FR2914502A1 - Electrical energy generating device, has element in contact with cold and hot fluids, where variation of temperature around element's Curie temperature induces variation of magnetic conductivity of element and variation of magnetic field - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine de la production d'énergie électrique et thermique et a pour objet un dispositif de génération d'énergie électrique et un dispositif de transfert de chaleur, ainsi qu'un ensemble de génération d'énergie électrique utilisant des éléments à propriétés magnétocaloriques. De tels éléments présentent deux particularités. En effet, d'une part, lorsque l'on soumet un élément à propriétés magnétocaloriques à une température variant autour de sa température de Curie, la conductivité magnétique de cet élément varie et, d'autre part, lorsque l'on soumet un élément à propriétés magnétocaloriques à un champ magnétiques variable, la température de l'élément à propriétés magnétocaloriques varie également. La température de Curie, telle qu'elle s'entend dans la présente invention, correspond à la température au point médian de conductivité entre l'état ferromagnétique et l'état paramagnétique d'un matériau. La figure 1 représente à cet effet le point de Curie (noté Pc) pour un élément à propriété magnétocaloriques. Il existe des dispositifs utilisant les propriétés de ces éléments pour générer de l'énergie thermique. Toutefois, ces dispositifs sont d'une construction très élaborée, nécessitent le déplacement de certains composants et notamment des éléments à propriétés magnétocaloriques. En outre, ces dispositifs connus ne présentent pas un rendement satisfaisant. Il existe également des dispositifs utilisant les propriétés de ces éléments pour générer de l'énergie électrique. Ces derniers présentent également l'inconvénient d'un rendement faible et ne fonctionnent que sur une plage étroite de température, souvent éloignée de la température ambiante. En outre, les dispositifs connus sont uniquement dédiés soit à la production d'énergie électrique, soit à la production d'énergie thermique. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des dispositifs précités et de proposer un dispositif présentant une structure simple et pouvant, par une modification simple, être utilisé soit en tant que dispositif de génération d'énergie électrique, soit en tant que dispositif de transfert de chaleur. -2- A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par : - au moins un élément à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source froide, dit fluide froid, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source chaude, dit fluide chaud, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud par les portions de fluide thermiquement isolant, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant circulant dans au moins une conduite, - au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent relié magnétiquement à chaque élément à propriétés magnétocaloriques, et - un moyen de transformation du champ magnétique 20 circulant dans le circuit apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique, et une valve pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie de chaque conduite, lesdites portions volumiques 25 distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et thermiquement isolant, de telle manière que chaque élément est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément à 30 propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément et les fluides caloporteurs froids et chauds entraînant la variation de la conductivité magnétique de chaque élément à propriétés magnétocaloriques, induisant une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit apte à conduire un flux magnétique et générant, 35 grâce audit moyen de transformation, un courant électrique. L'invention a également pour objet un dispositif de transfert de chaleur, caractérisé en ce qu'il contient -3- un module fonctionnel constitué par : - au moins un élément à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source froide, dit fluide froid, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source chaude, dit fluide chaud , les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud par les portions de fluide thermiquement isolant, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant circulant dans au moins une conduite, et - un moyen de génération d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément à propriétés magnétocaloriques, et une valve pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie de chaque conduite, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et thermiquement isolant, de telle manière que chaque élément est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud, la variation du champ magnétique de chaque élément à propriétés magnétocaloriques, induite par le moyen de génération d'un champ magnétique variable et transmise par le circuit apte à conduire un flux magnétique, entraînant la variation de la température de chaque élément à propriétés magnétocaloriques et, par conduction thermique, celle des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid et chaud. The present invention relates to the field of the production of electrical and thermal energy and relates to an electrical energy generation device and a heat transfer device, as well as a set of electrical energy generation using elements to magnetocaloric properties. Such elements have two particularities. Indeed, on the one hand, when an element with magnetocaloric properties is subjected to a temperature varying around its Curie temperature, the magnetic conductivity of this element varies and, on the other hand, when an element is subjected to With magnetocaloric properties at a variable magnetic field, the temperature of the element with magnetocaloric properties also varies. The Curie temperature, as understood in the present invention, corresponds to the temperature at the mid-point of conductivity between the ferromagnetic state and the paramagnetic state of a material. Figure 1 represents for this purpose the Curie point (noted Pc) for an element with magnetocaloric property. There are devices using the properties of these elements to generate thermal energy. However, these devices are of a very elaborate construction, require the displacement of certain components and in particular elements with magnetocaloric properties. In addition, these known devices do not have a satisfactory performance. There are also devices using the properties of these elements to generate electrical energy. These also have the disadvantage of low efficiency and operate only over a narrow range of temperature, often far from the ambient temperature. In addition, the known devices are dedicated solely to the production of electrical energy or to the production of thermal energy. The present invention aims to overcome the disadvantages of the aforementioned devices and to provide a device having a simple structure and can, by a simple modification, be used either as a device for generating electrical energy, or as a device for heat transfer. To this end, the subject of the invention is a device for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element with magnetocaloric properties, integrated in a circuit capable of conducting a magnetic flux, said at least one element being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said cold fluid, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a hot source, said hot fluid, the individual and distinct volume portions of cold fluid being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid by the thermally insulating fluid portions, the assembly said distinct and individual volume portions of fluids c HUD, cold and insulation circulating in at least one pipe, at least one means for generating a permanent magnetic field magnetically connected to each magnetocaloric element, and a means for transforming the magnetic field circulating in the circuit capable of conducting a magnetic flux in an electric current, and a valve for introducing at the inlet end of each pipe and circulating, between said inlet end and the outlet end of each pipe, said volume portions 25 separate and individual fluids hot, cold and thermally insulating, such that each element is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid and then with at least a volume portion of hot fluid, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element with 30 magnetocaloric properties, induced by th conduction between each element and the cold and hot heat transfer fluids causing the variation of the magnetic conductivity of each element with magnetocaloric properties, inducing a corresponding variation of the magnetic field in the circuit capable of driving a magnetic flux and generating, thanks to said transformation means , an electric current. The invention also relates to a heat transfer device, characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element with magnetocaloric properties, integrated in a circuit capable of driving a magnetic flux, said at least one member being in alternating thermal contact with discrete and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said cold fluid, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct volume portions and individual heat transfer fluid provided by a hot source, said hot fluid, the separate and individual volume portions of cold fluid being isolated from the separate and individual volume portions of hot fluid by the portions of thermally insulating fluid, all of said distinct volume portions and individual fluids hot, cold and i solant flowing in at least one pipe, and - a means for generating a variable magnetic field and applying this magnetic field to each element having magnetocaloric properties, and a valve for introducing at the input end of each conduit and circulate, between said inlet end and the outlet end of each conduit, said discrete and individual volume portions of hot, cold and thermally insulating fluids, such that each element is in thermal contact, such that alternating, with at least a volume portion of cold fluid and then with at least a volume portion of hot fluid, the variation of the magnetic field of each element with magnetocaloric properties, induced by the means for generating a variable magnetic field and transmitted by the circuit capable of driving a magnetic flux, causing the variation of the temperature of each element with properties magnetocaloric and, by thermal conduction, that of distinct and individual voluminal portions of cold and hot fluids.
Elle concerne encore un ensemble de génération d'énergie électrique, constitué par un module comprenant un dispositif de génération d'énergie électrique et un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention, caractérisé en ce que le dispositif de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur est relié à la sortie du dispositif de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique, en ce qu'une valve commune et unique est montée en amont du dispositif de transfert de chaleur ou de génération -4- d'énergie électrique de manière à introduire des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite de ce dernier, en ce que lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant, en sortie desdites conduites sont directement introduites dans le dispositif de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif de transfert de chaleur et de la valve est fournie en partie par le dispositif de génération d'énergie électrique. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 2 est une vue simplifiée en perspective d'un dispositif de génération d'énergie électrique selon la présente invention, la figure 3 est une vue simplifiée en perspective du module fonctionnel d'un dispositif de génération d'énergie de chaleur selon la présente invention, la figure 4 est une vue simplifiée en coupe selon l'axe longitudinal des conduites chaude et froide, du module fonctionnel d'un dispositif de transfert de chaleur selon la présente invention, la figure 5 est une vue simplifiée et en perspective d'une valve, selon une première variante de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue en perspective d'une pièce d'un dispositif d'amenée de fluide chaud ou froid du moyen représenté à la figure 4, la figure 7 est une vue en perspective du dispositif d'amenée de fluide thermiquement isolant du moyen représenté à la figure 4, les figures 8A et 8B sont des vues du dispositif de distribution des fluides du moyen représenté à la figure 4, respectivement en perspective et en coupe selon l'axe longitudinal de ce dispositif de distribution, la figure 9 est une vue en perspective d'une valve, selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, la figure 10 est une vue en élévation de la valve représentée à la 35 figure 9, la figure 11 est une vue en perspective d'un dispositif d'amenée de la valve de la figure 9, -5- la figure 12 est une vue en perspective d'une des deux demi-coques constituant le dispositif d'amenée représenté à la figure 11, la figure 13 est une vue en perspective d'un dispositif de distribution de fluides froid ou chaud et thermiquement isolant, la figure 14 est une vue en perspective éclatée d'une valve selon une troisième variante de réalisation de l'invention, la figure 15 est une vue en perspective représentant un ensemble de génération d'énergie électrique selon l'invention, la figure 16 est un schéma bloc représentant les flux de fluide et d'énergie dans l'ensemble de génération d'énergie électrique représenté à la figure 10, les figures 17A et 17B sont des représentations schématiques d'un dispositif de génération d'énergie électrique et d'un dispositif de transfert de chaleur selon la présente invention, et la figure 18 est la courbe de magnétisation en fonction de la température d'un matériau magnétocalorique pouvant être utilisé dans la présente invention. La figure 2 des dessins annexés représente un dispositif 1 de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par : - au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8, - au moins un moyen de génération d'un champ 35 magnétique permanent 12 relié magnétiquement à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, et -6- - un moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique, et une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée 7', 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7, 8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément 2 et les fluides caloporteurs froids 4 et chauds 6 entraînant la variation de la conductivité magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induisant une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique et générant, grâce audit moyen de transformation 13, un courant électrique. Le moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 peut se présenter sous la forme d'un aimant, comme cela est représenté sur les figures annexées. La figure 3 représente un module fonctionnel d'un dispositif 1' de transfert de chaleur. Un tel dispositif 1' est caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par : au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions -7-volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8, et - un moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à 5 propriétés magnétocaloriques, et une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée 7', 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7, 8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 10 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6, la variation du champ magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, 15 induite par le moyen de génération 10 et transmise par le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, entraînant la variation de la température de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et, par conduction thermique, celle des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et chaud 6. 20 Dans le dispositif 1' de transfert de chaleur, lorsque la température d'un élément 2 augmente car il est soumis à un champ magnétique, une portion volumique de fluide chaud 6 est en relation thermique avec cet élément 2, de sorte que cette chaleur ou les frigories correspondantes sont transmises à ladite portion volumique de fluide chaud 25 6. Lorsque la température de l'élément 2 diminue jusqu'à atteindre une température inférieure à sa température initiale car il n'est plus soumis à un champ magnétique, ledit élément 2 est en relation thermique avec une portion volumique de fluide froid 5 et des frigories sont transmises à cette dernière. Les calories ou frigories engendrées par un élément 2 peuvent être 30 transportées vers un échangeur. Grâce à l'invention, il est donc possible de réaliser, à partir d'une structure de base, soit un dispositif de génération d'énergie électrique, soit un dispositif de transfert de chaleur. Cette structure de base peut ainsi consister en une structure comprenant, 35 d'une part, au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de -8-manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8, et, d'autre part, une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée 7', 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7, 8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6. A partir de cette structure de base, il est possible de réaliser un dispositif 1' de transfert de chaleur en intégrant un moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, de sorte ce dernier entraîne, par l'intermédiaire du circuit 3, la variation du champ magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques. Cette variation de champ magnétique a pour effet la variation de la température de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, transmise par conduction thermique aux portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et chaud 6. Pour réaliser un dispositif 1 de génération d'énergie électrique à partir de cette structure de base, il suffit d'intégrer au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 relié magnétiquement à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et un moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique. Ainsi, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément 2 et les fluides caloporteurs froids 4 et chauds 6 entraîne la -9- variation de la conductivité magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et induit une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique de manière à générer un courant électrique, grâce au moyen de transformation 13. It also relates to a set of electrical energy generation, consisting of a module comprising an electrical energy generation device and a heat transfer device according to the invention, characterized in that the device for generating electrical energy or the heat transfer device is connected to the output of the heat transfer or electric energy generation device, in that a common and single valve is mounted upstream of the heat transfer or generation device; electrical energy so as to introduce discrete and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids at the inlet end of each conduit thereof, in that said discrete and individual volume portions of hot, cold and insulation, output of said pipes are directly introduced into the device for generating electrical energy or heat transfer ur, and in that the electrical energy necessary for the operation of the heat transfer device and the valve is provided in part by the electric power generating device. The invention will be better understood, thanks to the following description, which refers to preferred embodiments, given by way of non-limiting examples, and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. a simplified perspective view of an electrical energy generation device according to the present invention, FIG. 3 is a simplified perspective view of the functional module of a heat energy generation device according to the present invention, the FIG. 4 is a simplified sectional view along the longitudinal axis of the hot and cold pipes, of the functional module of a heat transfer device according to the present invention, FIG. 5 is a simplified perspective view of a valve, according to a first embodiment of the invention, Figure 6 is a perspective view of a part of a hot or cold fluid supply device of the means shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view of the thermally insulating fluid supply device of the means represented in FIG. 4; FIGS. 8A and 8B are views of the fluid distribution device of the means represented in FIG. 4; respectively in perspective and in section along the longitudinal axis of this dispensing device, Figure 9 is a perspective view of a valve, according to a second embodiment of the invention, Figure 10 is an elevational view of the valve shown in FIG. 9, FIG. 11 is a perspective view of a valve delivery device of FIG. 9, FIG. 12 is a perspective view of one of the two halves of FIG. hulls constituting the feed device shown in FIG. 11, FIG. 13 is a perspective view of a cold or hot and thermally insulating fluid dispensing device, FIG. 14 is an exploded perspective view of a valve according to FIG. a third variation Embodiment of the invention, Fig. 15 is a perspective view showing an electrical power generation assembly according to the invention, Fig. 16 is a block diagram showing fluid and energy flows as a whole. 10A and 17B are diagrammatic representations of an electric power generation device and a heat transfer device according to the present invention, and FIG. the magnetization curve as a function of the temperature of a magnetocaloric material that can be used in the present invention. FIG. 2 of the appended drawings shows a device 1 for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of driving a flow magnetic, said at least one element 2 being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a cold source, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 supplied by a hot source, said hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of cold fluid 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the thermally fluid portions insulator 5, all of said distinct and individual hot fluid 6, cold 4 and insulating 5 circulating in at least one pipe 7, 8, - at least one means for generating a permanent magnetic field 12 magnetically connected to each element 2 magnetocaloric properties, and -6- a means 13 for transforming the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux into an electric current, and a valve 11 for introducing at the input end 7 ', 8' of each pipe 7 , 8, and circulating, between said inlet end 7 ', 8', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and thermally insulating 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6, the variation of the temperature around of the temper Curie ature of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element 2 and cold heat transfer fluids 4 and 6 causing the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties, inducing a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means 13, an electric current. The means for generating a permanent magnetic field 12 may be in the form of a magnet, as shown in the accompanying figures. FIG. 3 represents a functional module of a heat transfer device 1 '. Such a device 1 'is characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of driving a magnetic flux, said at least one element 2 being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a cold source, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 supplied by a hot source, said hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of cold fluid 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the thermally insulating fluid portions 5, all of said -7-volumic portions separate and individual hot fluids 6, cold 4 and insulating 5 circulating in the m oins a conduit 7, 8, and - a means 10 for generating a variable magnetic field and applying this magnetic field to each element 2 to 5 magnetocaloric properties, and a valve 11 to introduce at the end of the 7 ', 8', of each pipe 7, 8, and circulate, between said inlet end 7 ', 8', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said discrete and individual volume portions of hot fluids 10 6, cold 4 and thermally insulating 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least one volume portion of hot fluid 6, the variation of the magnetic field of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by the generating means 10 and transmitted by the circuit 3 able to conduct a magnetic flux, causing the variation of the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and hot 6. In the device 1 'of heat transfer, when the temperature of an element 2 increases because it is subjected to a magnetic field, a volume portion of hot fluid 6 is in thermal relation with this element 2, so that this heat or the corresponding frigories are transmitted to said volume portion of hot fluid 6. When the temperature of element 2 decreases until it reaches a temperature below its initial temperature because it is no longer subjected to a magnetic field, said element 2 is in thermal relation with a volume portion of cold fluid 5 and frigories are transmitted thereto. The calories or frigories generated by an element 2 can be transported to an exchanger. Thanks to the invention, it is therefore possible to produce, from a basic structure, either an electrical energy generating device or a heat transfer device. This basic structure may thus consist of a structure comprising, on the one hand, at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of driving a magnetic flux, the said at least one element 2 being in thermal contact with each other. Alternating manner with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a cold source, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 provided by a hot source, said hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of cold fluid 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the portions of thermally insulating fluid 5, the set of said distinct volume portions and individual hot fluids 6, cold 4 and insulating 5 circulating in at least one c 7, 8, and, on the other hand, a valve 11 for introducing at the inlet end 7 ', 8', of each pipe 7, 8, and circulating, between said inlet end 7 ', 8', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said separate and individual volume portions of hot, cold, and thermally insulating fluids 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6. From this basic structure, it is possible to produce a device 1 'for transferring heat. heat by integrating a means 10 for generating a variable magnetic field and applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties, so that the latter causes, through the circuit 3, the variation of the magnetic field of each element 2 with magnetocalo properties HAZARD. This variation of the magnetic field has the effect of varying the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, transmitted by thermal conduction to the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and 6. To produce a device 1 for generating electrical energy from this basic structure, it suffices to integrate at least one means for generating a permanent magnetic field 12 magnetically connected to each element 2 with magnetocaloric properties and a means 13 for transforming the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of to conduct a magnetic flux in an electric current. Thus, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element 2 with magnetocaloric properties induced by thermal conduction between each element 2 and the cold and hot heat transfer fluids 4 causes the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties and induces a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux so as to generate an electric current, thanks to the transformation means 13.
Bien entendu, pour pouvoir mettre les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques en relation de manière alternée avec des portions de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6, les fluides froid 4 et chaud 5 sont essentiellement non miscibles avec le fluide thermiquement isolant 5, de sorte qu'ils ne se mélangent pas entre eux. Une certaine tolérance au niveau de la non solubilité peut être prévue, selon la nature des fluides utilisés, l'objectif étant d'obtenir une interface suffisamment stable entre les différentes portions volumiques. Ces fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 peuvent se présenter sous différentes phases. Ils sont non miscibles ou faiblement miscibles, de manière à pouvoir les faire circuler dans une conduite 7, 8 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles. Les propriétés de ces fluides et leurs débits sont de préférence choisis de telle sorte que l'interface entre deux portions volumiques soit stable pendant leur déplacement dans les conduites. Of course, in order to be able to put the elements 2 with magnetocaloric properties in alternating relationship with portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6, the cold 4 and hot 5 fluids are essentially immiscible with the thermally insulating fluid 5, so that they do not mix with each other. Some tolerance at the level of the non-solubility can be provided, depending on the nature of the fluids used, the objective being to obtain a sufficiently stable interface between the different volume portions. These cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 may be in different phases. They are immiscible or slightly miscible, so as to be able to circulate in a pipe 7, 8 in the form of separate and individual volume portions. The properties of these fluids and their flow rates are preferably chosen so that the interface between two volume portions is stable during their movement in the pipes.
Selon l'invention, le moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut également constituer le moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique. Dans ces conditions, la structure de base peut également comprendre le moyen de génération 10 formant moyen de transformation 13, de sorte qu'elle constitue le dispositif 1' de transfert de chaleur. Ainsi, il suffit de rajouter au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 pour adapter la structure de base pour qu'elle constitue un dispositif 1 de génération d'énergie électrique. Inversement, il suffit de retirer chaque moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 au dispositif 1 de génération d'énergie électrique pour constituer un dispositif 1' de transfert de chaleur. De manière avantageuse, le moyen de génération 10 est constitué par au moins une bobine. Dans le cas d'un dispositif 1' de transfert de chaleur, cette bobine peut être reliée à un générateur électrique synchronisé de manière à obtenir une oscillation des éléments 2 à propriété -10- magnétocalorifiques autour de leur température de Curie. Cette bobine peut, en outre, être réalisée en cuivre vernis, par exemple. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque élément 2 peut coopérer intimement avec deux conduites 7 et 8 en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans ces dernières, et la valve 11 peut introduire dans la première 7 desdites conduites 7 et 8, dite conduite froide, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et, dans la seconde 8 desdites conduites 7 et 8, dite conduite chaude, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec le fluide froid 4 circulant dans la conduite froide 7 et le fluide thermiquement isolant 5 circulant dans la conduite chaude 8 puis avec le fluide chaud 6 circulant dans la conduite chaude 8 et le fluide thermiquement isolant 5 circulant dans la conduite froide 7. According to the invention, the means 10 for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties may also constitute the transformation means 13 for the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux in an electric current. Under these conditions, the basic structure may also comprise the generating means 10 forming transformation means 13, so that it constitutes the heat transfer device 1 '. Thus, it suffices to add at least one means for generating a permanent magnetic field 12 to adapt the basic structure so that it constitutes a device 1 for generating electrical energy. Conversely, simply remove each generation means of a permanent magnetic field 12 to the device 1 for generating electrical energy to form a device 1 'for heat transfer. Advantageously, the generating means 10 consists of at least one coil. In the case of a heat transfer device 1 ', this coil can be connected to a synchronized electric generator so as to obtain an oscillation of the elements 2 with magnetocalorific properties around their Curie temperature. This coil may, in addition, be made of varnished copper, for example. According to a first embodiment of the invention, each element 2 can co-operate intimately with two pipes 7 and 8 in order to carry out thermal exchanges by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids circulating in the latter, and the valve 11 may introduce into the first 7 of said pipes 7 and 8, said cold pipe, separate and individual volume portions of cold fluid 4 following and alternating with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and, in the second 8 of said pipes 7 and 8, the so-called hot pipe, discrete and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 alternating with different and distinct volume portions of hot fluid 6, such that each element 2 with magnetocaloric properties is in surface contact, so that alternated, with the cold fluid 4 flowing in the cold conduct ide 7 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the hot pipe 8 and then with the hot fluid 6 flowing in the hot pipe 8 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the cold pipe 7.
La figure 4 représente un dispositif 1' réalisé selon une première variante de ce mode de réalisation. Le dispositif représenté peut ainsi comporter au moins une structure 14 tridimensionnelle dans laquelle peut être intégré au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, de sorte que chaque structure peut coopérer intimement et de manière simultanée avec une conduite froide 7 et une conduite chaude 8, deux structures 14 consécutives étant séparées l'une de l'autre par une conduite froide 7 ou une conduite chaude 8 commune coopérant intimement et de manière simultanée avec ces deux structures. En outre, chaque élément 2 peut présenter une forme telle que sa paroi extérieure est en contact intime avec la paroi intérieure latérale de la structure 14 en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans les deux conduites 7 et 8, et les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peuvent être séparés les uns des autres par un matériau isolant thermiquement 15 dans chaque structure 14, de forme identique et disposés de la même manière dans chacune desdites structures 14, de telle sorte que deux structures 14 consécutives séparées -11- par une conduite 7, 8 sont à chaque fois symétriques par rapport à cette conduite 7, 8. La structure 14 représentée est réalisée sous la forme d'une conduite. Les éléments 2 à propriétés magnétocalorifiques, du fait qu'ils sont adjacents à la paroi intérieure de la conduite formant structure 14, et du fait que chaque conduite formant structure 14 est adjacente à une conduite froide 7 et une conduite chaude 8, sont en contact thermique avec les fluides circulant dans lesdites conduites 7 et 8 et les échanges thermiques sont facilités entre les fluides froid 4 et chaud 6 et les éléments 2. FIG. 4 represents a device 1 'made according to a first variant of this embodiment. The device shown can thus comprise at least one three-dimensional structure 14 in which at least one element 2 with magnetocaloric properties can be integrated, so that each structure can cooperate intimately and simultaneously with a cold pipe 7 and a hot pipe 8, two consecutive structures 14 being separated from each other by a cold pipe 7 or a hot pipe 8 common cooperating intimately and simultaneously with these two structures. In addition, each element 2 may have a shape such that its outer wall is in intimate contact with the lateral inner wall of the structure 14 in order to carry out heat exchange by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids flowing in the two. lines 7 and 8, and the elements 2 with magnetocaloric properties can be separated from each other by a thermally insulating material 15 in each structure 14, of identical shape and arranged in the same way in each of said structures 14, so that two consecutive structures 14 consecutive -11- by a pipe 7, 8 are each symmetrical with respect to this pipe 7, 8. The structure 14 shown is formed as a pipe. The elements 2 with magnetocalorific properties, because they are adjacent to the inner wall of the structure duct 14, and because each structure duct 14 is adjacent to a cold duct 7 and a hot duct 8, are in contact with each other. thermal with the fluids circulating in said pipes 7 and 8 and the heat exchanges are facilitated between the cold fluids 4 and 6 hot and the elements 2.
Pour transformer le dispositif représenté à la figure 3 de sorte qu'il constitue un dispositif 1 de génération d'énergie électrique, chaque structure tridimensionnelle peut comprendre, en outre, au moins un aimant permanent 12. Ce dernier peut être disposé, dans chaque structure 14 à côté d'un élément 2. To transform the device shown in FIG. 3 so that it constitutes a device 1 for generating electrical energy, each three-dimensional structure may furthermore comprise at least one permanent magnet 12. The latter may be disposed in each structure 14 next to an element 2.
Selon une seconde variante de ce premier mode de réalisation, le dispositif peut être constitué par au moins deux éléments 2 se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée ou espacée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments 2 étant intégrés dans une enceinte réalisée en un matériau thermiquement isolant, le volume formé entre deux éléments 2 consécutifs peut réaliser une conduite froide 7 ou une conduite chaude 8 commune, et l'enceinte peut être ouverte au niveau des extrémités d'entrée 7', 8' et de sortie 7", 8" des conduites froides 7 et chaudes 8. Cette variante non représentée est avantageuse et présente encore un meilleur rendement thermique que celui de la première variante, étant donné que les conduites chaudes 8 et froides 6 sont réalisées par les éléments 2 eux-mêmes et que de ce fait, aucune énergie thermique n'est absorbée par une paroi. L'enceinte E pourra être réalisée en un isolant mince, tel que du PVC, par exemple. According to a second variant of this first embodiment, the device may be constituted by at least two elements 2 in the form of identical profiles arranged in an offset manner or spaced apart and parallel to each other, said elements 2 being integrated into a enclosure made of a thermally insulating material, the volume formed between two consecutive elements 2 can achieve a cold pipe 7 or a common hot pipe 8, and the enclosure can be open at the inlet ends 7 ', 8' and output 7 ", 8" of cold pipes 7 and hot 8. This variant not shown is advantageous and still has a better thermal efficiency than that of the first variant, since the hot pipes 8 and 6 are cold formed by the elements 2 themselves and that, therefore, no heat energy is absorbed by a wall. The enclosure E may be made of a thin insulator, such as PVC, for example.
Comme cela est représenté sur les figures 2, 3 et 15, et selon une troisième variante de réalisation du premier mode l'invention, les modules fonctionnels des dispositifs 1 et 1' selon l'invention peuvent être constitués par au moins deux éléments 2 se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments 2 étant intégrés dans une enceinte E réalisée en un matériau possédant une faible diffusivité thermique, le volume formé entre deux éléments 2 consécutifs peut être divisé en plusieurs conduites par des - 12 - cales de séparation 16 de manière à former une rangée de conduites froides 7 ou de conduites chaudes 8, et l'enceinte E peut être ouverte au niveau des extrémités d'entrée 7', 8' et de sortie 7", 8" desdites conduites froides 7 et chaudes 8. As shown in Figures 2, 3 and 15, and according to a third embodiment of the first embodiment of the invention, the functional modules of the devices 1 and 1 'according to the invention may be constituted by at least two elements 2 presenting in the form of identical profiles disposed offset and parallel to each other, said elements 2 being integrated in a chamber E made of a material having a low thermal diffusivity, the volume formed between two consecutive elements 2 can be divided into several conducted by separating wedges 16 so as to form a row of cold pipes 7 or hot pipes 8, and the enclosure E can be open at the inlet ends 7 ', 8' and outlet 7 ", 8" of said cold pipes 7 and hot 8.
Ce type de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas de dispositifs 1 et 1' volumineux. En effet, le volume ou l'espace formé entre deux éléments 2 consécutifs peut présenter une taille ne permettant pas de faire circuler de manière convenable les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5, par exemple sans que ces derniers ne se mélangent. Cela est le cas lorsque les éléments 2 présentent, selon une vue en coupe transversale, une dimension telle que la hauteur très importante par rapport à l'autre dimension (la largeur). Dans ce cas, il est avantageux de diviser la hauteur du volume entre deux éléments 2 consécutifs par des cales de séparation 16, de manière à créer des conduites de section adaptée à la circulation des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5. Selon un second mode de réalisation de l'invention, chaqueélément 2 peut coopérer intimement avec au moins une conduite en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec cette dernière, et la valve 11 peut introduire, dans chaque conduite, et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5, puis une portion volumique distincte de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5 puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud 6, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante. Dans ce second mode de réalisation non représenté, les éléments 2 peuvent être montés dans une structure coopérant avec au moins une conduite dans laquelle circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 de manière à réaliser des échanges thermiques avec lesdits fluides. - 13 - De manière caractéristique, et en variante, le ou les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peuvent être disposés dans au moins une conduite dans laquelle circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, et la valve 11 peut introduire dans chaque conduite et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5, puis une portion volumique distincte de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5 puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud 6, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante. Dans cette dernière variante, les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques sont disposés dans la ou les conduites dans lesquelles circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5. L'échange thermique est ainsi favorisé, étant donné qu'il y a un contact direct entre les éléments 2 et portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6. L'invention prévoit également qu'un moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 peut être monté à l'extrémité de sortie 7", 8" des conduites 7, 8. Ce moyen de récupération et de séparation 41 permet de séparer les différentes phases en sortie d'un dispositif 1, 1' de sorte qu'il est possible de réintroduire ces fluides récupérés en entrée d'un dispositif 1, l'. Selon un premier mode de réalisation de la valve 11, représentée spécifiquement aux figures 5 à 8, ladite valve 11 peut être 30 constituée par - au moins un dispositif d'amenée 17 de fluide froid 4, au moins un dispositif d'amenée 18 de fluide chaud 6, un dispositif d'amenée 17 de fluide froid 4 étant affecté à chaque 35 conduite froide 7 ou à chaque rangée de conduites froides 7 et un dispositif d'amenée 18 de fluide chaud 6 étant affecté à chaque conduite chaude 8 ou à chaque rangée de conduites chaudes 8, l'extrémité de sortie 17', 18' de - 14 - chaque dispositif d'amenée 17, 18 étant disposée en regard des extrémités d'entrée 7', respectivement 8' des conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 vers les conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes, - un dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5, - et un dispositif de distribution 20 desdits fluides sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6, ledit dispositif de distribution 20 étant monté entre les dispositif d'amenée 17, 18 de fluides froid 4 et chaud 6 et le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5. De manière caractéristique, le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5 peut se présenter sous la forme d'un conduit disposé perpendiculairement aux conduites froides 7 et chaudes 8 et présenter des ouvertures 19' pour le passage du fluide thermiquement isolant 5, dont le nombre est égal au nombre de conduites froides 7 et chaudes 8 ou de rangées de conduites 7, 8, le dispositif de distribution 20 des fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 peut se présenter sous la forme d'une conduite montée à coulissement longitudinal sur le conduit 19 formant le dispositif d'amenée de fluide thermiquement isolant 5, de diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du conduit 19 formant le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant, ladite conduite 20 formant le dispositif de distribution 20 des fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 étant munie, d'une part, d'ouvertures 20' de forme correspondante aux ouvertures 19' du dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5, et dont le nombre est égal au nombre total de conduites froides 7 et chaudes 8 ou de rangées de conduites froides 7 et chaudes 8 additionné de un et, d'autre part, de rainures 21, réalisées dans l'enveloppe extérieure de la conduite 20, perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette dernière, de part et d'autre de chaque ouverture 20' et destinées au passage et guidage des fluides froid 4 et chaud 6, les dispositifs d'amenée 17, 18 des fluides froid 4 et chaud 6 peuvent contenir une chambre C débouchant, par l'intermédiaire d'un canal 17", respectivement 18", sur leur extrémité de sortie 17', 18', cette chambre - 15 - C présentant, au niveau sa partie adjacente audit canal 17", respectivement 18", une zone de forme circulaire 22 et ouverte de part et d'autre par rapport à l'axe longitudinal du canal 17", respectivement 18", dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre extérieur de la conduite 20 formant le dispositif de distribution, ladite conduite 20 peut être insérée dans la zone de forme circulaire 22 de telle manière que chaque ouverture 20' de ladite conduite est positionnée au niveau de l'extrémité d'un canal 17", 18" débouchant sur la chambre C, les ouvertures 19' du dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5 peuvent être positionnées au niveau des ouvertures 20' de la conduite 20. Dans ces conditions, le dispositif de distribution 20 des fluides peut être déplacé par coulissement sur le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5, de manière alternée, de telle sorte que -lorsqu'une ouverture 20' est disposée en regard d'une ouverture 19', la partie de portion tubulaire pleine de l'anneau de paroi extérieure de la conduite 20, dans lequel est réalisée l'ouverture obture la zone de forme circulaire 22, empêchant le passage de fluide froid 4 ou chaud 6 vers le canal 17", respectivement 18", et un passage du fluide thermiquement isolant 5 à travers les ouvertures 20', 19' et le canal correspondant 17", 18" en direction de l'extrémité d'entrée 7', 8' de la conduite froide 7 ou chaude 8 est réalisé, et - lorsqu'une rainure 21 est disposée en regard d'une ouverture 19', le fluide froid 5 ou chaud 6 du dispositif d'amenée 17, 18 correspondant circule depuis la chambre C, vers le canal correspondant 17", 18" en direction de l'extrémité d'entrée 7', 8' de la conduite froide 7 ou chaude 8, à travers le volume délimité par la rainure 21 et la paroi de la zone de forme circulaire 22. This type of embodiment is particularly advantageous in the case of bulky devices 1 and 1 '. Indeed, the volume or the space formed between two consecutive elements 2 may have a size that does not make it possible to circulate in a suitable manner the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5, for example without these the last ones do not mix. This is the case when the elements 2 have, in a cross-sectional view, a dimension such that the height is very large relative to the other dimension (the width). In this case, it is advantageous to divide the height of the volume between two consecutive elements 2 by separation wedges 16, so as to create ducts of section adapted to the circulation of the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5. According to a second embodiment of the invention, each element 2 can cooperate intimately with at least one pipe in order to carry out thermal exchanges by conduction with the latter, and the valve 11 can introduce, in each pipe, and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, and a distinct volume portion of hot fluid 6, such that each element 2 magnetocaloric properties is in contact surface, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a port separate and individual voluminal ion of thermally insulating fluid 5 and then with a distinct and individual volume portion of hot fluid 6, all of said distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding output end. In this second embodiment not shown, the elements 2 can be mounted in a structure cooperating with at least one pipe in which circulate the distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 so as to perform heat exchanges with said fluids . Characteristically, and alternatively, the element or elements 2 with magnetocaloric properties can be arranged in at least one pipe in which circulate the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and thermally insulating 5, and the valve 11 can introduce into each pipe and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid 4, a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, and a separate volume portion of hot fluid 6, so that each element 2 with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5 and then with a distinct and individual volume portion of hot fluid 6, the set of said distinct and individual volume portions the fluids 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding outlet end. In this latter variant, the elements 2 with magnetocaloric properties are arranged in the pipe or pipes in which circulate the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and thermally insulating 5. The heat exchange is thus favored, since there is a direct contact between the elements 2 and distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6. The invention also provides a means for recovery and separation 41 of cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5 can be mounted at the outlet end 7 ", 8" of the pipes 7, 8. This recovery and separation means 41 makes it possible to separate the different phases at the output of a device 1, 1 'so that it It is possible to reintroduce these recovered fluids into the input of a device 1, the. According to a first embodiment of the valve 11, shown specifically in FIGS. 5 to 8, said valve 11 may consist of - at least one cold fluid supply device 17, at least one delivery device 18 of FIG. hot fluid 6, a cold fluid supply device 17 being assigned to each cold pipe 7 or to each row of cold pipes 7 and a hot fluid supply device 18 being assigned to each hot pipe 8 or each row of hot pipes 8, the outlet end 17 ', 18' of each feeder 17, 18 being disposed facing the inlet ends 7 ', respectively 8' of the cold pipes 7 and hot 8 corresponding to allow a transfer of separate and individual volume portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 to the cold pipes 7 and 8 hot corresponding, - a device 19 for supplying fluid thermally. solant 5; and a device 20 for distributing said fluids in the form of distinct and individual volume portions of cold, heat-insulating and heat-generating fluids 4, said dispensing device 20 being mounted between the delivery devices 17, 18 of cold fluids 4 and heat 6 and the supply device 19 for thermally insulating fluid 5. Typically, the supply device 19 for thermally insulating fluid 5 may be in the form of a pipe arranged perpendicularly to the cold pipes 7 and hot 8 and have openings 19 'for the passage of thermally insulating fluid 5, the number of which is equal to the number of cold pipes 7 and 8 hot or rows of pipes 7, 8, the dispensing device 20 cold fluids 4 thermally insulating 5 and hot 6 may be in the form of a duct mounted to slide longitudinally on the duct 19 forming the thermic fluid supply device. insulation 5, of internal diameter equal to the outside diameter of the duct 19 forming the supply device 19 of thermally insulating fluid, said duct 20 forming the dispensing device 20 of the cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 being provided, d firstly, openings 20 'of corresponding shape to the openings 19' of the supply device 19 of thermally insulating fluid 5, and whose number is equal to the total number of cold pipes 7 and 8 hot or rows of cold pipes 7 and 8 added hot and, on the other hand, grooves 21, made in the outer casing of the pipe 20, perpendicular to the longitudinal axis of the latter, on either side of each opening 20 ' and intended for the passage and guiding of cold 4 and hot fluids 6, the supply devices 17, 18 of cold fluids 4 and 6 can contain hot chamber C opening, through a channel 17 ", respectively 18" , sure their outlet end 17 ', 18', this chamber C having, at its portion adjacent to said channel 17 ", respectively 18", a circularly shaped zone 22 and open on either side with respect to the longitudinal axis of the channel 17 ", respectively 18", whose diameter is substantially equal to the outside diameter of the pipe 20 forming the dispensing device, said pipe 20 can be inserted into the circular-shaped zone 22 so that each opening 20 'of said pipe is positioned at the end of a channel 17 ", 18" opening on the chamber C, the openings 19' of the supply device 19 of thermally insulating fluid 5 can be positioned at the openings 20 'of the pipe 20. Under these conditions, the device 20 for dispensing the fluids can be moved by sliding on the supply device 19 of thermally insulating fluid 5, alternately, so that -when an opening 20 'is arranged opposite an opening 19', the solid tubular portion portion of the outer wall ring of the pipe 20, in which the opening is made closes the circular-shaped zone 22, preventing the passage of cold fluid 4 or hot 6 to the channel 17 ", respectively 18", and a passage of the thermally insulating fluid 5 through the openings 20 ', 19' and the corresponding channel 17 ", 18" towards the inlet end 7 ', 8' of the cold pipe 7 or hot 8 is formed, and - when a groove 21 is disposed opposite an opening 19 ', the cold fluid 5 or hot 6 of the delivery device 17, 18 corresponding flows from the chamber C, to the corresponding channel 17 ", 18" towards the inlet end 7 ', 8' of the cold pipe 7 or hot 8, through the volume defined by the groove 21 and the wall of the circular-shaped zone 22.
Selon un second mode de réalisation représenté aux figures 9 à 13, la valve 11 peut être constituée par - au moins un dispositif d'amenée 32 de fluide froid 4 et de fluide thermiquement isolant 5, - au moins un dispositif d'amenée 33 de fluide chaud 6 et de fluide thermiquement isolant 5, un dispositif d'amenée 32 de fluide froid 4 et de fluide thermiquement isolant 5 étant affecté à chaque conduite froide 7 ou à chaque rangée de conduites froides 7 et un dispositif -16- d'amenée 33 de fluide chaud 6 et de fluide thermiquement isolant 5 étant affecté à chaque conduite chaude 8 ou à chaque rangée de conduites chaudes 8, l'extrémité de sortie 32', 33' de chaque dispositif d'amenée 32, 33 étant disposée en regard des extrémités d'entrée 7', respectivement 8' des conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 vers les conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes, et - un dispositif de distribution 34 des fluides froid 4 et thermiquement isolant 5 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles et un dispositif de distribution 34' de fluides chaud 6 et thermiquement isolant 5 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles, les dispositifs d'amenée 32 de fluide froid 4 peuvent être en 15 relation fluidique les uns avec les autres, les dispositifs d'amenée 32 et 33 peuvent présenter chacun une chambre 35 de distribution des fluides 4, 5 et 6 débouchant au niveau de l'extrémité de sortie 32', 33' desdits dispositifs d'amenée 32, 33, les dispositifs d'amenées 33 de fluide chaud 6 étant en relation fluidique les uns 20 avec les autres en amont de ladite chambre 35 et, l'entrée de chaque chambre 35 étant reliée fluidiquement à une arrivée 37 de fluide chaud 6 ou une arrivée 36 de fluide froid 4 et à une arrivée 38 de fluide thermiquement isolant 5, les dispositifs de distribution 34, 34' peuvent être réalisés sous 25 la forme de plaques munies d'orifices de passage 39, 39' des fluides froid 4 ou chaud 6 et isolant 5 et montées coulissantes dans les dispositifs d'amenée 32, respectivement 33 au niveau de l'entrée des chambres 35 de manière à réguler l'arrivée des fluides 4, 5 et 6 dans les conduites correspondantes, et les plaques formant les dispositifs de distribution 34, 34' 30 peuvent être entraînées selon un mouvement de va-et-vient de telle manière que, dans un premier temps, d'une part, les arrivées de fluide froid 4 de chaque dispositif de distribution de fluide froid 4 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39 de la plaque 34 et ladite plaque 34 bloque le passage du fluide 35 thermiquement isolant 5 vers lesdites chambres 35 et, d'autre part, les arrivées de fluide thermiquement isolant 5 de chaque dispositif de distribution de fluide chaud 6 débouchent sur les chambres 35 - 17 - correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39' de la plaque 34' et ladite plaque 34' bloque le passage du fluide chaud 6 vers lesdites chambres 35 et, dans un second temps, d'une part, les arrivées de fluide thermiquement isolant 5 de chaque dispositif de distribution de fluide froid 4 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39 de la plaque 34 et ladite plaque 34 bloque le passage du fluide thermiquement froid 4 vers lesdites chambres 35 et, d'autre part, les arrivées de fluide chaud 6 de chaque dispositif de distribution de fluide chaud 6 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39' de la plaque 34' et ladite plaque 34' bloque le passage du fluide thermiquement isolant 5 vers lesdites chambres 35. Selon un troisième mode de réalisation de la valve 11, représentée à la figure 14, chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, les conduites froides 7 et chaudes 8 peuvent présenter une section quadrangulaire, les conduites froide 7 et chaude 8 peuvent présenter, au niveau de leur extrémité d'entrée 7', 8', sur une première face 23, un orifice d'entrée 26 de fluide froid 4, sur une seconde face 24, un orifice d'entrée 27 de fluide chaud 6 et, sur une troisième face 25, un orifice d'entrée 28 de fluide thermiquement isolant 5, et la valve 11 peut être constituée par trois plaques 29, 30, 31, chacune étant montée à translation sur une 23, 24, 25 desdites première, seconde et troisième faces, reliée à un dispositif d'amenée de fluide froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 correspondant, et munie d'une ouverture 26', 27', 28' de forme correspondante à celle de l'orifice d'entrée 26, 27, 28 correspondant, lesdites plaques 23, 24, 25 étant actionnées de manière à produire un mouvement de va et vient obturant et dégageant successivement, et de manière inversée pour chaque plaque 23, 24, 25, l'orifice d'entrée 26, 27, 28 correspondant, de sorte à générer une suite continue et alternée de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et thermiquement isolant 5 dans chaque conduite froide 7 et de fluides chaud 6 et thermiquement isolant 5 dans chaque conduite chaude 8. According to a second embodiment shown in FIGS. 9 to 13, the valve 11 may consist of - at least one supply device 32 for cold fluid 4 and thermally insulating fluid 5, - at least one delivery device 33 for hot fluid 6 and thermally insulating fluid 5, a supply device 32 for cold fluid 4 and thermally insulating fluid 5 being assigned to each cold pipe 7 or to each row of cold pipes 7 and a delivery device 33 of hot fluid 6 and thermally insulating fluid 5 being assigned to each hot pipe 8 or to each row of hot pipes 8, the outlet end 32 ', 33' of each feeder 32, 33 being arranged opposite inlet ends 7 ', respectively 8' of the cold pipes 7 and 8 corresponding hot so as to allow transfer of separate and individual volume portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 to the corresponding cold conductors 7 and 8, and a dispensing device 34 for cold and thermally insulating fluids 5 in the form of distinct and individual volume portions and a dispensing device 34 'for hot fluids 6 and thermally insulating 5 in the form of of distinct and individual volume portions, the cold fluid supply devices 4 may be in fluid relation with each other, the supply devices 32 and 33 may each have a fluid distribution chamber 4, 5 and 6 opening at the outlet end 32 ', 33' of said delivery devices 32, 33, the hot fluid supply devices 33 being in fluid relation with each other upstream of said chamber 35 and, the inlet of each chamber 35 being fluidly connected to an inlet 37 of hot fluid 6 or an inlet 36 of cold fluid 4 and to an inlet 38 of thermally insulating fluid 5, the dispensing devices 34, 34 'can be made in the form of plates provided with passage openings 39, 39' of the cold fluids 4 or hot 6 and insulating 5 and slidably mounted in the feed devices 32, respectively 33 at the inlet of the chambers 35 so as to regulate the arrival of the fluids 4, 5 and 6 in the corresponding conduits, and the plates forming the dispensing devices 34, 34 'can be driven in a variable movement. and-comes such that, at first, on the one hand, the cold fluid inflows 4 of each cold fluid dispensing device 4 open on the corresponding chambers 35 through the passage orifices 39 of the plate 34 and said plate 34 blocks the passage of thermally insulating fluid 5 to said chambers 35 and, on the other hand, the thermally insulating fluid inflows 5 of each hot fluid dispensing device 6 discharged t on the corresponding chambers through the passage holes 39 'of the plate 34' and said plate 34 'blocks the passage of the hot fluid 6 to said chambers 35 and, in a second step, a On the other hand, the thermally insulating fluid inflows 5 of each cold fluid dispensing device 4 open onto the corresponding chambers 35 via the through-holes 39 of the plate 34 and the said plate 34 block the passage of the thermally-cold fluid 4 towards said chambers 35 and, on the other hand, the hot fluid inflows 6 of each hot fluid dispensing device 6 open onto the corresponding chambers 35 through the through-holes 39 'of the plate 34' and said plate 34 blocks the passage of thermally insulating fluid 5 to said chambers 35. According to a third embodiment of the valve 11, shown in FIG. 14, each element 2 with magnetocaloriq properties ues, the cold pipes 7 and hot 8 may have a quadrangular section, the cold pipes 7 and hot 8 may have, at their inlet end 7 ', 8', on a first face 23, an inlet port 26 of cold fluid 4, on a second face 24, an inlet port 27 of hot fluid 6 and, on a third face 25, an inlet 28 of thermally insulating fluid 5, and the valve 11 may be constituted by three plates 29, 30, 31, each being mounted in translation on a 23, 24, 25 of said first, second and third faces, connected to a corresponding cold fluid supply device 4, hot 6 and thermally insulating 5 corresponding, and provided an aperture 26 ', 27', 28 'of corresponding shape to that of the corresponding inlet port 26, 27, 28, said plates 23, 24, 25 being actuated so as to produce a back and forth motion closing and releasing successively, and inversely for each plate 23, 24, 25, the inlet orifice 26, 27, 28 corresponding, so as to generate a continuous and alternating sequence of distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and thermally insulating 5 in each cold pipe 7 and fluids hot 6 and thermally insulating 5 in each hot pipe 8.
Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique peut être réalisé sous la forme d'un élément creux à section quadrangulaire réalisé en un matériau - 18 -ferromagnétique et à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques et les conduites 7, 8. Il pourrait également être prévu de réaliser ce circuit 3 sous la forme d'une structure ouverte, tel que cela est représenté sur les figures 17A et 17B, voire en forme de U, tel que le dispositif 1' de la figure 17A. Lorsque le circuit est constitué par un élément creux à section quadrangulaire, le moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique peut être constitué par deux bobines disposée chacune sur une branche de l'élément à structure rectangulaire creux formant le circuit apte à conduire un flux magnétique et de part et d'autre de l'ensemble formé par les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques 2 et les conduites 7, 8. Les figures 2, 3 et 10 représentent une telle configuration avec deux bobines 10. Lorsque le circuit 3 présente une structure ouverte, une seule bobine peut être enroulée autour d'une branche de cette structure, tel que représenté aux figures 17A et 17B. En effet, selon l'invention, le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique peut être réalisé en matériau ferromagnétique sous la forme d'un U à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques et les conduites 7, 8 et dont une aile est entourée par une bobine 10. La température de Curie des éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peut être comprise entre -40 C et 70 C, et est de préférence de 20 C, c'est-à-dire proche de la température ambiante, de sorte que l'apport d'énergie pour chauffer le fluide chaud 6 est réduit au maximum. Au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut en outre être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : gadolinium, silicium, germanium ou un mélange de ceux-ci. As shown in FIGS. 2 and 3, the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux can be made in the form of a hollow element with a quadrangular section made of a -18-ferromagnetic material and inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8. It could also be envisaged to make this circuit 3 in the form of an open structure, as shown in FIGS. 17A and 17B, or even in a U-shape, such as the device 1 'of FIG. 17A. When the circuit is constituted by a hollow element with quadrangular section, the transformation means 13 of the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux in an electric current may consist of two coils each disposed on a branch of the hollow rectangular structure element forming the circuit capable of conducting a magnetic flux and on either side of the assembly formed by the magnetocaloric elements 2 2 and the conduits 7, 8. Figures 2, 3 and 10 show a such a configuration with two coils 10. When the circuit 3 has an open structure, a single coil can be wound around a branch of this structure, as shown in Figures 17A and 17B. According to the invention, the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux can be made of ferromagnetic material in the form of a U inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8 and of which one wing is surrounded by a coil 10. The Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties can be between -40 C and 70 C, and is preferably 20 C, that is to say close to the temperature ambient, so that the energy input to heat the hot fluid 6 is reduced to the maximum. At least one element 2 with magnetocaloric properties may also consist of an alloy comprising the following chemical elements: gadolinium, silicon, germanium or a mixture thereof.
Au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : manganèse, fer, phosphore, arsenic. En variante, au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : lanthane, fer, silicium, hydrogène et est de préférence l'alliage suivant : La(Feo,89 Sio,11)13HI,3• - 19 - Un tel matériau 2 pourra également être l'alliage de formule chimique de LaFei1CO0,9Sii,i dont la courbe de magnétisation en fonction de la température est représentée à la figure 18. Le choix des éléments 2 est dicté par la température de travail, c'est-à-dire la température de Curie de ces derniers, en relation avec la température du fluide chaud 6. De préférence, on choisira des matériaux présentant une transition magnétique de premier ordre. Comme déjà indiqué plus haut, les dimensions et les formes des conduites doivent également être adaptées pour garantir cette stabilité. At least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: manganese, iron, phosphorus, arsenic. As a variant, at least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: lanthanum, iron, silicon, hydrogen and is preferably the following alloy: La (Feo, 89 SiO, 11) 13HI, Such a material 2 may also be the alloy of chemical formula of LaFe1C0C0.9Sii, i whose magnetization curve as a function of temperature is shown in FIG. 18. The choice of elements 2 is dictated by the working temperature, that is to say the Curie temperature of the latter, in relation to the temperature of the hot fluid 6. Preferably, materials having a first-order magnetic transition will be selected. As already mentioned above, the dimensions and shapes of the pipes must also be adapted to guarantee this stability.
Ainsi, et de manière caractéristique, le fluide froid 4 et le fluide chaud 6 peuvent être des liquides. Ces liquides peuvent être choisis dans le groupe formé par l'eau et l'eau glycolée. Dans ces conditions, et de manière caractéristique, chaque conduite 7, 8 peut être réalisée en un matériau hydrophobe, de préférence en PTFE. De plus, il est avantageux de choisir un matériau présentant une faible hystérésis au déplacement, par exemple en réalisant un traitement du type ultrahydrophobe sur la surface de ce dernier. Le fluide thermiquement isolant 5 peut être un gaz. Ce gaz peut être choisi dans le groupe formé par l'air, l'hélium et l'argon. Thus, and typically, the cold fluid 4 and the hot fluid 6 may be liquids. These liquids may be selected from the group consisting of water and brine. Under these conditions, and typically, each pipe 7, 8 may be made of a hydrophobic material, preferably PTFE. In addition, it is advantageous to choose a material having a low displacement hysteresis, for example by carrying out an ultrahydrophobic treatment on the surface of the latter. The thermally insulating fluid 5 may be a gas. This gas can be chosen from the group formed by air, helium and argon.
Le fluide thermiquement isolant 5 peut également être un liquide. A cet effet, il peut être une huile, de préférence une huile minérale ou végétale. L'invention a également pour objet un ensemble de génération d'énergie électrique, constitué par un module 40 comprenant un dispositif 1 de génération d'énergie électrique selon l'invention et un dispositif 1' de transfert de chaleur selon l'invention, caractérisé en ce que le dispositif 1, 1' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur est relié à la sortie du dispositif 1', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique, en ce qu'une valve 11 commune et unique est montée en amont du dispositif 1', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique de manière à introduire des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8' de chaque conduite 7, 8 de ce dernier, en ce que lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5, en sortie desdites - 20 - conduites 7, 8 sont directement introduites dans le dispositif 1, 1' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif 1' de transfert de chaleur et de la valve 11 est fournie en partie par le dispositif 1 de génération d'énergie électrique. En d'autres termes, cet ensemble de génération d'énergie électrique est constitué par une valve 11, un module fonctionnel d'un dispositif 1 de génération d'énergie électrique et un module fonctionnel d'un dispositif 1' de transfert de chaleur. Ainsi, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides sont injectées par la valve 11 dans le dispositif 1, 1' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur et, depuis ce dernier, directement dans le dispositif 1', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique. De manière caractéristique, le moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 peut être monté à l'extrémité de sortie 7", 8", des conduites 7, 8 du dernier dispositif 1, 1' et les fluides récupérés peuvent être réintroduits dans le module 40 et un dispositif apte à chauffer le fluide chaud 6 peut être intégré entre le moyen de récupération et de séparation 41 et la valve 11 pour chauffer le fluide chaud 6 destiné à être réintégré dans le dispositif 1, 1' disposé directement derrière la valve. Un tel ensemble de génération d'énergie électrique peut être constitué par plusieurs modules 40 montés en série, le premier desdits modules 40 étant alimenté en portions volumiques distinctes et individuelles de fluides par une valve 11 commune et unique et chacun des autres modules 40 par les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides en sortie des conduites 7, 8 du module 40 précédent, les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques de chaque structure 14 respectivement de chaque conduite de chaque dispositif 1, 1' présentant une température de Curie différente et les dispositifs 1, 1' étant disposés les uns par rapport aux autres de telle sorte que celui présentant les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques dont la température de Curie est la plus élevée est relié à la valve 11 et que celui présentant les éléments 2 à propriétés magnétocalorifiques dont la température de Curie est la plus faible est relié, au niveau de sa sortie, à un moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5, la température de Curie des éléments 2 à propriétés magnétocaloriques des dispositifs 1, 1' - 21 - intermédiaires décroissant en direction du moyen de récupération et de séparation 41, et en ce que les fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 récupérés à l'extrémité de sortie 7", 8" des conduites 7, 8 du dernier module 40 sont réintroduits dans le premier module 40. The thermally insulating fluid 5 can also be a liquid. For this purpose, it may be an oil, preferably a mineral or vegetable oil. The subject of the invention is also an electrical energy generation assembly consisting of a module 40 comprising a device 1 for generating electrical energy according to the invention and a device 1 'for transferring heat according to the invention, characterized in that the device 1, 1 'for generating electrical energy or for transferring heat is connected to the output of the heat transfer or electric power generating device 1', 1, in that a valve 11 common and unique is mounted upstream of the device 1 ', 1 of heat transfer or electrical energy generation so as to introduce separate and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulating 5 at the end 7 ', 8' of each pipe 7, 8 of the latter, in that said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5, at the outlet of said pipes 7, 8 are directlyintroduced into the device 1, 1 'of electric power generation or heat transfer, and in that the electrical energy necessary for the operation of the heat transfer device 1' and the valve 11 is supplied in part by the device 1 for generating electrical energy. In other words, this electrical energy generation assembly is constituted by a valve 11, a functional module of a device 1 for generating electrical energy and a functional module of a device 1 'of heat transfer. Thus, the distinct and individual volume portions of fluids are injected by the valve 11 into the device 1, 1 'for generating electrical energy or heat transfer and, from the latter, directly into the transfer device 1', 1 of heat or generation of electrical energy. Characteristically, the means for recovering and separating 41 the cold, hot and thermally insulating fluids 4 may be mounted at the outlet end 7 ", 8" of the lines 7, 8 of the last device 1, 1 ". and the recovered fluids can be reintroduced into the module 40 and a device adapted to heat the hot fluid 6 can be integrated between the recovery and separation means 41 and the valve 11 to heat the hot fluid 6 intended to be reintegrated in the device 1, 1 'arranged directly behind the valve. Such an electrical energy generation assembly may consist of several modules 40 connected in series, the first of said modules 40 being supplied with distinct and individual fluid volume portions by a common and single valve 11 and each of the other modules 40 by distinct and individual volume portions of fluids at the outlet of the pipes 7, 8 of the preceding module 40, the elements 2 with magnetocaloric properties of each structure 14 respectively of each pipe of each device 1, 1 'having a different Curie temperature and the devices 1 , 1 'being arranged relative to each other so that the one having the elements 2 with magnetocaloric properties whose Curie temperature is the highest is connected to the valve 11 and the one having the elements 2 with magnetocalorific properties whose Curie temperature is the lowest is connected, at its level output, to a means of recovery and separation 41 of cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5, the Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties of the devices 1, 1 'intermediaries decreasing towards the recovery means and separating 41, and in that the cold fluids 4, heat 6 and thermally insulating 5 recovered at the outlet end 7 ", 8" of the pipes 7, 8 of the last module 40 are reintroduced into the first module 40.
De cette manière, étant donné que la température du fluide chaud 6 contenu dans une portion volumique distincte et individuelle décroît au fur et à mesure de son déplacement dans chaque dispositif 1, 1 la température de Curie des éléments 2 est adaptée à cette baisse de température et l'ensemble de génération d'énergie électrique conserve un rendement élevé. La figure 16 représente un tel ensemble de génération d'énergie électrique. La valve 11 est alimentée en énergie thermique par une source de chaleur telle qu'un panneau solaire, une chaudière ou un autre moyen similaire. Sur le schéma représenté à la figure 16, la valve 11 est alimentée en fluide chaud 6 par l'intermédiaire d'un échangeur thermique chauffant le fluide en sortie du moyen de récupération et de séparation 41. Ce dernier alimente également la valve en fluide froid 4. In this way, since the temperature of the hot fluid 6 contained in a distinct and individual volume portion decreases as it moves in each device 1, 1 the Curie temperature of the elements 2 is adapted to this temperature drop. and the electrical power generation assembly retains a high efficiency. FIG. 16 represents such an assembly of electrical energy generation. The valve 11 is supplied with thermal energy by a heat source such as a solar panel, a boiler or other similar means. In the diagram shown in FIG. 16, the valve 11 is supplied with hot fluid 6 via a heat exchanger heating the fluid at the outlet of the recovery and separation means 41. The latter also supplies the valve with cold fluid. 4.
La valve 11 met en forme les fluides 4, 5 et 6 et les fait circuler par l'intermédiaire d'une pompe (non représentée), par exemple, ou par gravité. Le passage de ces fluides 4, 5 et 6 dans le dispositif 1 permet de générer de l'énergie électrique. Les fluides 4, 5 et 6 dans le dispositif 1 permet de générer de l'énergie électrique. Les fluides 4, 5 et 6 intègrent ensuite le dispositif 1' de transfert de chaleur dans lequel il y a transfert de chaleur entre le fluide chaud 6 et le fluide froid 4. Ensuite, les fluides 4, 5 et 6 sont récupérés et séparés dans le moyen de récupération et de séparation 41 et réintroduits dans la valve 11 (directement en ce qui concerne le fluide froid 4 et en passant par l'échangeur thermique en ce qui concerne le fluide chaud 6). Un tel ensemble permet d'obtenir, malgré les pertes d'énergie dues notamment à son défaut de calorifugation, un bon rendement, même avec une faible différence de température entre le fluide froid 4 et le fluide chaud 6. The valve 11 shapes the fluids 4, 5 and 6 and circulates them through a pump (not shown), for example, or by gravity. The passage of these fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy. The fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy. The fluids 4, 5 and 6 then integrate the heat transfer device 1 'in which there is heat transfer between the hot fluid 6 and the cold fluid 4. Then, the fluids 4, 5 and 6 are recovered and separated in the recovery and separation means 41 and reintroduced into the valve 11 (directly with regard to the cold fluid 4 and through the heat exchanger with respect to the hot fluid 6). Such an assembly makes it possible to obtain, despite the energy losses due in particular to its lack of insulation, a good yield, even with a small difference in temperature between the cold fluid 4 and the hot fluid 6.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers - 22 - éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.
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