CN101208565A

CN101208565A - 热发生器

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Publication number: CN101208565A
Application number: CNA2005800500162A
Authority: CN
Inventors: 汉斯-彼得·比尔鲍默; K·P·米查伊洛维奇
Original assignee: HANS PETER BIERBAUMER
Current assignee: HANS PETER BIERBAUMER
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: CN101208565B; US8565588B2; EP1875140A1; US20090263113A1; EP1875140B1; CA2642277A1; JP2008536080A; JP5001259B2; WO2006108198A1

Abstract

本发明涉及一种用于加热包括偶极粒子如分子或分子团簇的流体(9)的方法，按照该方法，使流体(9)在一热发生器(1)内受到电场作用并同时使流体粒子依据其电荷取向。附加地对粒子施加电压脉冲，借此破坏其近程有序并且此后在脉冲间歇中或在热发生器(1)之外能够实现近程有序的重组，此时释放或产生热能。

Description

热发生器

本发明涉及一种用于加热包括偶极粒子如分子或分子团簇的流体的方法，按照该方法，使流体在一热发生器内受到电场作用并同时使流体粒子依据其电荷取向；一种用于加热流体的热发生器，其具有一由介电材料构成的壳体，包括一壳体外壳、一壳体底和一壳体盖，并具有用于流体的至少一个输入孔和至少一个排出孔，其中，在壳体内彼此有间距地设置至少一个阳极和至少一个阴极；一种加热装置，包括至少一个用于第一流体的输送装置、至少一个用以加热流体的热发生器、至少一个热交换器，通过它将产生的热从所述流体传向另一流体；以及应用该热发生器为建筑物供暖。

用于电加热的方法由现有技术是已知的。其可以分为电阻加热、电弧加热、感应加热、介电加热、电子加热、激光加热和混合加热。据此例如由RU 21 57 861 C已知一种用以获得热能、氢和氧的装置，其基于物理化学技术。该装置包括一由介电材料构成的壳体，其设有一铸造的圆柱圆锥形凸块，包括通孔，它与壳体一起构成阳极室或阴极室。阳极构成为扁平的具有多个孔的环，位于阳极室中并且连接于电源的正极。杆形的阴极由耐热的材料构成并且插入一介电的外螺纹杆中，借其杆形阴极通过壳体内的一螺纹孔在盖通孔内可定心于中间电极室中并且可连接于或插入电源的负极。用于工作溶液的输入接管位于阳极室的中部。

至今已知的用于电加热固体、液体和气体的方法和装置的缺点在于，加热过程有高的能量强度。这特别表现在低的效率方面。亦即换言之，为了加热必须使用大量的电能，而没有通过转化为热能的相应的利用，因此存在着相应的损耗功率。此外这些现有的方法和装置已完全用尽了为降低其用于加热水和其他的载热介质的能量消耗的可能性。

因此本发明的目的是，给出一种用以产生热能的改进方法，并且提供一种为此适用的热发生器。

上述目的通过开头所述用于加热流体的方法来达到，其中，对各粒子施加电压脉冲，借此破坏其近程有序并且此后在脉冲间歇中或在热发生器之外能够实现近程有序的重组，此时产生热能，还这样达到，即独立地通过热发生器，在其中至少一个阳极和至少一个阴极分别与至少一个脉冲发生器的一个电极导电连接，以及独立地通过一加热装置，在其中按照本发明构成至少一个热发生器。在这种情况下优点是，不用交流电或直流电而用电压脉冲实现流体的加热。以此减少了用于破坏粒子例如来自偶极-偶极相互作用或化学结合的近程有序的能量消耗，因此今后可以降低最初的电源的能源消耗并从而提高热发生器的效率。

在这里可以利用一陡的上升边产生电压脉冲，特别是采用至少近似矩形的脉冲，借此很迅速地导致近程有序的破坏并同时可以减少较小的能量消耗，其另外在某些情况下通过输入的能量以振动能量形式的降低而产生。

为了可以在机械上柔和地对热发生器或加热装置实施该方法，也有可能将至少近似三角形的脉冲加入流体中，从而在流体中的能量密度比应用矩形脉冲时缓慢地增加并从而发生较少的“爆炸式的”破坏。但在这种情况下有利的是，仍应选择比较陡的上升边，亦即上升边相对底面的角度大于45°。

按照一种实施方案，采用具有一个至少在下面的三分之一中平缓下降的边沿的电压脉冲，借此能够具有一种缓慢地逐渐下降的电压波形并从而不仅便于粒子的重组或改组，而且可以降低热发生器的部件的负荷，从而其可以经过较长的时间间隔至少几乎是无维护地操作。

在这方面还有利的是，利用电压脉冲使流体的粒子处于谐振振动中，因此至少基本上一直立的轴构成在流动循环内并由此可以进一步减少用于破坏分子内的近程有序或结合的能量消耗，因为这些粒子除其自然的固有振动外，如其本来已知的那样，已具有较高的基波振动并从而在阳极与阴极之间的电场中只须再实现单纯的近程有序破坏。

有利地将水用作为流体，因为由此在故障情况下对环境产生尽可能小的影响。此外由于众多的不同的四面体排列，故而为各个水分子的近程有序提供很宽的频谱，以使得热能获取设计得与相应的耗能器匹配。

在这方面有利的是，使水与一种碱液混合，特别是苛性钠溶液、苛性钾溶液、氢氧化钙、碳酸钙，其中，按照另一实施方案可以调节一pH值，由在具有下限7.1和上限14或具有下限9和上限12的范围内选择，因为通过这些措施提高水的反应性并因此便于水分子的近程有序或结合的破坏，从而可以降低来自原电源的能量消耗。

此外还可以将流体的粒子在进入热发生器之前借助于能量辐射预先排序，借此可降低在阳极与阴极之间的电场内的能量消耗而不需要用于流体粒子的偶极的顺序的来自电压脉冲的那部分。

同时有利的是，使各粒子至少近似线性化，以便使其容易在阳极与阴极之间的电场内取向。

为了定向，有利地可以采用高能的单色的辐射，特别是激光辐射，因为借此用于取向所需要的能量可以非常针对性地适合于相应的流体分子以及输入其为各种各样的振动状态和旋转状态需要的能量。

按照本方法的一个实施方案，规定：在循环回路中引导流体，从而可以在一封闭的系统中工作并由此可特别包括关于化学处理的流体、特别是关于强碱性的溶液的优点。

流体在热发生器之后可被输送给一热交换器，其中，该热交换器按照一种实施方案可以构成为室内供暖的散热器，以便由此有助于从流体向载热介质大面积地传热。

脉冲发生器可以设计为电力机械式的，特别是在一共同的轴上包括一电机、至少一个电压脉冲发生器和至少一个泵、特别是液压泵，因此其可以很耐用地为极端使用条件配备。

另一方面也有可能将脉冲发生器设计为电子式的，这种情况下，它特别可以包括至少一个变压器、必要时至少一个整流器(对于供给交流电压的情况)、至少一个IGPT和至少一个电容器，借此该脉冲发生器可以构造成很紧凑的并从而例如特别适用于小型装置。此外，由此可以实现非常快速的切换过程，此时其具有高的一致性。

为使热发生器进一步小型化，电子式的脉冲发生器可以至少大部分构成为印制电路板，包括相应的半导体功能块。

可以为脉冲发生器配置至少一个控制和/或调节模块，用来控制和/或调节流体温度和/或脉冲宽度和/或脉冲频率，借此可以提高方法的精度，特别当其在粒子共振情况下实施时，并且由此还有可能将方法过程控制为，使散热例如为了室内供暖不过大并由此最后原能量的消耗至少是优化的，而特别是也可以减至最小。

还可以规定：壳体外壳构造成圆柱形的，以便借此保持尽可能小的因流动阻力产生的损失。

壳体底和/或壳体盖可以设计为可从壳体外壳中取走，特别是可插进或拧进壳体中，以便由此在热发生器中不仅能够实现阳极室和阴极室的可接近性，而且由此将热发生器构造成也用于事后安装到现有的加热装置中，即通过不同高度的壳体底和/或壳体盖能够实现高度补偿。

还有利的是，在壳体底中设置至少一个用于流体的输入孔，特别是轴向的输入孔，和/或在壳体盖中设置至少一个排出孔，同样特别是轴向的，此时特别有利的是，相互同心地构成输入孔和排出孔，因为由此可以降低或避免否则出现的热损失并因此可以提高装置亦即热发生器的能量的效率。

此外可以规定：所述至少一个阳极与至少一个阴极之间的间距是可改变的，优选是可连续调节的，例如通过相应的螺纹调节，因为这样的话热发生器就可较普遍使用的，其中，依据所采用的流体或依据热发生器在其中操作的装置的总体方案的不同，该间距(其在本发明的意义上称为所谓介电的间隙)可以得以优化而不需要附加的结构措施。

为了调节所述至少一个阳极与所述至少一个阴极之间的间距，由一调整装置支持所述至少一个阳极和/或至少一个阴极。

该调整装置优选由一种介电材料构成，以便避免因能量加入调整装置而引起的能量损失。

所述至少一个阳极或所述至少一个阴极部分地包围所述调整装置，从而在同时有足够的高度调节性和足够的阳极或阴极表面的情况下保持尽可能小的阳极室或阴极室，。

有利的是，调整装置可拧进壳体盖和/或壳体底中或其可移动地支持于壳体盖和壳体底中，因为由此可以为可调节性提供一种结构上简单的措施，即，只需将调整装置本身而不必将在其上的一部分通过相应的机构设计成高度可调的。

调整装置可以沿流体的流动方向构成在流体的输入孔的后面，此时特别有利的是，输入孔构造在调整装置中，因为由此因构件的减少能够降低热发生器的制造成本而另一方面可以在热发生器中保持尽可能小的容积，借此又可以降低为加热流体的能量消耗。

但也有可能在调整装置中设置至少一个径向设置的孔，用于在所述至少一个阳极的区域内将流体排出到一阳极室中，借此在介电间隙的区域内相对热发生器的轴线横向产生横向流动，从而流体相对阳极与阴极之间构成的电场横向流入，并从而必须经由一尽可能长的路途返回电场。为了便于该阳极与阴极之间的间距的可调节性，特别是手工可调节性，有利的是，使调整装置经由壳体盖或壳体底伸出壳体之外。

如上所述，可以在所述至少一个阳极与所述至少一个阴极之间设置一介电体。

该介电体可以同时构成为流体的转向装置，以便得到所说的横向流动，亦即特别经由调整装置中的径向设置的孔径向伸出。

在本发明的加热装置中，可以串联设置多个热发生器以便提高加热功率，其中串联的设置特别在加热装置的设计中可以这样理解为振荡回路-振荡回路，即在流体中构成一立轴，由于所需要的原能量减少了，与并联的运行相比，能够进一步提高加热装置中的效率。

加热装置的热交换器可以设计为太阳能模块的型式，借此能够实现特别有效的热能散发，例如用于室内供暖。

但热交换器也可以设计为传统的散热器，从而该加热装置可以构成一种小型的固定的装置的形式，例如只用于一个房间。

而在这方面有利的是，散热器构成为散热嵌板，借此可以更有效地形成向房间的传热。

但也有可能将加热装置一般地设计为集中供暖。

为了更好地理解本发明，借助以下附图更详细地说明本发明。

在这里，分别以大大示意简化的附图示出：

图1本发明的热发生器的一个实施方案；

图2热发生器在小型加热装置中的设置，包括一传统的散热器；

图3电力机械式的脉冲发生器的设计；

图4电子式的脉冲发生器的方框图。

首先应该确定的是，在不同的所描述的实施形式中，相同的部分配有相同的附图标记或相同的构件标记，其中，包含于总体描述中的公开内容按意义可以转用到具有相同附图标记或相同构件标记的相同的部分上。还有，在描述中所选择的位置说法，例如上面、下面、侧面的等是涉及直接描述的和示出的附图，在位置改变时按意义可转用到新的位置上。此外，所示出的和所描述的不同的实施例的单个特征或特征组合也可以构成本身为独立发明的或者按照本发明的解决方案。

图1中示出了本发明的热发生器1。它包括一壳体2，其由一壳体外壳3以及一壳体底4和一壳体盖5构成。壳体2亦即壳体外壳3和/或壳体底4和/或壳体盖5可以由介电材料制造，例如由塑料制造，诸如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、Plexiglas(树脂玻璃)等。

如图1所示，不仅壳体底4而且壳体盖5经由在壳体外壳3中各一个内螺纹(为壳体外壳3的两端部7、8的各一个配置各一个螺纹6)或在壳体底4上和在壳体盖5上的一个相应的外螺纹与壳体外壳3螺纹连接，从而壳体底4或壳体盖5可从壳体外壳3中拆除地设置于其中。当然代替螺纹连接，也有可能经由壳体底4或壳体盖5向壳体外壳3的简单的插进实现该可拆除性，此时在该实施方案中应该考虑达到相应的紧密性，例如通过密封圈等例如O型圈的设置。此外也有可能将壳体底4和/或壳体盖5用压配合设置于壳体外壳3中。但也可规定，只有壳体底4或只有壳体盖5是可从壳体外壳3中拆除的。

在按图1的热发生器1的实施方案中，壳体2构造成圆柱形的。当然也具有这样可能性(虽然圆柱形的构造能够减小阻碍通过热发生器输送的流体的流动阻力)，即，壳体2可以具有全部任何的空间形式，例如立方体的形式。

壳体底4在按图1的圆柱体实施方案中沿纵向中轴线10具有例如孔形式的凹部，其用作为流体9向热发生器1、亦即在热发生器1的反应室12中的输入孔11。

壳体盖5也设有轴向孔形式的孔13，并由此确保从反应室12中排出流体9。

但输入孔和排出孔也都可以处于壳体2中热发生器1的不同的位置，例如在壳体外壳3中，或径向在壳体底4或壳体盖5中，以便由此已使得进入的流体9切向流动，这可以有助于热产生。

必要时也可以设置多于一个的输入孔或多于一个的排出孔。

在反应室12内，至少一个阳极14设置于一阳极室15中和至少一个阴极16设置于一阴极室17中。其中，所述至少一个阳极14连接于一脉冲发生器20的一正极18，所述至少一个阴极16连接于脉冲发生器20的一负极19。

如图1所示，在具体的实施方案中，阳极14与壳体底4保持间距地设置于反应室12中。为了形成该间距，在壳体底4上，在孔11亦即用于流体9向反应室12的输入孔的区域内，设置一穹顶形的套筒座21，其可以用作所述至少一个阳极14的高度调整装置。特别是，该套筒座21又构造成旋转对称的柱销形并且支承于壳体底4中的一个中心孔22内。

但该套筒座21又可以具有其他的几何形状，例如棱柱形的，据此，该孔22可以按套筒座21的外周进行构造。

此外有可能的是，该套筒座21不伸进壳体底4内，而是安装在其上，例如与其粘合，或经由不同的连接技术例如焊接与壳体底4相连接。在目前的实施例中，该套筒座21设有外螺纹23，其嵌入孔22的内螺纹24中。借此可实现该套筒座21的一定的高度调节性，从而可调节阳极14与阴极16之间的间距25。

除套筒座21的可拧进和可拧出性外，也有可能将其设计成在孔22内可移动的，由此同样达到该间距25的这种可调节性。

在纵向中轴线10的延伸中，该套筒座21(其优选地由介电材料构成)具有一不沿纵轴线10的方向的通孔26，其沿流体9的流动方向(箭头26)设置在壳体底4中的孔10的后面。

在阳极14亦即阳极室15的区域内，在套筒座21中设置有径向孔27，流体9可以经由该孔流入反应室12，从而改变其流动方向。

在一种实施方案中，在此方面，有可能将壳体底4和套筒座21构造成一体，其中，必要时高度调节性以及间距25的可调节性可以通过壳体底4向壳体外壳3的可拧进性来达到。

阳极14在按图1的实施例中构造成圆柱形的，并且从一上端部28开始向壳体底4的方向部分地包围套筒座21。向下即向壳体底4的方向，阳极14可以经由相应的固定装置29例如螺母或环形的板条等固定在其高度位置。在该固定装置29上，在最简单的情况下可分离地支承着阳极14。当然，后者也可以与该固定装置29连接。

套筒座21在上端部28设有一圆盘形的元件30，借此也限定了阳极14向上即向壳体盖5的方向的运动自由度。该圆盘形元件30优选具有比套筒座21更大的直径并且优选在径向超过阳极14。

当然，也有可能将元件30与套筒座21构造成一体，其中，通过可拆分的固定装置29例如螺母的形式确保阳极14在套筒座21上的设置。

沿流体9的流动方向(箭头26)在阳极14的后面设置阴极16。它在具体的实施方案中同样构造成圆柱形的。阴极同样支持于一壳体盖5的轴向孔31内，其中，该轴向孔31自然具有比用于排出流体9的孔13更大的直径。

优选地，该阴极16设计为可拧进轴向孔31或者可以插入其中。另一方面，当然有可能将阴极16固定地与壳体盖5连接。

为了能够从反应室12中排出流体9，该阴极16沿流体9的流动方向(箭头26)在孔13之前具有一个中心通孔32。

在此应该注意的是，对于在具体的说明中本来要求孔的情况，当然有可能，在插入其中的物体具有不同的几何形状时，这些孔总地来说就称为凹部，其具有相应的匹配的横截面。

此外在壳体盖5中沿流体9的流动方向(箭头26)在阴极16的轴向孔31之前设置一相应的孔或凹部，该孔或凹部则又具有比轴向孔31更大的直径，以便由此在阴极16的区域内构造阴极室17。

优选地，壳体盖5向反应室12的方向超过阴极16。当然也有可能，与此相反阴极16向反应室的方向超过壳体盖5，或者两者具有同一高度位置。

如上所述，有可能在反应室12中设置多个单个的阳极15和多个单个的阴极16，在此情况下，若有必要，它们可以构成组。

此外，有可能不将壳体底4和/或壳体盖5设置于壳体外壳3的内孔中，而与此相反以插塞盖或螺纹盖的型式设计为在外面搭接该壳体外壳3。

反应室12的尺寸是可变的，特别是考虑希望产生的热能。

此外，由此也可以影响流体9在反应室12本身中的流速。

壳体底4和/或壳体盖5在其外端可以具有支柱形的延伸部，以便例如简化热发生器1在加热循环回路等上的连接。为此，壳体底4和壳体盖5的这些支柱形的延伸部配备有相应的螺纹。常用的具有锁紧螺母等的螺栓连接，例如灌浆螺栓连接，如其由加热领域已知的那样，当然是可能的。

另外，按照一种实施方案，在此方面有可能的是，套筒座21穿出壳体底4并由此从外面、亦即在反应室12之外是可操纵的，以便例如事后校正阳极14与阴极16之间的间距25的水准或从外面也能实现可调节性。

在这方面应该提到，可调节性当然可以是电机驱动的，因此不必仅仅是手工实现，为此，该套筒座21例如可以设有相应的驱动装置。驱动装置可以是微电子式的，因为，通常调节的绝对量在热发生器1的工作中不是太大，而仅仅认为是后续校准，只要在首次工作时已调好阳极14与阴极16之间的正确的间距25。因此只需补偿在某些情况可能发生的热膨胀，从而可以进一步提高或优化热发生器1的效率。

在阳极14与阴极16之间通过由间距25确定的间隙、特别是元件30与阴极16之间的间隙构成所谓的“介电间隙”。该元件30又可以由介电材料例如由上述的材料构成。

所述至少一个阳极14与至少一个阴极16之间的间距25可以由在具有下限0.1mm和上限10cm或具有下限0.5mm和上限5cm的范围内选择，此时能量生产量在该范围内是意想不到地大。

通常，阳极14和阴极16均由金属材料构成。

由图2示意说明本发明的热发生器1的一种可能的应用。热发生器1设置于一用于供热特别是散热器34的流动循环中。散热器34可以由任何材料、特别是不锈钢、铜等构成。

在该流动循环中还设置了脉冲发生器20，其在按图2的实施形式的情况下构造成电力机械式的，如图3中所示，以及以本来已知的方式设置一膨胀容器25，用以减少可能出现的搭接包括必要时在其中设置一吸气器36。此外，在该加热循环中当然也可以包括其他的调节装置，如其在以下对图4还要更详细说明的那样。由图2应该清楚，本发明的加热装置37可以保持很紧凑的结构并由此其特别也适用于在房间内的事后安装。

图3示出按图2的电力机械式的脉冲发生器20。它包括一电机38、一电压脉冲发生器39和一泵40、特别是液压泵，其中脉冲发生器20的这些元件按标示的顺序接连安装在一共同的轴41上。再次用箭头26说明流体9的流动方向，此时通过泵40产生流动。

不同于按图3的电力机械式的脉冲发生器20，图4示出一种电子式的脉冲发生器20的方框图。

优选地，该电子式的脉冲发生器构造成模块式的，其中在一第一能量供应模块42例如一变压器中，由电网或其他的能量例如蓄电池等供给的电能与接地的能量系统在电流上分开。

对于交流电供应的情况，必要时在一整流器模块43中，例如利用传统的由现有技术已知的整流元件，实现供给的能量的不接地的整流。

与能量供应模块42或整流器模块43导线连接着一供电模块44，借其将连续的直流电压不接地地转化为一脉冲式的直流电压。然后将该脉冲式直流电压供给热发生器1，亦即在其阳极14和阴极16上，从而使这些脉冲经这些特别设置的电极在热发生器1中传入流体9中。

为了进行调节和/或控制，优选设置一调节和/或控制模块45，其由各个电容器、晶体管、至少一个IGPT构成，并且例如在一种实施方案中可以构成为印制电路板的形式。借助于该调节和/或控制模块45例如可以调节和/或控制脉冲宽度、脉冲持续时间和重复频率。作为调节准则，在这里可以使用一种按照一温度调节回路46的温度，其中该温度调节回路得到其来自流体9的温度、特别是流体9在加热装置37(图2)中的额定温度的数据。在该加热装置37中，如本来已知的那样，可以设置例如恒温器作为温度探测器。

其他的调节准则可以例如是化学的和物理的参数，例如流体9的pH值或用于流体9的化学添加剂例如碱液的压力或浓度。

因此脉冲的脉冲波形和幅值均是可调的，其中特别也可调节或控制来自脉冲发生器20的脉冲的边沿的梯度(dU/dt)，特别是上升边和/或下降的边沿。由此包括陡峭地上升的边沿或者平缓地下降的边沿的脉冲是可调的，但例如矩形脉冲或三角形脉冲也是可调的。

该电子式的脉冲发生器20如上所述可以用原能量即电流，直接由供电企业的供电网进行供电。但同样有可能经由一中间电路由任何的电源也以具有不同的频率的不同的信号形式供电，并且为此在电子式的脉冲发生器20中使用由现有技术已知的晶体管等，以便得到最后所要求的脉冲波形。

为了避免脉冲发生器过热，可以在其中设置相应的冷却模块(图4中未示出)，例如以例如由铝型材构成的冷却筋条的形式。

借助实验，如其稍后还要更详细描述的那样，证实了利用本发明的热发生器1产生热能是可能而有利的。不过，至今仍不清楚其作用原理，因而按照方法过程的简要的描述只可以给出作用原理的理论想法。但由实验已表明，利用本发明的热发生器1在电法产热中可以大大提高效率。

热发生器1的功能方式可以归纳如下。将脉冲发生器20接入供电网亦即电网。由其产生的电压脉冲经由阳极14和阴极16传向在加热装置37的流动循环中的流体9并且在那里在流体9中产生要求的热能。同时利用泵40保持流体9流动，该泵一方面可以如图3是电力机械式的脉冲发生器的构件，或者在应用电子式的脉冲发生器时可以构成为加热装置37的单独的构件。优选使流体9在一封闭的循环回路中通过加热装置37的流动装置，并从而通过热发生器1、特别是其反应室12。

流体9按分子级观察包括各个具有偶极特性的粒子，例如如果采用水作为流体9，则包括水分子、水离子或者较大的单元，所谓四面体单元的团簇。这些粒子同时通过在阳极14与阴极16之间或元件30与阴极16之间构成的介电间隙(在本发明的意义上的名称)并且同时在电场、特别在交流电压电场的影响下，其构成在阳极14与阴极16之间，由于脉冲而被极化。同时正粒子向阴极16定向，负粒子向阳极14定向。在这样的极化的粒子的脉冲作用-按具体的功能状态-破坏各粒子彼此的近程有序，因此例如破坏分子内的化学结合或团簇键合，因此，例如如果流体9是水，则就破坏了水分子或氢氧基离子中在氢原子与氧原子之间的化学结合。由于在所述的各结构之间的化学结合在电场的作用下线性定向，对这些结合的脉冲作用在一种类似于其热膨胀的频率的频率时导致这些结合的破坏。同时引起的价电子(其构成这样的结合)在粒子或粒子的近程有序破坏以后以能量短缺的形式留下。这些价电子从其周围吸收能量并且在没有脉冲发生的那些时间内再次重组时其处于放热的形式，接着该热量传给流体9并将其加热，因此，在流体9例如流过散热器34的过程中将流体加热，并且该散热体34将该热量发送给室内空气，换言之，该散热器起热交换器的作用。

在这方面应该注意的是，也可以采用其他的热交换器，例如大面积的片式热交换器、蛇形管热交换器等，在其中热量由通过热发生器1加热的初级流体以本来已知的方式传给次级流体，以便例如加热房屋、工业设备等。同样也有可能使用太阳能模块等作为热交换器。这些较大的设备特别还适用于例如作为集中供暖设备工作或一般地用于加热材料，该材料不仅可以是固体而且可以是流体态的，亦即液体或气体。

在这方面已证明特别有利的是，给流体9掺入碱，从而其具有碱性的pH值。其中pH值可以由在具有下限7.1和上限14或特别优选具有下限9和上限12的范围内选择。为了建立碱性的pH值，原理上可以采用任一种碱，但特别优选的是苛性钠溶液、苛性钾溶液、氢氧化钙或碳酸钙。

当流体已以一定的基波振动流过加热装置37时也降低能量消耗，其中特别优选该基波振动是一种谐振振动、特别是利用电压脉冲。借此可以降低原电源的能量消耗，因为流体9的粒子已具有很高的能量含量并因此投入的能量只须再用于粒子的近程有序的破坏。

作为脉冲频率，已证明特别有利的频率由在具有上限1000Hz和下限10Hz、特别具有上限750Hz和下限50Hz、优选具有上限650Hz和下限75Hz的范围内选择，借此将脉冲很迅速连续地加入流体并由此使流体的粒子没有可能将加入的能量至少部分地转化为不同于要求的热能的能量形式，如例如振动能量或在各个分子内的旋转能量。

脉冲持续时间可以由在具有下限0.1ns(纳秒)和上限100ns的范围内、特别由在具有下限0.4ns和上限50ns的范围内、优选由在具有下限0.7ns和上限25ns的范围内选择。

脉冲幅值可以由在具有下限1V和上限1500V的范围内、特别由在具有下限50V和上限500V的范围内、优选由在具有下限100V和上限250V的范围内选择。

此外，如在具体描述的开始部分所述的那样，有利的是，采用具有陡的上升边的电压脉冲，从而能很迅速地加入能量，几乎是“爆炸式的”。在这一点上该电压脉冲可以例如构成为矩形脉冲或三角脉冲。

当电压脉冲的下降的边沿至少在下面的三分之一中平缓地构成，亦即具有相对于底面小于45°的角度时，则可以降低能量消耗。

下表示出了利用本发明的热发生器1的产热的能量效率的实验测定结果：

特征值	1	2	3	平均值
特征值	1	2	3	平均值	溶液的质量m ，其已通过单元，kg	0.138	0.154	0.392	0.228
溶液进入单元时的温度t₁，度	21	21	22	21.33	溶液的质量m ，其已通过单元，kg	0.138	0.154	0.392	0.228
溶液进入单元时的温度t₁，度	21	21	22	21.33	溶液排出单元时的温度t₂，度	71	71	75	72.33
溶液温度差Δt＝t₂-t₁，度	50	50	53	51	溶液排出单元时的温度t₂，度	71	71	75	72.33
溶液温度差Δt＝t₂-t₁，度	50	50	53	51	实验的持续时间Δτ，sec	300	300	300	300
伏特表度数V，B	5.60	5.60	4.50	5.23	实验的持续时间Δτ，sec	300	300	300	300
伏特表度数V，B	5.60	5.60	4.50	5.23	安培表度数I，A	0.51	0.51	2.00	1.00
根据伏特表和安培表显示得出耗能器相应电能，E₁＝I×V×Δτ，kJ	0.86	0.86	2.70	2.43	安培表度数I，A	0.51	0.51	2.00	1.00
根据伏特表和安培表显示得出耗能器相应电能，E₁＝I×V×Δτ，kJ	0.86	0.86	2.70	2.43	加热的溶液的能量，E₂＝4.19×m×Δt，kJ	27.53	30.72	87.05	48.43
根据伏特表和安培表显示得出单元的效率K＝E₂/E₁	32.01	35.70	32.24	33.32	加热的溶液的能量，E₂＝4.19×m×Δt，kJ	27.53	30.72	87.05	48.43

按照申请人的想法该效率这样达到，即，粒子在近程有序破坏以后其能量短缺由物理的真空满足。

基于自然振动的振动理论由此出发，即，通过谐振振动，化学结合的破坏与由原能源投入的能量消耗的减少相结合，从而作为对此需要的能量不由原能源本身而由周围提取。为了分析，考虑一热发生器1中的氢氧基离子的特性。在温度升高时，其引起加大的分子振动，从而因此部分地增大质子与电子之间的间距。该附加的能量需求量可以例如通过光子、其能量由一分子的粒子吸收来提供，因为最后通过这些光子的均匀吸收形成一脉冲式的过程。同时脉冲频率取决于流体9本身的温升率。向电极发送的电流脉冲使这些氢氧基粒子定位成使氢原子的质子向阴极16定位和氧原子的电子向阳极14的方向定位，如这在以上所说明的。其结果是脉冲沿离子轴线定位。因此借此有可能分离氢原子的质子或全部的氢，亦即使其质子与电子分离，借此留下氧原子。同时质子在放出构成氢的电子的条件下又向阴极16游移。如果电流密度在阴极表面上是高的，则氢原子的集结上升并构成一等离子气体，但这是很不稳定的。为了阻止等离子气体的构成，过程这样控制，即使氢原子不进入阴极16的区域内，而停留在阳极14与阴极16之间。如果从此时起对氢氧基离子施加电压脉冲，则再次分离氢原子，从而通过共振分离释放氧原子的电子或氢原子的电子并且最后破坏结合，同时留下一能量短缺，其相当于结合能量。该能量短缺用来自周围的能量补足。由于过程也在黑暗中进行，对于能量消耗不是或不只是吸收的光子负责的，而按照申请人的见解此时从物理的真空中吸收能量子。通过随后的结合的重组，释放该剩余的能量并同时转化为热量的形式，其在热光子的放射下传给流体9。其中该热光子的能量取决于，其起源于原子结构的哪一外壳，亦即原子的电子壳层。这可充分利用来构成释放红外热光子的过程。物理的真空在这里通过谐和的固有振动表征，此时物质按能量的最低水平振动。真空的固有振动的频谱在这里包括许多数量级并且构成对数的-双曲线的小部分，从而因此适当的振动可以很高的概率供用于满足能量短缺之用，真空的固有振动的刻度不变性引起在物理的真空中按比例重复压缩倾向或减压倾向，其对数的间距是不变的。这样根据比例促进压缩的或减压的材料的结构的形成。借此有可能，本发明的热发生器1利用该真空共振并由此提高产热的效率。

本发明的方法也可以这样有效地设计，即，各粒子在进入热发生器1之前已预定向，因此以一定的方式预极化，从而取消在热发生器1中用于流体9的粒子的极化的能量消耗。在此方面，可以例如用高能的单色的辐射、特别是激光辐射实现该定位。同时有利的是，使流体9的各粒子近似线性化。

还有利的是，为了该高能的优选单色的辐射的输入以便定位流体9粒子而采用一种“激光淋浴”，此时通过该“淋浴”只导致：达到流体9的大表面或其大面积的分布并由此可以很有效地设计该方法步骤。

虽然在文中多处指出本发明的加热装置37或热发生器1应用于加热房屋，但当然这对本发明并不构成任何限制，其自然可以普遍地应用于产生热量，而与该热量最后用于哪些目的无关。为了在必要时提高加热功率，具有将多个热发生器接连地、亦即串联连接于加热装置中的可能方案。各实施例示出了热发生器1或加热装置37的可能的实施方案，其中，在这方面应该提到，本发明并不限于其特别示出的各种实施方案，具体而言，各个实施方案彼此间的不同的组合都是可能的，并且根据本发明的技术手段的教导，这种变型可能性是处在本领域普通技术人员的能力范围之内。因此，由所图示的和所描述的实施方案的各个细节的组合能够得到的、可以设想的全部实施方案也一起包括在保护范围内。

为规范完善起见，最后应该指出，为了更好地理解热发生器1的结构，该热发生器或其构件是部分地不按比例和/或放大地和/或缩小地图示的。

由说明书的描述可以得知基于独立发明的各解决方案的目的。

特别是，在图1、2、3、4中所示的各个实施形式可以构成独立的、按照发明的方案的主题。由这些附图的详述可得知与此有关的发明目的和解决方案。

附图标记清单

1 热发生器 24 内螺纹

2 壳体 25 间距

3 壳体外壳 26 箭头

4 壳体底 27 径向孔

5 壳体盖 30 28 端部

6 螺纹 29 固定装置

7 端部 30 元件

8 端部 31 轴向孔

9 流体 32 孔

10 纵向中轴线 35 33 孔

11 孔 34 散热器

12 反应室 35 膨胀容器

13 孔 36 吸气器

14 阳极 37 加热装置

15 阳极室 40 38 电机

16 阴极 39 电压脉冲发生器

17 阴极室 40 泵

18 极 41 轴

19 负极 42 能量供应模块

20 脉冲发生器 45 43 整流模块

21 套筒座 44 供电模块

22 孔 45 控制模块

23 外螺纹 46 温度调节回路

Claims

1.用于加热包括偶极粒子如分子或分子团簇的流体(9)的方法，按照该方法，使流体(9)在一热发生器(1)内受到电场作用并同时使流体粒子依据其电荷取向，其特征在于，附加地对粒子施加电压脉冲，借此破坏其近程有序并且此后在脉冲间歇中或在热发生器(1)之外能够实现近程有序的重组，此时释放或产生热能。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，采用具有一个陡的上升边的电压脉冲。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，采用至少近似矩形的脉冲。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，采用至少近似三角形的脉冲。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用具有一个至少在下面的三分之一中平缓下降的边沿的电压脉冲。

6.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，利用电压脉冲使流体(9)的粒子处于谐振振动中。

7.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，作为流体(9)，采用的是水。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，使水与一种碱液混合。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碱液从包括苛性钠溶液、苛性钾溶液、氢氧化钙、碳酸钙的一组溶液中选择。

10.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，采用具有一定pH值的流体(9)，pH值在具有下限7.1和上限14的范围内选择。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，采用具有一定pH值的流体(9)，pH值在具有下限9和上限12范围内选择。

12.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，流体(9)的粒子在进入热发生器(1)之前借助于能量辐射预先排序。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，使流体(9)的各粒子至少近似线性化。

14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，作为能量辐射，采用的是高能的单色的辐射。

15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，作为高能的单色的辐射，采用的是激光辐射。

16.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，在循环回路中引导流体(9)。

17.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，流体(9)在热发生器(1)之后被输送给一热交换器。

18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，作为热交换器，采用的是用于室内供暖的散热器。

19.用于加热流体(9)的热发生器(1)，其具有一由介电材料构成的壳体(2)，包括一壳体外壳(3)、一壳体底(4)和一壳体盖(5)；并具有用于流体(9)的至少一个输入孔和至少一个排出孔，其中，在壳体内彼此有间距(25)地设置至少一个阳极(14)和至少一个阴极(16)，其特征在于，所述至少一个阳极(14)和所述至少一个阴极(16)分别与至少一个脉冲发生器(20)的一个电极导电连接。

20.按照权利要求19所述的热发生器(1)，其特征在于，脉冲发生器(20)设计为电力机械式的。

21.按照权利要求20所述的热发生器(1)，其特征在于，电力机械式的脉冲发生器(20)在一共同的轴(41)上包括至少一个电机(38)、至少一个电压脉冲发生器(39)和至少一个泵(40)、特别是一液压泵。

22.按照权利要求19所述的热发生器(1)，其特征在于，脉冲发生器(20)设计为电子式的。

23.按照权利要求22所述的热发生器(1)，其特征在于，电子式的脉冲发生器(20)包括至少一个变压器、必要时至少一个整流器、至少一个IGPT和至少一个电容器。

24.按照权利要求22或23所述的热发生器(1)，其特征在于，电子式的脉冲发生器(20)至少大部分构成为印制电路板。

25.按照权利要求19至24之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，为脉冲发生器(20)配置至少一个调节和/或控制模块(45)，用来控制和/或调节流体(9)的温度和/或脉冲宽度和/或脉冲持续时间和/或脉冲频率。

26.按照权利要求19至25之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，壳体外壳(3)构造成圆柱形的。

27.按照权利要求19至26之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，壳体底(4)和/或壳体盖(5)设计为可从壳体外壳(3)中取走。

28.按照权利要求27所述的热发生器(1)，其特征在于，壳体底(4)和/或壳体盖(5)设计为可插进壳体外壳(3)中。

29.按照权利要求27所述的热发生器(1)，其特征在于，壳体底(4)和/或壳体盖(5)设计为可拧进壳体外壳(3)中。

30.按照权利要求19至29之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，输入孔设置于壳体底(4)中。

31.按照权利要求19至30之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，排出孔设置于壳体盖(5)中。

32.按照权利要求19至31之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，所述至少一个阳极(14)与所述至少一个阴极(16)之间的间距(25)是可改变的，优选是可连续调节的。

33.按照权利要求32所述的热发生器(1)，其特征在于，为了调节所述至少一个阳极(14)与所述至少一个阴极(16)之间的间距(25)，由一调整装置支持所述至少一个阳极(14)和/或至少一个阴极(16)。

34.按照权利要求33所述的热发生器(1)，其特征在于，调整装置由一种介电材料构成。

35.按照权利要求33或34所述的热发生器(1)，其特征在于，所述至少一个阳极(14)或所述至少一个阴极(16)部分地包围所述调整装置。

36.按照权利要求33至35之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，调整装置可拧进壳体盖(5)和/或壳体底(4)中。

37.按照权利要求33至36之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，调整装置可移动地支持于壳体盖(5)或壳体底(4)中。

38.按照权利要求33至37之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，调整装置沿流体(9)的流动方向构成在用于流体(9)的输入孔的后面。

39.按照权利要求33至38之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，输入孔构造在调整装置中。

40.按照权利要求19至39之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，流体(9)的输入孔和/或排出孔轴向设置于壳体(2)中。

41.按照权利要求33至40之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，在调整装置中设置至少一个径向设置的孔，用于在所述至少一个阳极(14)的区域内将流体(9)排出到一阳极室(15)中。

42.按照权利要求33至41之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，调整装置经由壳体盖(5)或壳体底(4)特别是轴向伸出壳体(2)之外。

43.按照权利要求19至42之一项所述的热发生器(1)，其特征在于，在所述至少一个阳极(14)与所述至少一个阴极(16)之间设置一介电体。

44.按照权利要求43所述的热发生器(1)，其特征在于，介电体构成为流体(9)的转向装置。

45.加热装置(37)，包括至少一个用于第一流体(9)的输送装置、至少一个用以加热流体(9)的热发生器、至少一个热交换器，在其中将产生的热从所述流体(9)传向另一流体，其特征在于，所述的至少一个热发生器(1)是按照权利要求19至44之一项构成的。

46.按照权利要求45所述的加热装置(37)，其特征在于，串联地设置多个热发生器(1)。

47.按照权利要求45或46所述的加热装置(37)，其特征在于，热交换器设计为太阳能模块的形式。

48.按照权利要求45或46所述的加热装置(37)，其特征在于，热交换器构成为散热器(34)。

49.按照权利要求48所述的加热装置(37)，其特征在于，散热器(34)构成为散热嵌板。

50.按照权利要求45至49之一项所述的加热装置(37)，其特征在于，该加热装置构成为集中供暖设备。

51.按照权利要求45至50之一项所述的加热装置(37)，其特征在于，沿流体(9)的流动方向在热发生器(1)之前设置一用于发送单色的辐射的装置。

52.按照权利要求51所述的加热装置(37)，其特征在于，用于发送单色的辐射的装置是一激光器。

53.按照权利要求45至52之一项所述的加热装置(37)，其特征在于，该加热装置构成为振荡回路。

54.应用按照权利要求19至44之一项所述的热发生器(1)为建筑物供暖。