BR0113171B1 - aparelho de refrigeraÇço magnÉtica de leito rotativo. - Google Patents

Description

"APARELHO DE REFRIGERAÇÃO MAGNÉTICA DE LEITO ROTATIVO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, de modo geral, aocampo da refrigeração magnética e a aparelhos derefrigeração regenerativa magnética ativa.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A regeneração magnética ativa combina umregenerador a um dispositivo que opera sobre o efeitomagneto-calórico. A operação dos regeneradores magnéticosativos é descrita na Patente U.S. N0 4.332.135, de Barclayet al. Um modelo experimental de um regenerador magnéticoativo foi construído e testado e é descrito em um artigo deA. J. DeGregoria et al. , "The Results of An Active MagneticRegenerative Refrigerator", Advances in CryogenicEngineering, Volume 37B, 1991. Um modelo detalhado doregenerador magnético ativo é oferecido em um artigo de A.J.DeGregorial Advances in Cryogenie Engineering, Volume 3 7B,1991. Um regenerador magnético ativo é um tipo derefrigerante ou bomba térmica que utiliza o efeito magneto-calórico. Os materiais que exibem o efeito magneto-calóricose aquecem após a magnetização e se resfriam após adesmagnetização. Em um dispositivo regenerador magnéticoativo básico (AMR), um leito de material magneto-calóricoque é poroso a um fluido de transferência térmica éconectado a dois trocadores de calor, com um mecanismoprovido para realizar o fluxo de fluido alternativo atravésdo leito de material magneto-calórico a partir de umtrocador de calor para o outro. Um mecanismo é tambémprovido para magnetização e desmagnetização do leito.Ocorrem quatro partes no ciclo de um AMR: a magnetização doleito, que aquece o material magneto-calórico e o fluido noleito por meio do efeito magneto-calórico; o fluxo de fluidode frio para quente através do leito com a liberação decalor através de um trocador de calor quente; adesmagnetização do leito, que resfria o material magneto-calórico e o fluido do leito; e o fluxo de fluido de quentepara frio através do leito, com o fluido resfriadoabsorvendo calor no trocador de calor frio.

Um dispositivo AMR magnetiza e aquece o leitoantes de o fluido fluir de frio para quente, e, em seguida,desmagnetiza e resfria o leito antes de fluir de quente parafrio. A aplicação do campo magnético ao leito magnético criaum par de perfis de temperatura e de posição relativa noleito, um quando o leito é magnetizado e o outro quando oleito é desmagnetizado. A diferença entre os dois perfis deleito em qualquer local é a mudança de temperaturaadiabática do material magneto-calórico na travessia damudança do campo magnético. Se a mudança de temperaturaadiabática é grande o suficiente, o fluido que emerge apartir do lado frio do leito pode ter uma temperaturainferior à temperatura do reservatório frio, resultando emum resfriamento líquido do reservatório frio, ao invés de umvazamento térmico a partir do reservatório quente para oreservatório frio, o que seria o caso com um regeneradorcomum. Evidentemente, de acordo com as leis datermodinâmica, o trabalho deve ser feito de tal processo,uma vez que o calor flui de um reservatório frio para umreservatório quente. No caso de um AMR, o trabalho érealizado pelo mecanismo de transmissão que movimenta o ímãe o leito um com relação ao outro ou por meio de um ímãeletricamente comutado. Ao se utilizar os trocadores decalor nos dois lados quente e frio, o calor pode serremovido do trocador de calor frio através do AMR e liberadoatravés do trocador de calor quente. Uma estrutura para serealizar esta transferência é apresentada na Patente U.S. N04.332.135 acima mencionada.

Uma outra extensão dos regeneradores magnéticosativos é mostrada na Patente U.S. N0 5.24 9.424, deDeGregoria, et al. , na qual o fluxo de fluido detransferência térmica através do leito é desequilibrado, demodo que mais fluido flui através do leito a partir do ladoquente para o lado frio do leito do que do lado frio para olado quente. 0 excesso de fluido de transferência térmica édesviado de volta para o lado quente do leito, e múltiplosestágios regeneradores magnéticos ativos podem ser usados.Conforme descrito nesta patente, os leitos regeneradorespodem se movimentar para dentro e para fora do campomagnético de uma maneira alternativa ou os leitos podem sermontados em uma roda giratória.

Uma das desvantagens dos regeneradores magnéticosativos é a ineficácia encontrada, uma vez que o fluido detransferência térmica nos regeneradores magnéticos ativosalternativos é transportado em vaivém para frente e paratraseiro entre o(s) leito (s) regenerador (es) e osrespectivos trocadores de calor quente e frio. Uma vez que ofluxo de fluido não se encontra em uma direção única entreos leitos e os trocadores de calor, uma quantidade de fluidode transferência térmica fica sempre nos tubos de conexãoentre os leitos e os trocadores de calor e nunca faz umciclo através dos leitos e dos trocadores de calor. Estefluido de transferência térmica preso, comumente referidocomo "volume morto", é uma fonte significante de deficiêncianos regeneradores magnéticos ativos anteriores. A PatenteU.S. N0 5.934.078, de Lawtonf Jr. et al. , apresenta umaparelho de refrigeração regenerador magnético ativoalternativo que reduz muito o volume morto do fluido detransferência térmica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, um aparelho derefrigeração magnética de leito rotativo possui leitosregeneradores magnéticos dispostos em um anel que é montadopara rotação em torno de um eixo central, de tal modo quecada leito se movimente para dentro e para fora de um campomagnético provido por um ímã conforme o anel gira. Cadaleito tem uma extremidade quente e uma extremidade fria. 0fluido de transferência térmica é direcionado para e apartir dos leitos regeneradores por de uma válvula dedistribuição que é conectada por condutos às extremidadesquente e fria dos leitos e que gira com o anel de leitos. Aválvula de distribuição possui um membro de válvulaestacionário que é conectado por meio de condutos a umtrocador de calor quente e a um trocador de calor frio. Umabomba conectada nos condutos aciona o fluido detransferência térmica em circulação companhia os condutosatravés dos trocadores de calor quente e frio, da válvula dedistribuição e dos leitos regeneradores magnéticos. Cada umdos leitos inclui um material magneto-calórico que é porosoe que permite que o fluido de transferência térmica fluaatravés dos mesmos. A válvula de distribuição direciona ofluido de transferência térmica para a extremidade quente deum leito que fica fora do campo magnético de tal modo que ofluido de transferência térmica flua no sentidocircunferencial através do leito para a sua extremidadefria, onde o mesmo é direcionado de volta para a válvula dedistribuição. Quando um leito está no campo magnético, aválvula de distribuição direciona o fluido para aextremidade fria do leito para fluxo através da mesma nosentido circunferencial até a extremidade quente, onde ofluido é direcionado de volta para a válvula dedistribuição, completando um ciclo regenerador magnéticoativo. Durante cada revolução completa do anel dos leitosregeneradores, o fluido que flui através de cada condutoflui apenas em uma única direção ou permanece estacionáriodurante uma parte do ciclo, minimizando o volume morto noscondutos e, por meio do que, aumentando a eficiência.

Uma válvula de distribuição pode ser utilizada,compreendendo um membro de válvula estacionário interno e ummembro de válvula rotativo externo montado de modo a girarem torno de um eixo central em engate com o membro deválvula estacionário. Em uma válvula de distribuiçãorotativa preferida, o membro de válvula estacionário possuiduas câmaras de fluido frio e duas câmaras de fluido quente,e o membro de válvula rotativo possui primeiros orifícios defluido frio no mesmo que, quando o membro de válvularotativo gira, ficam sucessivamente em comunicação com aprimeira câmara de fluido frio, e segundos orifícios defluido frio no mesmo que, quando o membro de válvularotativo gira, ficam sucessivamente em comunicação com asegunda câmara de fluido frio. O membro de válvula rotativoinclui ainda primeiros orifícios de fluido quente que,quando o membro de válvula rotativo gira, ficamsucessivamente em comunicação com a primeira câmara defluido quente, e segundos orifícios de fluido quente que,quando o membro de válvula rotativo gira, ficamsucessivamente em comunicação com a segunda câmara de fluidoquente. São formados canais no membro de válvulaestacionário que se estendem a partir das duas aberturas defluido quente para a primeira e segunda câmaras de fluidoquente, e a partir das duas aberturas de fluido frio para aprimeira e segunda câmaras de fluido frio. Os condutos emseguida se estendem a partir dos orifícios de entrada friados leitos nas extremidades frias dos mesmos até osorifícios do membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a primeira das câmaras defluido frio. Os condutos também se estendem a partir dosorifícios de saída fria dos leitos para os orifícios domembro de válvula rotativo que entram sucessivamente emcomunicação com a segunda das câmaras de fluido frio. Oscondutos também se estendem a partir dos orifícios de saídaquente dos leitos nas extremidades quentes dos leitos até osorifícios no membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a primeira das câmaras defluido quente assim como com os condutos que se estendem apartir dos orifícios de entrada quente dos leitos até osorifícios do membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a segunda das câmaras defluido quente. 0 membro de válvula rotativo é conectadopelos condutos aos leitos no anel de leitos e gira com oanel. Sendo assim, todo o desvio do fluxo de fluido ocorrena válvula de distribuição rotativa central ao invés de nasválvulas engatadas no anel. As vedações requeridas para aválvula de distribuição rotativa central são eficazes emuito mais simples que as vedações que precisariam engatarnos orifícios dos leitos, possibilitando um desenho devedação simplificado, um desgaste reduzido nas vedações, eperdas mecânicas minimizadas na válvula de distribuição.

A válvula de distribuição pode ainda ser formadacom dois discos tendo faces planas que ficam fortementeengatadas entre si. Um dos discos é um membro de válvulaestacionário e o outro é um membro de válvula rotativomontado para rotação. Os dois discos possuem orifícios nosmesmos que entram sucessivamente em ou fora de comunicaçãopara direcionar o fluxo de fluido para os condutosapropriados que se estendem a partir do disco rotativo até aextremidade quente e à extremidade fria de cada leito derefrigerador magnético. 0 disco rotativo de válvula dedistribuição é conectado por meio de condutos ao trocador decalor quente e ao trocador de calor frio, e o fluxo defluido é distribuído por meio dos discos de válvula dedistribuição da mesma maneira conforme apresentado acimapara a válvula de distribuição tendo um membro de válvulainterno estacionário e um membro de válvula externorotativo.

Uma vez que o anel pode ser acionado a umavelocidade constante em movimento circular e uma eficiênciamecânica maior pode ser obtida do que nos sistemasalternativos. Além disso, efeitos inerciais podem serminimizados por meio da redução da massa dos componentesrotativos. De preferência, os leitos múltiplos que formam oanel ficam dispostos com as extremidades quentes dos leitosadjacentes dispostas adjacentes uma à outra, e asextremidades frias dos leitos adjacentes ficam adjacentesuma à outra, para minimizar as diferenças de temperaturaentre os leitos adjacentes e, portanto, minimizar ovazamento térmico entre os leitos. De preferência, asextremidades quentes dos leitos adjacentes ficam separadaspor um separador à prova de fluxo. Os separadores podemtambém ser usados nas extremidades frias dos leitosadjacentes, mas não são necessários, e, em um desenhopreferido, as extremidades frias dos leitos adjacentes ficamabertas uma para a outra para e em comunicação uma à outra.Outros objetos, aspectos e vantagens da presenteinvenção ficarão aparentes a partir da descrição detalhada aseguir quando tomada em conjunto com os desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista esquemática simplificada doaparelho de refrigeração magnética da presente invenção.

A Figura 2 é uma vista de topo simplificada doanel de leitos regeneradores magnéticos de acordo com apresente invenção mostrando, em uma forma simplificada, adisposição de condutos que se estendem a partir da válvulade distribuição até os orifícios das extremidades quentes edas extremidades frias dos leitos regeneradores.

A Figura 3 é uma vista esquemática ilustrando opadrão do fluxo de fluido de transferência térmica atravésdos componentes do aparelho em uma primeira posição do aneldos leitos regeneradores.

A Figura 4 é uma vista esquemática como na Figuras3 mostrando o fluxo de fluido com o anel de leitos em umasegunda posição deslocada.

A Figura 5 é uma vista esquemática como na Figura3 mostrando o fluxo de fluido com o anel de leitos e umaoutra posição deslocada.

A Figura 6 é uma vista em seção transversalparcial de uma implementação preferida de um aparelho derefrigeração magnético de leito rotativo de acordo com apresente invenção.

A Figura 7 é uma vista em seção transversalatravés da válvula de distribuição da Figura 6.A Figura 8 é uma vista em seção transversalatravés da válvula de distribuição tomada de modo geral aolongo das linhas 8-8 da Figura 7.

A Figura 9 é uma vista em seção transversalatravés da válvula de distribuição tomada de modo geral aolongo das linhas 9-9 da Figura 7.

A Figura 10 é uma vista em seção transversalatravés da válvula de distribuição tomada de modo geral aolongo das linhas 10-10 da Figura 7.

A Figura 11 é uma vista em seção transversalatravés da válvula de distribuição tomada de modo geral aolongo das linhas 11-11 da Figura 7.

A Figura 12 é uma vista dos discos que podem serutilizados em uma outra disposição de válvula dedistribuição.

As Figuras 13 e 14 são vistas dos discosalternativos para uso em uma válvula de distribuição.

A Figura 15 é uma vista em elevação de um conjuntode montagem para uma válvula de distribuição que utiliza osdiscos da Figura 12.

A Figura 16 é uma vista em seção transversalatravés do conjunto de montagem da Figura 15.

A Figura 17 é uma vista em seção transversal doímã em forma de C preferido.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O aparelho de refrigeração magnética de leitorotativo de acordo com a presente invenção realiza omovimento mecânico das partes móveis do aparelho com ummovimento circular contínuo, provendo uma excelenteeficiência mecânica. As forças sobre as partes do aparelhosão bem equilibradas, e a força de transmissão líquida ébasicamente aquela necessária para acionar o processo derefrigeração. A operação regenerativa é provida por meio dofluxo alternativo do fluido de transferência térmica para osleitos de material magneto-calórico. 0 fluxo unidirecionaldo fluido de transferência térmica através dos trocadores decalor e condutos é obtido, deste modo, minimizando osefeitos de volume morto nos trocadores de calor ou noscondutos entre os materiais ativos e os trocadores de calor.A válvula pode ser de um desenho simples, fica exposta a umdesgaste mínimo, e gera uma carga de fricção mínima sobre amáquina. Ainda, os efeitos inerciais podem ser minimizadospor meio da redução da massa dos componentes rotativos noleito regenerador, e o vazamento térmico é reduzido ao seagrupar em conjunto leitos tendo temperaturas similares e aose prover uma separação espacial entre os leitos atemperaturas distintamente diferentes. A presente invençãoprovê ainda um fluxo de fluido de transferência térmicasimultâneo através de múltiplos leitos regeneradores.

Para fins de ilustração dos princípios da presenteinvenção, um aparelho refrigerador magnético de leitorotativo de acordo com a presente invenção é mostrado demodo geral na referência numérica 2 0 da Figura 1 de umaforma esquemática simplificada. 0 aparelho 2 0 inclui um anelcircular 21 feito de uma pluralidade de leitos regeneradores22, cada qual incluindo um material que exibe o efeitomagneto-calórico e que é poroso de modo a permitir o fluxodo fluido de transferência térmica através do material. Aanel 21 é montado para rotação em torno de um eixo central23. Uma válvula de distribuição central 24 é posicionada noeixo central 23 e inclui um membro de válvula estacionáriointerno 25 e um membro de balanço rotativo externo 26. Umconjunto de condutos rotativos 27 para o fluido detransferência térmica se estende a partir do membro deválvula externo 2 6 até o anel 21 dos leitos regeneradores22. O conjunto de condutos 27 são mostrados diretamente seestendendo a partir da válvula de distribuição rotativa 24até o anel 21 para fins de ilustração, embora seja entendidoque os mesmos podem ser direcionados de outras maneiras(conforme também apresentado abaixo), e podem ou não serutilizados de modo a prover um suporte físico para o anel 21por meio do qual o mesmo fica montado para rotação em tornodo eixo 23.

Um ímã 29 é formado de modo a apresentar uma seçãoentre as chapas de extremidade 3 0 nas qual um campomagnético se estende através de uma parte da, porém não emtoda a, circunferência do anel 21, posicionando, assim,alguns dos leitos individuais dentro do anel 21 no campomagnético do ímã 29, enquanto outros leitos 22 ficam fora docampo magnético. Conforme o anel 21 gira em torno do eixo23, os leitos individuais 22 dentro do anel 21progressivamente se moverá para, através, e em seguida parafora do campo magnético provido pelo ímã 29. Quando osleitos 22 estão no campo magnético do ímã 29, o materialmagneto-calórico dentro dos leitos aumentará de temperatura,e o fluido de transferência térmica pode ser atravessado afim de arrastar o calor do material magneto-calórico. Quandoos leitos 22 se movem para fora do campo magnético, osmesmos diminuem em temperatura, e o fluido de transferênciatérmica mais quente pode atravessar os leitos a fim dearrastar o calor do fluido de transferência térmica para omaterial magneto-calórico dos leitos. Os leitos 22 são depreferência dispostos de modo um gradiente térmico sejamantido através do material magneto-calórico poroso nosentido circunferencial através dos leitos, a partir de umaextremidade "quente" para uma extremidade "fria", ao fluir ofluido de transferência térmica mais frio a partir daextremidade fria até a extremidade quente de cada leitoquando os leitos estão dentro do campo magnético do ímã 29,e ao fluir o fluido de transferência térmico mais quente apartir da extremidade quente do leito até a extremidade friado leito quando os leitos estão fora do campo magnético doímã 29. Os condutos 27 são conectados a partir da válvula dedistribuição rotativa 24 até as extremidades quente e friade cada leito de modo a permitir que tal fluxo ocorra.

A válvula 24 funciona de modo a receber o fluidode transferência térmica quente que sai de um ou mais leitosdentro do campo magnético através de um ou mais condutos doconjunto 27, e direcionar o fluido a partir do membro deválvula estacionário 25 de um conduto 31 através de umabomba 3 3 para um trocador de calor quente 34 que transfere ocalor do fluido para o ar ambiente ou para uma outra piatérmica. O fluido resfriado que sai do trocador de calorquente 34 passa em um conduto 35 de volta para um orifíciono membro de válvula estacionário 25. Este fluido é emseguida direcionado em um ou mais condutos 27 para aextremidade quente de um ou mais leitos 22 que ficam fora docampo magnético, quando o fluido diminui em temperaturaconforme atravessa o leito resfriado. 0 fluido resfriado éem seguida direcionado de volta para o membro de válvularotativo 26 da válvula 24 nos condutos 27, e o fluidoresfriado sai do membro de válvula estacionário 25 de umconduto 3 7 para um trocador de calor frio 3 8 que transferecalor a partir do volume a ser resfriado (por exemplo, aparte interna de um encerro de refrigerador) até o fluido detransferência térmica. 0 fluido de transferência térmicaaquecido em seguida sai do trocador de calor frio 38 de umconduto 39 de volta para a válvula 24, que direciona o mesmoem um ou mais condutos 2 7 para a extremidade fria de um oumais leitos 22 que estão dentro do campo magnético impostopelo ímã 29. O fluido aquecido sai da extremidade quente doleito para um dos condutos 27 que direciona o fluido devolta para a válvula de distribuição 24 a partir de onde omesmo passa no conduto 31 para a bomba 3 3 para completar ociclo. Quando o anel 21 gira, a válvula de distribuiçãorotativa 24 desvia o fluxo para os condutos 2 7 para manter adireção apropriada do fluxo até os leitos regeneradores 22conforme os mesmos se movimentam para dentro e para fora docampo magnético do ímã 29.Embora o diagrama da Figura 1 seja simplificadopara ilustração, pode-se notar que os condutos do conjuntode condutos 27 são fixados nos leitos regeneradores 22 egiram com o anel 21 dos leitos regeneradores. Sendo assim,observa-se que não há nenhum contato deslizante requeridoentre os condutos 27 e os leitos regeneradores na posição doanel 21. Ainda, o conjunto de condutos 27 é também fixamenteconectado ao membro de válvula rotativo 26, que gira com oanel 21. Além disso, o fluxo dos condutos 27 éunidirecional, ou seja, o fluido flui em uma direção únicaem cada um dos condutos do conjunto 2 7 quando aquele condutoé conectado de modo a transmitir o fluido de transferênciatérmica através de um leito regenerador, ou nenhum fluxoocorre através do conduto 27 de modo que o fluido detransferência térmica no conduto reside ali até que o leitoao qual está conectado alcance uma posição diferente. Ainda,o fluxo de fluido de transferência térmica através doscondutos externos 31 e 35, a bomba 33, e o trocador de calorquente 34, fique em uma única direção, e o fluxo de fluidode transferência térmica através dos condutos externos 3 7 e39 e do trocador de calor 38 fique também em uma únicadireção, e o fluido flua continuamente através desteselementos. Sendo assim, o volume morto do fluido detransferência térmica é minimizado.

A Figura 2 ilustra esquematicamente a maneira naqual os condutos de transferência térmica 2 7 podem serconectados às extremidades quentes e às extremidades friasdos leitos 22. 0 anel 21 da Figura 2 inclui, para esteexemplo, seis leitos 22, que são rotulados 1 a 6. Outrosnúmeros de leitos podem ser utilizados com um condutoanálogo. Cada leito tem uma extremidade quente, designadapela letra "h" e uma extremidade fria, designada pela letra"c". Conforme ilustrado na Figura 2, cada um dos leitos 22tem dois orifícios de extremidade quentes, isto é, osorifícios hl para o leito 1, h2 para o leito 2, h3 para oleito 3, h4 para o leito 4, h5 para o leito 5, e h6 para oleito 6. Um dos orifícios serve como um orifício de entradade extremidade quente e é conectado a um dos condutos doconjunto 27 que é designado com a referência 27hi. 0 outrodentre os orifícios da extremidade quente funciona como umorifício de saída e é conectado a um dos condutos designadoscom a referência 27ho na Figura 2. De preferência, existe umnúmero par de leitos com cada um dos leitos 22 tendo umaextremidade quente que é adjacente à extremidade quente doleito adjacente. 0 suporte estrutural para o anel de leito21 e a seção quente da válvula são melhor montados nasextremidades quentes dos leitos. As extremidades quentes decada leito são separadas pelos separadores 40 de modo quenenhum fluido de transferência térmica flua entre os leitosadjacentes em suas extremidades quentes. As extremidadesfrias dos leitos ficam, assim, adjacentes entre si, e podemter disposições de orifícios similares às do lado dosleitos. No entanto, as conexões de conduto podem sersimplificadas, conforme mostrado na Figura 2, ao se ter umorifício de entrada único e um orifício de saída único naposição na qual as extremidades frias dos leitos adjacentes22 se encontram. Um conduto único, rotulado como 27ci, éconectado ao orifício de entrada nas extremidades frias dosleitos adjacentes, e um conduto, designado como 27co naFigura 2, é conectado ao orifício de saída de extremidadefria em uma posição entre as extremidades frias dos leitosadjacentes 22. Para permitir uma distribuição uniforme dofluido de transferência térmica através dos leitos nasextremidades frias, um espaço de distribuição definido pelaslinhas pontilhadas rotuladas pode ser formado entre osleitos adjacentes. 0 suporte estrutural para a seção fria daválvula é melhor montado nas extremidades frias dos leitos.

O equipamento de manipulação de fluidoconvencional pode ser adicionado às seções externas do laçode fluido a fim de aumentar a confiabilidade. Por exemplo,um acumulador e um filtro pode ser adicionado ao laço defluxo depois de a bomba 33 proteger a válvula e os leitosmagneto-calóricos contra picos de pressão e contaminação.

Os pares de entrada e saída dos condutos 27 queemergem da válvula podem ser ligados a uma passagem únicaque termia no anel de leito 21. A fusão pode ser feita comum conector em Y. Por exemplo, com referência à Figura 2, ospares de entrada e saída dos condutos 2 7ho, 27hi podem serligados por um conector em Y e terminam em um orifício deentrada/saída único em cada leito, e de maneira similar oscondutos 2 7co, 2 7ci. O fluxo na passagem entre o conector emY e o leito é bidirecional, e, sendo assim, tem adesvantagem de se tornar um volume morto de fluxo. Noentanto, os orifícios de entrada/saída combinados no leitotêm as vantagens de ocuparem pouco espaço, de serem menossuscetíveis ao entupimento e podem ter menos vazamentotérmico.

As Figuras 3 a 5 ilustram os padrões de fluxoatravés dos condutos rotativo e estacionário, a válvula dedistribuição rotativa 24, e os leitos regeneradores 22conforme o anel de leito 21 gira. Para fins de ilustração, aposição do ímã 29 é mostrada em linhas pontilhadas em váriasposições nestas figuras com relação ao anel 21, embora seentenda que é o anel que se movimenta na direção anti-horária com relação ao ímã ao invés do ímã se movimentar nosentido horário com relação ao anel. Em cada uma dasfiguras, os condutos através dos quais o fluido flui sãomostrados em linhas escuras e os condutos nos quais o fluidonão flui são mostrados em linhas claras. De maneira similar,as conexões dentro da válvula 24 que permitem o fluxo defluido entre os condutos são ilustradas pelas áreassombreadas escuras, enquanto as áreas claras da válvulaindicam que o fluxo de fluido para ou a partir dos condutosconectados a tais áreas é bloqueado pela válvula. Existemquatro seções da válvula 24, que são designadas como 24ho,24hi, 24ci, e 24co nas Figuras 3 a 5.

No caso ilustrado na Figura 3, o leito inteiro 1 ea maior parte do leito 6 estão dentro do campo magnético doímã 29. 0 fluido de transferência térmica flui a partir daextremidade quente do trocador de calor 38 através doconduto 39, daí para uma câmara de fluido frio da seção deválvula 24ci, e daí para os dois condutos 27ci que seconectam aos orifícios de entrada de extremidade fria ci doleito 1 e do leito 6. O fluido de transferência térmica fluiatravés do leito 1 no sentido circunferencial a partir daextremidade fria do leito para a extremidade quente do leitoe sai do orifício de extremidade quente ho para o conduto27ho que se conduz de volta para uma seção de válvula desaída quente 24ho da válvula 24 em um orifício Hl. A câmarade saída quente da seção de válvula 24ho dentro da qual ofluido flui também recebe um fluido de transferência térmicaem um conduto 27ho a partir do orifício de saída quente hodo leito 6, que se movimenta para fora do campo magnético doímã 29. O fluido de transferência térmica quente dos tubos27ho, que é recebido pela seção de válvula de saída quente24ho, é em seguida transferido para o conduto de saída(estacionário) 31 e daí através da bomba 33 para o trocadorde calor quente 34 onde o calor é descarregado do fluido,resfriando o mesmo. O fluido resfriado em seguida flui noconduto 35 para uma seção de válvula de entrada 24hi daválvula 24 onde o mesmo é distribuído para uma câmara defluido quente mostrada na seção escura da Figura 3. O fluidoresfriado flui para fora da válvula 24 para os dois condutos27hi que se conduzem para o orifício de entrada deextremidade quente hi do leito 3 e para o orifício deentrada de extremidade quente hi do leito 4. Os leitos 3 e 4ficam todos fora do campo magnético e, sendo assim, sãofrios. 0 fluido de transferência térmica flui a partir dosorifícios de entrada hi na extremidade quente destes doisleitos através do material magneto-calórico nos leitos paraas extremidades firas dos leitos onde o mesmo sai através doorifício de saída co para o conduto 27co. O fluido emseguida flui através da seção de válvula de saída fria 24copara o conduto estacionário 31 e, assim, para o trocador decalor frio 38.

A Figura 4 mostra os padrões de fluxo onde aposição relativa do ímã 29 com relação ao anel 21 muda demodo o campo magnético do ímã 29 fique totalmente acima dosleitos 1 e 2, e o leito 6 fica fora do campo magnético. Aseção de válvula 24ho se movimenta de modo que agorabloqueie o fluxo no conduto 27ho que se conduz a partir doorifício de saída ho do leito 6, e a seção de válvula 24cise movimenta de modo que a mesma bloqueie agora o fluxo noconduto 27ci que se conduz para o orifício de entrada friaci do leito 6. Ainda, a seção de válvula 24hi se movimentaagora de modo a bloquear o fluxo no conduto 27hi que seconduz ao orifício de entrada hi do leito 3 de modo quenenhum fluido agora flua através do leito 3. Sendo assim, osleitos 3 e 6, que não estão totalmente dentro ou totalmentefora do campo magnético, não têm nenhum fluxo através dosmesmos, enquanto os leitos 1 e 2, que ficam no campomagnético, têm um fluido que flui através dos mesmos,fazendo um percurso para o trocador de calor quente 34, e osleitos 4 e 5, que estão totalmente fora do campo magnético(e assim a uma temperatura menor) , têm um fluido que fluiatravés dos mesmos, fazendo um percurso para o trocador decalor frio 38.A Figura 5 mostra a outra posição relativadeslocada do anel 21 com relação ao ímã 29, no qual todo oleito 2 e a maior parte do leito 3 estão no campo magnético.A seção de válvula 24ci agora se desloca para uma posição naqual os condutos 2 7ci que se conduz para os orifícios deentrada de extremidade fria dos leitos 2 e 3 suprem fluidopara estes leitos, e a seção de válvula 24ho se movimenta demodo a prover fluxo a partir dos orifícios de saída ho dosleitos 2 e 3 através do conduto 27ho. 0 fluido que fluiatravés dos leitos 2 e 3 assim flui através da seção deválvula 24ho para o conduto de saída 31, para a bomba 33, e,daí, para o trocador de calor quente 34. A seção de válvula24hi agora se desloca de modo a prover fluxo de fluido doconduto 27hi para os orifícios de entrada de extremidadequente hi dos leitos 5 e 6 (que ficam agora totalmente forado campo magnético e são assim resfriados), a seção deválvula 34co se desloca para uma posição na qual a mesmaprovê o fluxo do conduto 27co a partir do orifício de saídade extremidade fria co dos leitos 5 e 6 através da seção deválvula 24co para o conduto 37 e assim para o trocador decalor frio 38.

O padrão anterior do fluxo de fluido detransferência térmica se repete conforme a posição relativado anel de leito 21 com relação ao campo magnético do ímã 2 9completa uma revolução completa do anel 21. Observa-se que ofluxo de fluido através de cada um dos leitos vai daextremidade fria para a extremidade quente do leito quando oleito fica dentro do campo magnético do ímã 29, e o fluxovai da extremidade quente para a extremidade fria do leitoquando o leito está fora do campo magnético. Sendo assim, ogradiente de temperatura do material magneto-calórico dentrodos leitos será mantido conforme os leitos giram para dentroe para fora do campo magnético. A direção do fluxo de cadaum dos condutos 27 permanece unidirecional, de modo que nãohaja nenhum fluxo de retorno do fluido de transferênciatérmica em nenhum momento. Em certas posições da válvula 24,de alguns condutos (conforme mostrado nas linhas claras dasFiguras 3 a 5) , o fluido de transferência térmicapermanecerá estacionário (mas não reverterá a direção dofluxo) até uma posição posterior da válvula 24.

A Figura 6 ilustra uma estrutura mecânica exemplarpara a implementação do aparelho de refrigeração 20. Parafins de exemplificação, o ímã 29 pode ser formado com o anel21 se estendendo através de uma abertura 50 no meio do ímã29 na qual o fluxo se concentra. Uma fenda 51 do ímã 2 9 quese conduz para a abertura 50 permite uma passagem a de ummembro de suporte 53, que também pode ser feita oca a fim defuncionar como parte de um conduto 27. Os suportes 53 seestendem para uma plataforma de montagem 55, que é montadapor um mancai 56 para rotação em um núcleo 57. Os condutos27 se estendem para a parte externa rotativa 26 da válvulade distribuição 24. A parte estacionária 25 da válvula 24 émontada no núcleo 57 enquanto a parte rotativa 26 é montadapara rotação por meio dos mancais 59 no núcleo 57. Conformeilustrado na Figura 6, os condutos estacionários 31A, 35A,37A e 3 9A são conectados ao membro de válvula estacionário25. Um motor 60 é conectado por meio da engrenagem 61 àbomba 33 de modo a acionar a bomba e é também conectado demodo a acionar a plataforma de montagem 55 e o membro deválvula rotativo 2 6 conectado à mesma em rotação. Conformeilustrado na Figura 6, o trocador de calor quente 34 podeinclui um ventilador 62 conectado de modo a soprar aratravés dos elementos de troca térmica de modo a aumentar aeficiência do trocador de calor.

A Figura 7 ilustra em mais detalhe a seçãotransversal axial através da válvula 24, e as Figuras 8 a 11são seções transversais perpendiculares ao eixo nos níveisde várias seções 24ho, 24hi, 24ci, 24co da válvula. Conformeilustrado na Figura 7, a parte estacionária 25 da válvula éde preferência feita em um formato afunilado e entra em umfuro interior da seção de válvula rotativa 26 que é tambémafunilada de modo a se conjugar com a conicidade do membroestacionário, permitindo que o membro rotativo 2 6 se ajustede forma apertada sobre o membro estacionário 25. Uma mola65 aplica pressão entre o membro de válvula externo atravésdos mancais 66 com o colar 67. Os membros de válvula 35 e 26podem ser feitos de um material adequado, como, por exemplo,de vários plásticos, incluindo os produtos comerciaisNylatron GS e Teflon, que proverão um engate apertado entreos membros interno e externo de modo a bloquear o fluxo defluido, mas com uma resistência e uma perda friccionalrelativamente baixa conforme o membro de válvula externo 26gira com relação ao membro de válvula estacionário 25.A seção de válvula de saída quente 24ho (Figura 8)tem uma câmara de fluido quente 71 formado na mesma que ficaem comunicação com um canal 3IA formado no membro de válvulaestacionário que conecta, via uma abertura de fluido quente,o conduto 31. A seção de válvula de entrada quente 24hi temuma câmara de fluido quente 70 formada na mesma à qual umcanal 35A, no membro de válvula 25, fica em comunicação, viauma abertura de fluido quente na seção de válvulaestacionária, de modo a conectar o conduto 35 (Figura 9) . Aseção de válvula de entrada fria 24ci tem uma câmara defluido frio 75 formada na mesma que fica em comunicação comum canal 3 9A formado no membro de válvula estacionária 25que tem uma abertura de fluido frio à qual o conduto 3 9 podeser conectado (Figura 10) , e a seção de válvula de saídafria 24co tem uma câmara de fluido fria 74 na mesma fica emcomunicação com um canal 37 no membro de válvulaestacionária 25 que tem uma abertura de fluido fria à qual oconduto 37 pode ser conectado (Figura 11). Conforme mostradona Figura 6, as aberturas de fluido frio faceiam axialmenteem uma extremidade (a extremidade de topo, conformemostrado) da válvula, e as aberturas de fluido quentefaceiam axialmente na outra extremidade (a extremidade defundo, conforme mostrado).

Quando o membro de válvula externa 26 gira comrelação ao membro estacionário interno 25, os seis orifícios(H1 a H6) de cada uma das seções de válvula 24ho e 24hi, queestão conectados aos condutos 27hi e 27ho, respectivamente,entram para e saem de comunicação com as câmaras de fluidoquente 70 e 71. De maneira similar, quando a válvula gira,os orifícios de fluido frio Cl-2, C3-4 e C5-6 de cada umadas seções de válvula 24ci e 24co, ao qual os condutos 2 7cie 27co, respectivamente, são conectados, entram emcomunicação com as câmaras de fluido frio 75 e 74,respectivamente.

A válvula 24 pode ser dividida em múltiplas seçõesque realizam as mesmas funções da válvula combinada jádescrita. Por exemplo, os vazamentos de calor de quente parafrio podem ser reduzidos por meio da divisão da válvula emuma seção quente que inclui as funções das seções 24ho e24hi, e uma seção fria que inclui as funções das seções 24coe 24ci.

Uma configuração alternativa para a válvula 24 éuma válvula de disco. A válvula de disco novamente serve adois propósitos. A mesma transfere quatro correntes de fluxounidirecional separadas entre as partes estacionárias erotativas do aparelho. A mesma também realiza a função dedesvio, direcionando o fluxo apropriado para os ou dosleitos apropriados nos tempos corretos.

A Figura 12 ilustra uma modalidade de uma válvulade disco, que tem dois discos lisos, chatos 80 e 81. 0primeiro disco 80 tem orifícios formados como fendas emforma de arco 82, 83, 84 e 85 em diferentes raios e é fixadoà parte estacionária do aparelho com o seu eixo centralcoaxial ao eixo de rotação do aparelho 23. Cada uma dasfendas corresponde a um fluxo separado a ser transferido daou para a parte estacionária para a ou da parte rotativa doaparelho, e cada orifício de fenda é conectado a um doscondutos 31, 35, 37 e 39. Em uma configuração preferida deseis leitos de ímã único, as fendas 82 e 83 ficam opostasentre si e se estendem a 180 graus em arco e transportam ofluxo para o ou do trocador de calor frio, e as fendas 84 e85 ficam opostas entre si e se estendem a 12 0 graus em arcoe transportam o fluxo para o ou do trocador de calor quente.O segundo disco 81 tem conjuntos de orifícios formados comoaberturas circulares 87, 88 em diferentes raios que entramem comunicação com e saem de comunicação das fendas deorifício 82, 83, 84, 85 do disco estacionário 80 quando osdois discos giram um com relação ao outro. Os orifícios 87,88 são conectados aos condutos rotativos 27. Em umaconfiguração preferida de seis leitos, de ímã único, osorifícios são uniformemente espaçados em torno do círculo, eos orifícios 87 são desviados 30 graus com relação aosorifícios 88. 0 segundo disco 81 é fixado à parte rotativado aparelho, novamente com o seu eixo central coaxial com oeixo rotativo de aparelho 23. A superfície chata 90 do disco80 e a face chata 91 do disco 81 se conjugam e ficamapertadamente engatados de modo a formar uma vedaçãodinâmica. Os dois discos 80 e 81 podem ser prensados entresi por uma mola, conforme apresentado abaixo, a fim degarantir a correta pressão de contato e corrigir qualquerdesalinhamento.

As Figuras 15 e 16 ilustram um conjunto demontagem 105 para o disco de válvula estacionária 80. 0conjunto de montagem 105 aplica uma força de vedação de modoa prender os discos 80 e 81 um contra o outro, impede que odisco estacionário 80 vire, e acomoda o desalinhamento entreos discos estacionários e rotativos 80 e 81. Uma mola debobina 107 combinada com tubos telescópicos 108 e 109 forçamo disco estacionário 80 contra o disco rotativo 81,resistindo à pressão interna de fluido que tende a separaros discos. Um pino 111 que é fixado ao tubo interno 109 edesliza em uma fenda orientada no sentido axial 113 no tuboexterno 108 resiste ao torque friccional aplicado pelo discorotativo e impede que o disco estacionário 80 vire. 0 disco80 é montado com uma chapa de revestimento 115, um elementoelástico 116 (por exemplo, uma borracha ou anel de plástico)e um assento de válvula 117, com o elemento elástico 116servindo para acomodar o desalinhamento suave ou "bamboleio"entre os dois discos, mantendo as duas superfíciescombinadas completamente em contato. Outras implementaçõesde uma junta em U podem também ser usadas para realizar opropósito acima. Quatro correntes de fluido são entrados viaos condutos 31, 35, 37 e 39, atravessando o tubo interno e amola. A montagem 105 fica presa em uma chapa de montagem119, e a mola 107 é mantida em um tubo roscado 121 por meiode um ajustador roscado 120. 0 disco de válvula rotativa 81fica rigidamente montado na parte rotativa (não mostrada) doaparelho.

As Figuras 13 e 14 ilustram uma variação na qualduas válvulas de disco separadas são utilizadas compostas deum par de discos 93 e 94 e um par de discos 95 e 96. Osdiscos possuem fendas de orifício 101 e 102 e os orifícios103 que funcionam da mesma maneira que a apresentada acimacom relação aos discos 80 e 81. 0 primeiro par de válvula dedisco 93 e 94 é colocado em uma extremidade axial doaparelho entre as partes rotativas e estacionárias, enquantoo segundo par de válvula 95 e 96 é colocado na extremidadeoposta entre as partes rotativas e estacionárias. Todos osquatro discos individuais são colocados de tal modo que oeixo de rotação fique normal às suas superfícies e atravesseo seu centro de modo que os discos girem coaxialmente com oeixo de rotação do aparelho 23. Os pares de válvula 93, 94 eos pares de válvula 95, 96 transferem cada qual duascorrentes de fluxo separadas entre as partes estacionárias erotativas do aparelho. A vantagem de se usar duas válvulasde disco separadas é permitir uma separação térmica entre aspartes quente e fria do aparelho, e possibilitar custos defabricação reduzidos para as superfícies chatas de face dedisco menores.

Os discos 80, 81, 93, 94, 95, 96 podem ser feitosde vários materiais, incluindo um compósito cerâmico ou decarbono - grafite. Os pares combinados não precisam serfeitos dos mesmos materiais.

O material magneto-calórico particular escolhidopara encher os leitos 22 dependerá da faixa de temperaturade operação do aparelho e do campo magnético do ímã 29. 0material pode ser feito como grânulos pequenos empacotadosjuntos que deixa interstícios através dos quais o fluido detransferência térmico poderá passar. Para a operação na oupróxima à temperatura ambiente, um tipo de material magneto-calórico adequado é o gadolínio, e um fluido detransferência térmica adequado é água ou água misturada comum anti-congelante. A construção dos leitos, e os materiaispara os vários componentes podem ser utilizados conformeapresentados na Patente U.S. N0 5.934.078 acima citada, cujaapresentação é incorporada ao presente documento à guisa dereferência. Um isolamento térmico pode ser adicionado àparede de leito, e, em uma modalidade preferida, umisolamento de espuma rígida forma a parede interna do leito.

O ímã 2 9 pode compreender um ímã permanente, como, porexemplo, um ímã de anel de dois pólos com uma fenda cortadano ímã. Um ímã 2 9 com uma seção transversal em forma de Ccom uma peça de ímã permanente 12 5 e duas peças de pólo deconcentração de fluxo 131 e 132, conforme mostrado na Figura17, podem ser utilizadas. Em uma configuração preferida deseis leitos, de ímã único, o ímã se estende sobre um arco de120 graus. Além disso, outros tipos de ímãs, incluindoeletroímãs e ímãs supercondutores resfriadoscriogenicamente, podem também ser utilizados. Exemplosdestes são descritos na Patente U.S. N0 5.934.078 acimamencionada e na Patente U.S. N0 5.249.424, cuja apresentaçãoé também incorporada ao presente documento à guisa dereferência.

Entenda-se que a presente invenção não estáconfinada às modalidades particulares aqui apresentadas comoilustrativas, mas sim abrange todas as formas das mesmasconforme entram no âmbito das reivindicações a seguir.

Claims (23)

1. Método para provisão de um resfriamentoregenerativo de um fluido de transferência térmica,CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de:a) prover um anel de um número par de leitosregeneradores magnéticos, cada leito incluindo um materialque exibe o efeito magneto-calórico, que é poroso e permiteo fluxo de um fluido de transferência térmica através de talmaterial magneto-calórico, cada leito tendo uma extremidadequente e uma extremidade fria, os leitos dispostos em umanel circular com a extremidade fria de cada leito adjacenteà extremidade fria de um leito adjacente e a extremidadequente de cada leito adjacente à extremidade quente de umleito adjacente;b) girar o anel de leitos regeneradores através deum campo magnético de modo a aplicar de forma alternativa umcampo magnético para e remover o campo magnético de cada umdos leitos regeneradores conforme o anel dos leitos gira;c) passar o fluido de transferência térmicaatravés de um leito regenerador a partir da extremidadequente do leito para a extremidade fria quando o leito nãose encontra no campo magnético de modo que o fluido detransferência térmica fique em um fluxo circunferencial comrelação ao eixo central em torno do qual o leito gira, epassar o fluido de transferência térmica através do leitoregenerador a partir da extremidade fria até a extremidadequente do leito em um fluxo circunferencial quando o aneldos leitos gira de modo o leito fique no campo magnético.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de incluir o arrasto de calor dofluido de transferência térmica que atravessa o leitoregenerador a partir da extremidade fria até a extremidadequente do leito quando o leito se encontra no campomagnético.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pelo fato de incluir ainda a etapa detransferir calor para o fluido de transferência térmica queé em seguida passa para e através de um leito regenerador apartir da extremidade fria para a extremidade quente doleito quando o leito se encontra no campo magnético.

4. Aparelho de bomba térmica de refrigeraçãomagnética rotativa, CARACTERIZADO pelo fato de compreender:a) um anel de leitos regeneradores magnéticosmontado para rotação em torno de um eixo central e um motorpara o acionamento do anel de leitos regeneradoresmagnéticos em rotação em torno do eixo central, cada leitoincluindo um material que exibe o efeito magneto-calórico,que é poroso e permite o fluxo do fluido de transferênciatérmica através de tal material magneto-calórico em um fluxocircunferencial, cada leito tendo uma extremidade quente euma extremidade fria;b) um ímã que provê um campo magnético queatravessa pelo menos um, porém não todos os leitosregeneradores do anel de modo que pelo menos um leito fiqueno campo magnético e pelo menos um leito fique fora do campomagnético;c) um trocador de calor quente;d) um trocador de calor frio;e) uma válvula de distribuição conectada porcondutos ao trocador de calor quente e ao trocador de calorfrio e por meio de condutos à extremidade quente e àextremidade fria de cada leito regenerador magnético, aválvula de distribuição se desviando conforme o anel dosleitos regeneradores gira de modo a direcionar o fluido detransferência térmica em um circuito a partir de um leitoque fica fora do campo magnético através da válvula dedistribuição até o trocador de calor frio, e, em seguida, devolta através da válvula de distribuição até o leito quefica no campo magnético e, em seguida, através da válvula dedistribuição até o trocador de caloR quente e, em seguida,de volta através da válvula de distribuição até um leito quefica fora do campo magnético, a válvula de distribuiçãodirecionando o fluxo através da mesma de modo que o fluxoatravés do conduto seja mantido na mesma direção e com adireção do fluxo através de cada leito quando o leito ficafora do campo magnético revertido da direção de fluxo quandoo leito se encontra no campo magnético; ef) uma bomba conectada aos condutos para acionar ofluido de transferência térmica através dos trocadores decalor quente e frio, os condutos, e a válvula dedistribuição.

5. Aparelho refrigerador, de acordo com areivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os condutosde entrada e de saída correspondentes entre a válvula dedistribuição e os leitos são fundidos por um conector em Yem um único orifício de entrada/saida nos leitos.

6. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que existe umnúmero par de leitos regeneradores magnéticos, os leitosdispostos no anel circular com a extremidade fria de cadaleito adjacente à extremidade fria de um leito adjacente e aextremidade quente de cada leito adjacente à extremidadequente de um leito adjacente, as extremidades friasadjacentes dos leitos se abrem uma à outra para o fluxo defluido e tendo um orifício de entrada de extremidade friacomum e um orifício de saída de extremidade fria comum, asextremidades quentes adjacentes dos leitos separados porseparadores à prova de fluxo e tendo uma entrada e umorifício de saída para a extremidade quente de cada leito.

7. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula dedistribuição inclui um membro de válvula estacionário e ummembro de válvula rotativo que é montado para girar emengate com o membro de válvula estacionário em torno do eixocentral, e onde os condutos se estendem a partir do membrode válvula rotativo até as extremidades quentes eextremidades frias de cada leito para distribuir fluidoentre a válvula de distribuição e os leitos, o membro deválvula rotativo girando com o anel dos leitosregeneradores.

8. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula dedistribuição compreende um membro de válvula estacionáriointerno e um membro de válvula rotativo externo que émontado para girar em engate com o membro de válvulaestacionário em torno do eixo central, o membro de válvulaestacionário tendo duas câmaras de fluido frio e duascâmaras de fluido quente, o membro de válvula rotativo tendoprimeiros orifícios de fluido frio no mesmo que, quando omembro de válvula rotativo gira, ficam sucessivamente emcomunicação com a primeira câmara de fluido frio, e segundosorifícios de fluido frio no mesmo que, quando o membro deválvula rotativo gira, ficam sucessivamente em comunicaçãocom a segunda câmara de fluido frio, o membro de válvularotativo tendo ainda primeiros orifícios de fluido quenteque, quando o membro de válvula rotativo gira, ficamsucessivamente em comunicação com a primeira câmara defluido quente, e segundos orifícios de fluido quente que,quando o membro de válvula rotativo gira, ficamsucessivamente em comunicação com a segunda câmara de fluidoquente, e canais no membro de válvula estacionário seestendendo a partir das duas aberturas de fluido quente paraprimeira e segunda câmaras de fluido quente, e a partir dasduas aberturas de fluido frio para primeira e segundacâmaras de fluido frio, e onde os condutos se estendem apartir dos orifícios de entrada fria dos leitos até osorifícios do membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a primeira das câmaras defluido frio, os condutos se estendem a partir dos orifíciosde saída fria dos leitos para os orifícios do membro deválvula rotativo que entram sucessivamente em comunicaçãocom a segunda das câmaras de fluido frio, os condutos seestendem a partir dos orifícios de saída quente dos leitosaté os orifícios do membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a primeira das câmaras defluido quente, e os condutos se estendem a partir dosorifícios de entrada quente dos leitos até os orifícios domembro de válvula rotativo que entram sucessivamente emcomunicação com a segunda das câmaras de fluido quente e,ainda, os condutos se estendem a partir da saída do trocadorde calor frio para uma abertura de fluido frio do membro deválvula estacionário que fica em comunicação com a primeiracâmara de fluido frio, os condutos se estendem a partir daentrada do trocador de calor frio para uma abertura defluido frio do membro de válvula estacionário que fica emcomunicação com a segunda câmara de fluido frio, os condutosse estendem a partir de uma abertura de fluido quente domembro de válvula estacionário em comunicação com a primeiracâmara de fluido quente para a entrada do trocador de calorquente através de uma bomba, e os condutos se estendem apartir da saída do trocador de calor quente para umaabertura de fluido quente do membro de válvula estacionárioem comunicação com a segunda câmara de fluido quente domembro de válvula estacionário.

9. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro deválvula estacionário tem uma extremidade de topo e umaextremidade de fundo e onde as aberturas de fluido frio domembro de válvula estacionário voltam-se para si de modoaxial em uma das extremidades e as aberturas de fluidoquente do membro de válvula estacionário voltam-se para side modo axial na outra extremidade.

10. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o ímãcompreende um ímã permanente.

11. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o ímã é emforma de C.

12. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de incluir aindauma plataforma de montagem montada para rotação em torno doeixo central, os condutos se estendem a partir do membro deválvula rotativo dos leitos tendo seções que se estendem apartir da plataforma de montagem até o anel dos leitos, oanel dos leitos suportado pela plataforma de montagem pararotação em torno do eixo central.

13. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as seçõesde conduto se estendem a partir da plataforma de montagematé os leitos provendo um suporte físico para o anel dosleitos.

14. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro deválvula rotativo e a plataforma de montagem são conectadosentre si para girarem juntos em torno do eixo central.

15. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro deválvula estacionário e o membro de válvula rotativo sãoformados como discos com as faces chatas em engate uma àoutra, o membro de válvula rotativo montado para girar emtorno do eixo central com a sua face normal para o eixocentral, os membros de válvula estacionário e rotativo tendoorifícios no mesmo que entram em e saem de comunicaçãoconforme o membro de válvula rotativo gira.

16. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de incluir umconjunto de montagem de mola que monta do disco de membro deválvula estacionário em engate com o disco de membro deválvula rotativo.

17. Aparelho de bomba térmica de refrigeraçãomagnética rotativa, CARACTERIZADO pelo fato de compreender:a) um número par de leitos regeneradoresmagnéticos, cada leito incluindo um material que exibe oefeito magneto-calórico, que é poroso e permite o fluxo dofluido de transferência térmica através de tal materialmagneto-calórico, cada leito tendo uma extremidade quente euma extremidade fria, os orifícios de entrada de extremidadequente e de saída na extremidade quente de cada leito, e osorifícios de entrada de extremidade fria e de saída naextremidade fria de cada leito, os leitos dispostos em umanel circular com a extremidade fria de cada leito adjacenteà extremidade fria de um leito adjacente e a extremidadequente de cada leito adjacente à extremidade quente de umleito adjacente, as extremidades frias adjacentes dos leitosse abrem uma à outra para o fluxo de fluido e tendo umorifício de entrada de extremidade fria comum e um orifíciode saída de extremidade fria comum, as extremidades quentesadjacentes dos leitos separadas pelos separadores à prova defluxo e tendo um orifício de entrada e um orifício de saídapara a extremidade quente de cada leito, o anel dos leitosregeneradores magnéticos montado para rotação em torno de umeixo central e incluindo um motor para o acionamento do aneldos leitos em rotação em torno do eixo central, em que ofluido de transferência térmica que flui a partir de umorifício de entrada para um orifício de saída de um leitoflui no sentido circunferencial com relação ao eixo central;b) pelo menos um ímã que provê um campo magnéticoque atravessa pelo menos um, porém não todos os leitosregeneradores do anel de modo que pelo menos um leito fiqueno campo magnético e pelo menos um leito fique fora do campomagnético;ο) uma válvula de distribuição rotativacompreendendo um membro de válvula estacionário interno e ummembro de válvula rotativo externo que é montado para girarem engate com o membro de válvula estacionário em torno doeixo central, o membro de válvula estacionário tendo duascâmaras de fluido frio e duas câmaras de fluido quente, omembro de válvula rotativo tendo primeiros orifícios defluido frio no mesmo que, quando o membro de válvularotativo gira, ficam sucessivamente em comunicação com aprimeira câmara de fluido frio, segundos orifícios de fluidofrio no mesmo que, quando o membro de válvula rotativo gira,ficam sucessivamente em comunicação com a segunda câmara defluido frio, o membro de válvula rotativo tendo primeirosorifícios de fluido quente que, quando o membro de válvularotativo gira, ficam sucessivamente em comunicação com aprimeira câmara de fluido quente, e segundos orifícios defluido quente que, quando o membro de válvula rotativo gira,ficam sucessivamente em comunicação com a segunda câmara defluido quente, e canais no membro de válvula estacionário seestendendo a partir de duas aberturas de fluido quente paraa primeira e segunda câmaras de fluido quente, e a partir deduas aberturas de fluido frio para a primeira e segundacâmaras de fluido frio;d) condutos se estendem a partir dos orifícios deentrada fria dos leitos até os orifícios do membro deválvula rotativo que entram sucessivamente em comunicaçãocom a primeira das câmaras de fluido frio, os condutos seestendendo a partir dos orifícios de saída fria dos leitospara os orifícios do membro de válvula rotativo que entramsucessivamente em comunicação com a segunda das câmaras defluido frio, os condutos se estendendo a partir dosorifícios de saída quente dos leitos até os orifícios domembro de válvula rotativo que entram sucessivamente emcomunicação com a primeira das câmaras de fluido quente, econdutos que se estendem a partir dos orifícios de entradaquente dos leitos até os orifícios do membro de válvularotativo que entram sucessivamente em comunicação com asegunda das câmaras de fluido quente;e) um trocador de calor quente com uma entrada euma saída;f) um trocador de calor frio com uma entrada e umasaída;g) condutos se estendem a partir da saída dotrocador de calor frio para uma abertura de fluido frio domembro de válvula estacionário que fica em comunicação com aprimeira câmara de fluido frio, e condutos que se estendem apartir da entrada do trocador de calor frio para umaabertura de fluido frio do membro de válvula estacionárioque fica em comunicação com a segunda câmara de fluido frio,e condutos que se estendem a partir de uma abertura defluido quente do membro de válvula estacionário emcomunicação com a primeira câmara de fluido quente para aentrada do trocador de calor quente via uma bomba, econdutos que se estendem a partir da saída do trocador decalor quente para uma abertura de fluido quente do membro deválvula estacionário em comunicação com a segunda câmara defluido quente do membro de válvula estacionário, eh) uma bomba conectada aos condutos para acionar ofluido de transferência térmica em um circuito através dostrocadores de calor quente e frio dos condutos, dos leitos eda válvula de distribuição.

18. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro deválvula estacionário tem uma extremidade de topo e umaextremidade de fundo e onde as aberturas de fluido frio domembro de válvula estacionário voltam-se para si de formaaxial em uma das extremidades e as aberturas de fluidoquente do membro de válvula estacionário voltam-se para side forma axial na outra extremidade.

19. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o ímãcompreende um ímã permanente.

20. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o ímã é emforma de C.

21. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de ainda incluiruma plataforma de montagem montada para rotação em torno doeixo central, os condutos que se estendem a partir do membrode válvula rotativo dos leitos tendo seções que se estendema partir da plataforma de montagem até o anel dos leitos, oanel dos leitos suportado pela plataforma de montagem pararotação em torno do eixo central.

22. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que as seçõesde conduto se estendem a partir da plataforma de montagematé os leitos provendo suporte físico para o anel dosleitos.

23. Aparelho de refrigeração, de acordo com areivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro deválvula rotativo externo e a plataforma de montagem sãoconectados entre si de modo a girarem juntos em torno doeixo central.