通チャンバ３は冷却液の温度を平均温度にすることができる仲介液を形成することができるため、各熱モジュール１、１０’の加熱端部９と冷却端部１１との間の温度勾配を達成する時間を短縮することができる。
【００４４】
図３および４の熱発生器１は、２つの熱モジュール１’を有する。この数はこれに限定されるわけではなく、可能な寸法および必要な発熱力に応じてこれ以下にもこれ以上にしてもよい。実際に、この熱発生器２は、軸１４の周りに星状に配置される４つの熱モジュール１’を有することもでき、そのピストン４、７はカム１３によって作動される。
【００４５】
図５に示した熱発生器１０は、これ以前の図のものとはピストン４、７の操作が異なる。この操作は、該当する熱モジュール１０’の全長にわたって矢印Ｆに沿った往来の動きのとおりに動く操作用のスライド１６によって行う。この操作用スライド１６は、鋸歯形状の誘導用の溝１７を有し、この溝をピストン４、７に連結する結合素子１８が動く。
【００４６】
図５に示す熱発生器１０は、積み重なった２つの熱モジュール１０’を有するが、本発明による熱発生器１０は、この熱モジュール１０’の数にも積み重ねたような配置にも限定されるわけではない。
【００４７】
さらに、これは添付の図面には表示していないことだが、複数の熱モジュールを有する本発明による熱発生器では、加熱端部チャンバ５同士が流体を介してつながり、冷却端部チャンバ６同士も同じく流体を介してつながることを想定してもよい。とりわけ、前記加熱端部チャンバ５を混合して１つの同じチャンバのみを形成するようにすることもできる。これは、冷却端部チャンバ６についても同じである。
【００４８】
このような構成であれば、さまざまに異なる熱モジュール同士を熱的に連結させることができ、とりわけ外部アプリケーションとの熱交換を容易にすることができる。また、このような構成により、さまざまな熱モジュールの発熱力を追加したり併合したりすることが可能になる。
【００４９】
さらに別の変形例では、本発明による熱発生器のさまざまな熱モジュールの共通チャンバ３が２つずつその間を流体を介してつながるようにすることができる。このようにするには、熱モジュールは同数の磁気熱量効果素子２を有する必要がある。
【００５０】
このような構成の利点は、熱発生器の安定した作動が得られるように、共通チャンバ３の温度差が少なく平均的であることである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本明細書により、本発明が設定した目的、すなわち、簡易な構造で、効率を改良した熱発生器１、１０を提案するという目的を達成することが可能であることが明らかとなる。
【００５２】
このような熱発生器１、１０であれば、暖房、冷房、温度調節、冷却またはその他の分野で、競争に耐え得る費用かつ場所を取らない寸法で、工業用にも家庭用にも用途を見出すことができる。
【００５３】
さらに、この熱発生器１、１０を構成する部品はすべて、再製可能な工業プロセスに従って作製することができる。
【００５４】
本発明は、記載した実施例に限定されるものではなく、添付の請求項に定義した保護範囲内である限り、当業者に自明のあらゆる修正および変形例も範囲に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液を通過させるために隣接して配列される少なくとも２つの磁気熱量効果素子を含む少なくとも１つの熱モジュールと、冷却液の循環手段に接続し、互いに流体を介して連結する分配用共通チャンバであって、隣接する前記磁気熱量効果素子および２つの端部チャンバも同じく循環手段に接続してそれぞれが前記熱モジュールの端部、すなわち加熱端部および冷却端部に位置する磁気熱量効果素子と流体を介して連結するチャンバと、各磁気熱量効果素子が変動可能な磁場の影響を受けるように設計され、各磁気熱量効果素子に加熱サイクルと冷却サイクルを交互に生成する磁化配列とを有する熱発生器であって、前記磁気熱量効果素子を通過する冷却液の循環は、磁場変動と同期化した状態の循環手段によって実現する熱発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気冷却技術は２０数年以上前から知られており、環境配慮および持続可能な開発の観点でこの技術がもたらす利点は承知している。また、この技術の発熱力および効率には限度があることも知られている。そのため、この分野に関わる研究者はこぞってこのような発熱器の性能改善に取り組み、磁力、磁気熱量効果素子の性能、冷却液と磁気熱量効果素子との間の熱交換面積、熱交換器の性能など、さまざまなパラメータを研究している。
【０００３】
磁気熱量効果材料の選択は重要であり、磁気熱量効果を有する発熱器の性能に直接影響を及ぼす。この性能を向上させる一つの対策が、この集合体の両端間の温度勾配を上げるために、キュリー温度が異なる複数の磁気熱量効果材料を結合することである。
【０００４】
図１Ａおよび１Ｂに示すような少なくとも１つの熱モジュールＭを有する熱発生器であって、隣接して一列に配置される磁気熱量効果材料ＭＣと、ピストンＰなどの冷却液の循環手段であって、磁気熱量効果材料の集合体ＭＣを通って同材料の端から端までで、磁気熱量効果材料ＭＣの冷却側Ｆと加熱側Ｃとの間を往来する動きに従って、磁場変動と同期化するように冷却液を駆動するようになっている循環手段とを有する熱発生器が知られている。図１Ａおよび１Ｂに示すように、このピストンＰは、磁気熱量効果材料ＭＣの集合体の両側に配置され、ある方向に動いたのちにその反対方向に動くのを交互に繰り返す。図１Ａおよび１Ｂは両端部にある２つのピストンを示す。
【０００５】
図１Ａおよび１Ｂからわかるように、流体は、磁気熱量効果材料が加熱サイクルに従う際の加熱端部Ｃへ向かう方向（冷却液が動く方向は点線の矢印で示している。図１Ａを参照）か、磁気熱量効果材料が冷却サイクルに従う際の冷却端部Ｆへ向かう逆方向（冷却液が動く方向は実線の矢印で示している。図１Ｂを参照）のいずれかに動く。
【０００６】
この熱モジュールＭには、温度勾配を達成するためには材料の集合体を通過させて冷却液を循環させる必要があるという欠点がある。複数の磁気熱量効果素子ＭＣを使用することにより、前記冷却液が通過する材料の長さが長くなってしまう。したがって、サイクル数（１サイクルは磁気熱量効果素子の１回の加熱と１回の冷却とするサイクル）を減らさないようにするには、冷却液の速度を上げる必要がある。ただし、速度を上げると圧力が上がることになり、これによって熱伝導損失が増して冷却液と磁気熱量効果素子との間の熱交換率が低下し、磁気熱量効果による熱発生器の熱効率の低下を招く。
【０００７】
磁気熱量効果による熱発生器の発熱力を上げるには、サイクル数を増やすという可能性があることも知られている。ただし、それによって速度が増すことになり、前述の欠点を引き起こす。
【０００８】
図１Ａおよび１Ｂに示すような熱モジュールＭを有する熱発生器では、使用する材料数が多いために、両端間に得られる温度勾配を達成するには事前にある程度長い時間作動させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、実用が容易で、熱効率が周知の熱発生器よりも改良され、磁気熱量効果材料の分量または長さが周知のものと同じ熱発生器を提案することによって、これらの欠点を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のため、本発明は前述した類の熱発生器であって、前記分配用共通チャンバに接続する前記循環手段が冷却液を隣接する２つの磁気熱量効果素子を通って別々の循環方向に同時に動かすことを特徴とする熱発生器に関する。
【００１１】
磁化配列は、隣接する前記磁気熱量効果素子が常に異なる２つのサイクルにあるように拘束し、前記共通チャンバとつながる前記循環手段は、加熱サイクルに従う磁気熱量効果素子を通って前記熱モジュールの加熱端部の方向と、冷却サイクルに従う磁気熱量効果素子を通って前記熱モジュールの冷却端部の方向とに冷却液を同時に動かすことができることが好ましい。
【００１２】
前記熱モジュールはさらに、少なくとも３つの磁気熱量効果素子を有することができ、前記共通チャンバにつながる前記循環手段は、隣接する２つの磁気熱量効果素子の方向へ交互に冷却液を動かしたのちに、その反対方向である隣接する前記熱モジュールの出口まで動かすことができ、またこの逆も行い、連続する２つの共通チャンバの２つの循環手段は冷却液を常に２つの反対方向に動かすことができ、前記端部のチャンバにつながる循環手段は、この循環手段と隣接する共通チャンバとは反対の方向に冷却液を動かすことができる。
【００１３】
熱発生器は、偶数の磁気熱量効果素子を有することが好ましい。こうすることにより、各熱モジュールは常に加熱サイクルと冷却サイクルに同数の磁気熱量効果素子を有することになる。
【００１４】
熱発生器が作動する温度範囲（たとえば−２５°Ｃ〜＋６５°Ｃ）を拡大するため、前記磁気熱量効果素子はそれぞれ異なるキュリー温度を有し、前記熱モジュールの加熱端部の方へ向かって各キュリー温度が低い順に並ぶようにして配置される。
【００１５】
この構成では、前記磁気熱量効果素子はそれぞれ、前記熱モジュールの加熱端部の方へ向かってキュリー温度の低い順に配列した複数の磁気熱量効果材料を有することもできる。
【００１６】
特徴として、一方の端部チャンバにつながる循環手段が動かす冷却液の量は、共通チャンバにつながる循環手段が動かす冷却液の量の半分に相当するようにすることができる。
【００１７】
循環手段は、共通チャンバおよび端部チャンバに搭載されるピストンとすることができ、そのうちの一方の端部のみが冷却液に作用することが好ましい。端部とは、冷却液と接触しているピストンのうち作用を及ぼす面またはヘッドのことである。当然のことだが、これ以外のどのような形態の循環手段を想定してもよい。
【００１８】
第１の実施形態では、前記熱モジュールは、磁気熱量効果素子が並列している線構造で、前記ピストンの操作は、回転軸自体に取り付けられる対応する制御カムによって行う。
【００１９】
この構成では、前記熱発生器は４つの熱モジュールで構成され、前記制御カムは互いに９０°離れたローブを有し、前記熱モジュールは前記軸の周りに半径方向に配置されて各ローブが４つの前記熱モジュールのそれぞれのピストンに作用するようにすることができる。
【００２０】
第２の実施形態では、前記熱モジュールは、磁気熱量効果素子が並列している線構造で、前記ピストンの操作は、前記熱モジュールの全長にわたって往来する移動運動に沿って動いて各ピストンに対応する接続素子が誘導される誘導用の溝を有する操作用スライドによって行う。
【００２１】
誘導用の溝は鋸歯の形状をとることができ、ピストンは操作用のスライドとほぼ水平に配列することができる。
【００２２】
さらに、前記熱発生器は、段状構造となるように互いに重ねて配置される複数の熱モジュールを有することができる。
【００２３】
本発明は、前記熱発生器が少なくとも２つの熱モジュールを有し、加熱端部チャンバ同士の間が流体を介してつながるとともに、冷却端部チャンバ同士の間も流体を介してつながるようにすることができることも想定している。
【００２４】
その上、本発明による熱発生器は、同数の磁気熱量効果素子を持つ少なくとも２つの熱モジュールを有することができ、前記熱モジュールの共通チャンバは流体を介して２つずつながるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明およびその利点は、添付の図を参照しながら、非限定的に例として挙げる実施形態に沿った次の説明文を読むことによりさらに明らかになるだろう。
【００２６】
【図１Ａ】先行技術による熱モジュールの概略図である。
【図１Ｂ】先行技術による熱モジュールの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれが２つの別の状態にある４つの磁気熱量効果素子で構成される熱モジュールの概略図であり、この４つの磁気熱量効果素子を通って冷却液が動く様子を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれが２つの別の状態にある４つの磁気熱量効果素子で構成される熱モジュールの概略図であり、この４つの磁気熱量効果素子を通って冷却液が動く様子を示す図である。
【図３】本発明による熱発生器の第１の実施形態の斜視図である。
【図４】図３の詳細部Ａを上から見た透過図である。
【図５】本発明による熱発生器の第２の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図に示す実施例では、同じ部品または部分には同一の符号を付してある。
【００２８】
図３および図４に示す熱発生器１は、本発明の第１の実施形態に沿って作製される。この熱発生器は、２つの熱モジュール１’を有し、それぞれが並列する磁気熱量効果素子２を有する。冷却液を動かす循環手段を形成するピストン４を有する共通チャンバ３は常に、隣接する２つの磁気熱量効果素子２の間に配置される。さらに、前記熱モジュール１’は、前記熱モジュール１’の加熱端部９と冷却端部１１にある端部チャンバ５と６も有し、各チャンバは循環手段を形成するピストン７も有する。
【００２９】
各磁気熱量効果素子２は、ピストン４、７が駆動する冷却液を通すことができ、加熱サイクルと冷却サイクルを交互に発生させる磁化配列（図示せず）を介して磁場変動の影響を受ける。ピストン４、７の動きは、磁場変動と同期化して、冷却液が加熱サイクル（点線の矢印）に従って各磁気熱量効果素子２を通って加熱端部９の方向に動き、冷却サイクル（実線の矢印）に従って各磁気熱量効果素子２を通って冷却端部１１の方向に動く。この動きは、共通チャンバ３および端部チャンバ５、６にあるピストン４、７の配置、ならびにそこから流れる冷却液の特定の分配によって可能になる。実際に、共通チャンバ３にあるピストン４はそれぞれ、隣接する２つの磁気熱量効果素子２に冷却液を分配する。図３および４では、ピストン４、７は、該ピストン４、７の一方の端部のみで冷却液を動かすことができるように、磁気熱量効果素子２の配列に対して垂直になっている。当然のことだが、共通チャンバ３にあるピストン４の一方の端部のみが冷却液と接触して冷却液を２つの磁気熱量効果素子２へ動かすことができるかぎり、これ以外の構成を検討してもよい。
【００３０】
上に述べた冷却液の動きによって、熱モジュールの加熱端部９と冷却端部１１との間に温度勾配を生成することができ、あるアプリケーションまたは外部回路に対する熱エネルギーの採取または交換が行われる際にはこの勾配を維持することができる。実際に、本発明による熱発生器は、（暖房、冷房、温度調節などに）使用する１つまたは複数の外部回路との熱エネルギーの交換を目的としており、少なくとも１つの端部チャンバ５、６、場合によっては１つの熱交換器を介して外部回路と連結している。
【００３１】
さらに、これは図示した２つの実施形態に適用可能なことだが、冷却液を共通チャンバ３から隣接する２つの磁気熱量効果素子２へ通過させると同時に、この２つの磁気熱量効果素子２のそれぞれに対して別々の方向に流すことは、周知の熱発生器と比べて多数の利点があり、流体が磁気熱量効果素子ＭＣすべてを最初の磁気熱量効果素子から最後の磁気熱量効果素子まで第１の方向で同時に通過したのち、同じ磁気熱量効果素子ＭＣを今度は第１の方向とは逆の方向で通過する（図１Ａおよび１Ｂを参照）。
【００３２】
第１の利点は、図２Ａおよび２Ｂからわかるように、熱伝導損失が分散されて減少することにあり、ピストン７が駆動する冷却液は一度に１つの磁気熱量効果素子２しか通過せず、ピストン４が駆動する冷却液は一度に２つの磁気熱量効果素子しか通過せず、熱モジュール１’、１０’を構成する磁気熱量効果素子２のすべては通過しないという点である。このために、図２Ａおよび２Ｂを見ると、磁気熱量効果素子２の下に描かれた矢印は冷却液の動く方向を示しており、点線の矢印は加熱端部９へ向かう動きに相当し、実線の矢印は冷却端部１１に向かう動きを示す。
【００３３】
第２の利点は、図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムと、磁気熱量効果材料が同じ長さである本発明によるシステムとを比較すると明らかになる。磁気熱量効果素子ＭＣ、２を通過する冷却液の速度を同じにするには、本発明の熱発生器１、１０ではサイクルの回数が４倍になることがわかる。その結果、このような熱発生器１０の発熱力も同じ割合で増大する。
【００３４】
例を挙げると、冷却液の速度が１００ｍｍ／秒で、磁気熱量効果素子あたりの長さが１００ミリメートルの場合、
− 図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムの磁気熱量効果素子ＭＣすべてを通過するのに必要な時間は、（４×１００）÷１００＝４秒となり、これは０．２５ヘルツの周波に等しい。
− 一方、本発明による熱発生器１、１０の磁気熱量効果素子２すべてを通過するのに必要な時間は、（１×１００）÷１００＝１秒となり、これは１ヘルツの周波に等しい。
【００３５】
また、同じように本発明による熱発生器１、１０を周知のシステムと比較すると、同じサイクル数（非磁化および磁化）に対して、冷却液が動く速度は本発明による熱発生器１、１０では４分の１になる。その結果、本発明による熱発生器では熱伝導損失が減少するため、熱交換にかける時間が長くなり、この熱交換による発熱力が増大する。
【００３６】
例を挙げると、１秒の加熱サイクル（または磁化）と１秒の冷却サイクル（または非磁化）、および磁気熱量効果素子あたりの長さが１００ミリメートルに相当する０．５ヘルツの周波数の場合、
− 図１Ａおよび１Ｂに示す周知のシステムの磁気熱量効果素子ＭＣすべてを１秒間で通過するには、冷却液の速度は、（４×０．１００）÷１＝０．４ｍ／秒である必要がある。
− 一方、本発明による熱発生器１、１０の磁気熱量効果素子２すべてを通過するには、各共通チャンバ３が駆動する冷却液の速度は、（１×０．１００）÷１＝０．１ｍ／秒である。
【００３７】
磁気熱量効果素子２は、簡略化のため図３には表示していない。この磁気熱量効果素子は、流体を通過させる通路を有し、この通路は、たとえば中実ブロックに加工されたり溝入りプレートを積層した集合体によって得られたりするミニチャンネルまたはマイクロチャンネルなどの多孔質材料の孔で構成することができる。
【００３８】
加熱端部９と冷却端部１１との間の温度勾配を増大させるため、前記磁気熱量効果素子２はそれぞれキュリー温度の低い順に配置され、キュリー温度が最も高い磁気熱量効果素子２は対応する熱モジュール１’の加熱端部９の方に配置するのが好ましい。
【００３９】
さらに、各磁気熱量効果素子２は、同じくキュリー温度の低い順に配置されたさまざまに異なる複数の磁気熱量効果材料からなる集合体で作製することができる。
【００４０】
図３からわかるように、共通チャンバ３に搭載されるピストン４は、軸１４を回転するように取り付けられる制御カム１３によって操作され、前記カムは互いに９０°ずれているローブ１５を有する。軸１４の回転角度に応じて、ローブ１５は対応するピストン４、７の棒を押すこともあれば押さないこともあり、これによって各ピストン４、７が動く方向が決定される。
【００４１】
図４は、ピストン４、７が取り得る端部での位置を示す。素子１’の冷却端部１１側の端部チャンバ５および共通チャンバ３（図４中の右）にそれぞれ配置されるピストン７および４は、引いた位置にあり、この状態で搭載されたチャンバを冷却液で満たすことができる。一方、真ん中のピストン４は、対応する共通チャンバ３内の流体を前記共通チャンバ３から隣接する２つの磁気熱量効果素子２に向かって反対方向に押した位置にある。冷却液は、この図４に描いた湾曲した矢印に沿って動く。
【００４２】
この図から、端部チャンバ５に接続するピストン７によって動く冷却液の量は、冷却液隣の共通チャンバ３にあるピストン４によって動く冷却液の量の半分に相当することが明らかにわかる。
【００４３】
さらに、とりわけ偶数の磁気熱量効果素子２が熱モジュールに搭載された場合、共通チャンバ３は冷却液の温度を平均温度にすることができる仲介液を形成することができるため、各熱モジュール１、１０’の加熱端部９と冷却端部１１との間の温度勾配を達成する時間を短縮することができる。
【００４４】
図３および４の熱発生器１は、２つの熱モジュール１’を有する。この数はこれに限定されるわけではなく、可能な寸法および必要な発熱力に応じてこれ以下にもこれ以上にしてもよい。実際に、この熱発生器２は、軸１４の周りに星状に配置される４つの熱モジュール１’を有することもでき、そのピストン４、７はカム１３によって作動される。
【００４５】
図５に示した熱発生器１０は、これ以前の図のものとはピストン４、７の操作が異なる。この操作は、該当する熱モジュール１０’の全長にわたって矢印Ｆに沿った往来の動きのとおりに動く操作用のスライド１６によって行う。この操作用スライド１６は、鋸歯形状の誘導用の溝１７を有し、この溝をピストン４、７に連結する結合素子１８が動く。
【００４６】
図５に示す熱発生器１０は、積み重なった２つの熱モジュール１０’を有するが、本発明による熱発生器１０は、この熱モジュール１０’の数にも積み重ねたような配置にも限定されるわけではない。
【００４７】
さらに、これは添付の図面には表示していないことだが、複数の熱モジュールを有する本発明による熱発生器では、加熱端部チャンバ５同士が流体を介してつながり、冷却端部チャンバ６同士も同じく流体を介してつながることを想定してもよい。とりわけ、前記加熱端部チャンバ５を混合して１つの同じチャンバのみを形成するようにすることもできる。これは、冷却端部チャンバ６についても同じである。
【００４８】
このような構成であれば、さまざまに異なる熱モジュール同士を熱的に連結させることができ、とりわけ外部アプリケーションとの熱交換を容易にすることができる。また、このような構成により、さまざまな熱モジュールの発熱力を追加したり併合したりすることが可能になる。
【００４９】
さらに別の変形例では、本発明による熱発生器のさまざまな熱モジュールの共通チャンバ３が２つずつその間を流体を介してつながるようにすることができる。このようにするには、熱モジュールは同数の磁気熱量効果素子２を有する必要がある。
【００５０】
このような構成の利点は、熱発生器の安定した作動が得られるように、共通チャンバ３の温度差が少なく平均的であることである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本明細書により、本発明が設定した目的、すなわち、簡易な構造で、効率を改良した熱発生器１、１０を提案するという目的を達成することが可能であることが明らかとなる。
【００５２】
このような熱発生器１、１０であれば、暖房、冷房、温度調節、冷却またはその他の分野で、競争に耐え得る費用かつ場所を取らない寸法で、工業用にも家庭用にも用途を見出すことができる。
【００５３】
さらに、この熱発生器１、１０を構成する部品はすべて、再製可能な工業プロセスに従って作製することができる。
【００５４】
本発明は、記載した実施例に限定されるものではなく、添付の請求項に定義した保護範囲内である限り、当業者に自明のあらゆる修正および変形例も範囲に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を通過させるために隣接して配列される少なくとも２つの磁気熱量効果素子（２）を含む少なくとも１つの熱モジュール（１’、１０’）と、前記冷却液の循環手段（４）に接続し、互いに流体を介して連結する分配用共通チャンバ（３）であって、隣接する前記磁気熱量効果素子（２）および２つの端部チャンバ（５、６）も同じく循環手段（７）に接続してそれぞれが前記熱モジュール（１’、１０’）の端部、すなわち加熱端部（９）および冷却端部（１１）に位置する磁気熱量効果素子（２）と流体を介して連結するチャンバと、各磁気熱量効果素子（２）が変動可能な磁場の影響を受けるように設計され、各磁気熱量効果素子（２）に加熱サイクルと冷却サイクルを交互に生成する磁化配列とを有する熱発生器であって、前記磁気熱量効果素子（２）を通過する前記冷却液の循環は、磁場変動と同期化した状態の前記循環手段（４、７）によって実現する熱発生器（１、１０）において、前記分配用し共通チャンバ（３）に接続する前記循環手段（４）が前記冷却液を隣接する２つの磁気熱量効果素子（２）を通して別々の循環方向に同時に動かすことを特徴とする熱発生器（１、１０）。
【請求項２】
前記磁化配列は、隣接する前記磁気熱量効果素子（２）が常に異なる２つのサイクルにあるように拘束し、前記共通チャンバ（３）とつながる前記循環手段（４）は、加熱サイクルに従う磁気熱量効果素子（２）を通って前記熱モジュールの加熱端部（９）の方向と、冷却サイクルに従う磁気熱量効果素子（２）を通って前記熱モジュール（１’、１０’）の冷却端部（１１）の方向とに冷却液を同時に動かすことを特徴とする、請求項１に記載の熱発生器。
【請求項３】
前記熱モジュール（１’、１０’）は、少なくとも３つの磁気熱量効果素子（２）を有することと、前記共通チャンバ（３）につながる前記循環手段（４）は、隣接する２つの磁気熱量効果素子（２）の方向に前記冷却液を動かしたのちに、その反対方向である隣接する前記熱モジュール（２）の出口まで動かし、またこの逆も行うことと、連続する２つの共通チャンバ（３）の２つの循環手段（４）は前記冷却液を常に２つの反対方向に動かすことと、前記端部チャンバ（５、６）につながる循環手段（７）は、この循環手段と隣接する共通チャンバ（３）とは反対の方向に前記冷却液を動かすこととを特徴とする。請求項１〜２のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項４】
前記熱発生器は、偶数の磁気熱量効果素子（２）を有することを特徴とする、請求項３に記載の熱発生器。
【請求項５】
前記磁気熱量効果素子（２）はそれぞれ異なるキュリー温度を有し、前記熱モジュールの前記加熱端部（９）の方へ向かって各キュリー温度が低い順に並ぶようにして配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項６】
前記磁気熱量効果素子（２）はそれぞれ、前記熱モジュールの前記加熱端部（９）の方へ向かってキュリー温度の低い順に配列した複数の磁気熱量効果材料を有することを特徴とする、請求項３および４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項７】
一方の端部チャンバ（５、６）につながる循環手段（７）が動かす冷却液の量は、共通チャンバ（３）につながる循環手段（４）が動かす冷却液の量の半分に相当することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項８】
前記循環手段（４、７）は、前記共通チャンバ（３）および前記端部チャンバ（５、６）に搭載されるピストンとすることができ、そのうちの一方の端部（１２）のみが冷却液に作用することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項９】
前記熱モジュール（１’）は、前記磁気熱量効果素子（２）が並列している線構造で、前記ピストン（４、７）の操作は、回転軸（１４）自体に取り付けられる対応する制御カム（１３）によって行うことを特徴とする、請求項８に記載の熱発生器。
【請求項１０】
前記熱発生器は４つの熱モジュール（１’）で構成されることと、前記制御カム（１３）は互いに９０°離れたローブ（１５）を有することと、前記熱モジュール（１’）は前記軸（１４）の周りに半径方向に配置されて各ローブ（１５）が４つの前記熱モジュール（１’）のそれぞれのピストン（４、７）に作用することとを特徴とする、請求項９に記載の熱発生器。
【請求項１１】
前記熱モジュール（１０’）は、前記磁気熱量効果素子（２）が並列している線構造であることと、前記ピストン（４、７）の操作は、前記熱モジュール（１０’）の全長にわたって往来する移動運動に沿って動いて各ピストン（４、７）に対応する接続素子（１８）が誘導される誘導用の溝（１７）を有する操作用スライド（１６）によって行うこととを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１２】
前記誘導用の溝（１５）は鋸歯の形状であることと、前記ピストン（４、７）は操作用のスライド（１６）スライドとほぼ水平に配列されることとを特徴とする、請求項１１に記載の熱発生器。
【請求項１３】
前記熱発生器は、段状構造となるように互いに重ねて配置される複数の熱モジュール（１０’）を有することを特徴とする、請求項１１または１２のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１４】
前記熱発生器は少なくとも２つの熱モジュール（１’、１０’）を有することと、加熱端部チャンバ（５）同士の間が流体を介してつながるとともに、冷却端部チャンバ（６）同士の間も流体を介してつながることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１５】
前記熱発生器は、同数の磁気熱量効果素子（２）を持つ少なくとも２つの熱モジュール（１’、１０’）を有することと、前記熱モジュール（１’、１０’）の共通チャンバ（３）は流体を介して２つずつながることとを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１】
冷却液を通過させるために隣接して配列される少なくとも２つの磁気熱量効果素子（２）を含む少なくとも１つの熱モジュール（１’、１０’）と、前記冷却液の循環手段（４）に接続し、互いに流体を介して連結する分配用共通チャンバ（３）であって、隣接する前記磁気熱量効果素子（２）および２つの端部チャンバ（５、６）も同じく循環手段（７）に接続してそれぞれが前記熱モジュール（１’、１０’）の端部、すなわち加熱端部（９）および冷却端部（１１）に位置する磁気熱量効果素子（２）と流体を介して連結するチャンバと、各磁気熱量効果素子（２）が変動可能な磁場の影響を受けるように設計され、各磁気熱量効果素子（２）に加熱サイクルと冷却サイクルを交互に生成する磁化配列とを有する熱発生器であって、前記磁気熱量効果素子（２）を通過する前記冷却液の循環は、磁場変動と同期化した状態の前記循環手段（４、７）によって実現する熱発生器（１、１０）において、前記分配用し共通チャンバ（３）に接続する前記循環手段（４）が前記冷却液を隣接する２つの磁気熱量効果素子（２）を通して別々の循環方向に同時に動かすことを特徴とする熱発生器（１、１０）。
【請求項２】
前記磁化配列は、隣接する前記磁気熱量効果素子（２）が常に異なる２つのサイクルにあるように拘束し、前記共通チャンバ（３）とつながる前記循環手段（４）は、加熱サイクルに従う磁気熱量効果素子（２）を通って前記熱モジュールの加熱端部（９）の方向と、冷却サイクルに従う磁気熱量効果素子（２）を通って前記熱モジュール（１’、１０’）の冷却端部（１１）の方向とに冷却液を同時に動かすことを特徴とする、請求項１に記載の熱発生器。
【請求項３】
前記熱モジュール（１’、１０’）は、少なくとも３つの磁気熱量効果素子（２）を有することと、前記共通チャンバ（３）につながる前記循環手段（４）は、隣接する２つの磁気熱量効果素子（２）の方向に前記冷却液を動かしたのちに、その反対方向である隣接する前記熱モジュール（２）の出口まで動かし、またこの逆も行うことと、連続する２つの共通チャンバ（３）の２つの循環手段（４）は前記冷却液を常に２つの反対方向に動かすことと、前記端部チャンバ（５、６）につながる循環手段（７）は、この循環手段と隣接する共通チャンバ（３）とは反対の方向に前記冷却液を動かすこととを特徴とする。請求項１〜２のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項４】
前記熱発生器は、偶数の磁気熱量効果素子（２）を有することを特徴とする、請求項３に記載の熱発生器。
【請求項５】
前記磁気熱量効果素子（２）はそれぞれ異なるキュリー温度を有し、前記熱モジュールの前記加熱端部（９）の方へ向かって各キュリー温度が低い順に並ぶようにして配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項６】
前記磁気熱量効果素子（２）はそれぞれ、前記熱モジュールの前記加熱端部（９）の方へ向かってキュリー温度の低い順に配列した複数の磁気熱量効果材料を有することを特徴とする、請求項３および４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項７】
一方の端部チャンバ（５、６）につながる循環手段（７）が動かす冷却液の量は、共通チャンバ（３）につながる循環手段（４）が動かす冷却液の量の半分に相当することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項８】
前記循環手段（４、７）は、前記共通チャンバ（３）および前記端部チャンバ（５、６）に搭載されるピストンとすることができ、そのうちの一方の端部（１２）のみが冷却液に作用することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項９】
前記熱モジュール（１’）は、前記磁気熱量効果素子（２）が並列している線構造で、前記ピストン（４、７）の操作は、回転軸（１４）自体に取り付けられる対応する制御カム（１３）によって行うことを特徴とする、請求項８に記載の熱発生器。
【請求項１０】
前記熱発生器は４つの熱モジュール（１’）で構成されることと、前記制御カム（１３）は互いに９０°離れたローブ（１５）を有することと、前記熱モジュール（１’）は前記軸（１４）の周りに半径方向に配置されて各ローブ（１５）が４つの前記熱モジュール（１’）のそれぞれのピストン（４、７）に作用することとを特徴とする、請求項９に記載の熱発生器。
【請求項１１】
前記熱モジュール（１０’）は、前記磁気熱量効果素子（２）が並列している線構造であることと、前記ピストン（４、７）の操作は、前記熱モジュール（１０’）の全長にわたって往来する移動運動に沿って動いて各ピストン（４、７）に対応する接続素子（１８）が誘導される誘導用の溝（１７）を有する操作用スライド（１６）によって行うこととを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１２】
前記誘導用の溝（１５）は鋸歯の形状であることと、前記ピストン（４、７）は操作用のスライド（１６）スライドとほぼ水平に配列されることとを特徴とする、請求項１１に記載の熱発生器。
【請求項１３】
前記熱発生器は、段状構造となるように互いに重ねて配置される複数の熱モジュール（１０’）を有することを特徴とする、請求項１１または１２のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１４】
前記熱発生器は少なくとも２つの熱モジュール（１’、１０’）を有することと、加熱端部チャンバ（５）同士の間が流体を介してつながるとともに、冷却端部チャンバ（６）同士の間も流体を介してつながることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の熱発生器。
【請求項１５】
前記熱発生器は、同数の磁気熱量効果素子（２）を持つ少なくとも２つの熱モジュール（１’、１０’）を有することと、前記熱モジュール（１’、１０’）の共通チャンバ（３）は流体を介して２つずつながることとを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱発生器。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５０６５２９（Ｐ２０１２−５０６５２９Ａ）
【公表日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３２６７９（Ｐ２０１１−５３２６７９）
【出願日】平成２１年１０月２０日（２００９．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／００１２２３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４６５５９
【国際公開日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【出願人】（３０８０２６８７２）クールテック アプリケーションズ エス．エー．エス． (9)
【公表日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２０日（２００９．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／００１２２３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４６５５９
【国際公開日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【出願人】（３０８０２６８７２）クールテック アプリケーションズ エス．エー．エス． (9)
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