CN1271834A - 接触电容脉冲传热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态物体电子传热系统,利用逸出功不同的金属A和C相接触的电位差,激发两个相连的电源电容器AC带电、把电子开关KD1和KD2将电容器X与电阻器R连接起来,把电子开关KD3和KD4将电容器Y和电阻器R连接起来,电子开关交替导通与关断,电容器X和Y交替充电与放电,充电时将吸收常温物体的热量,放电时将电能转变为热能,打破热平衡,将低温物体的热能传到高温物体上去。

Description

接触电容脉冲传热装置

本发明涉及一种固态物体利用电子传热的系统。以往对于热能的取得及传导基本上采取“火烤胸前暖，风吹背后寒”的方式。太古时期的遂人氏发明钻木取火，火的应用使人类不仅获得了征服自然的伟大力量，同时由于改用熟食，使人体自身尤其是大脑获得了充分发育的物质，从此使人类开始脱离了动物界。在社会物质文明的方面，由于火的使用，相继出现了陶器、青铜器和铁器时代，最后大机器时代也主要是由于用火作为动力源而创造了前所未有的物质文明。人类取得热能的手段主要是以燃烧木柴、农作物秸杆、煤炭、石油、天然气这些燃料以及用核裂变获得的原子能。但是，社会的每一进步，同时也是一种退步。在物质文明的背后却产生了一大堆难以处理的垃圾和核废料，江河湖海被污染，大气改变了化学成份，产生了温室效应，气候变暖、两极冰雪溶化、海平面上升，地面下降，南极上空产生臭氧洞，这一切都是由于人类在生产和生活中不合理的利用热能造成的。

本发明的目的就在于提供一种应用电子技术传导热能的设备，在不破坏物体的分子结构和原子结构的条件下，不靠外来的作用，只利用自由电子的运动，自行打破平衡，把物体的热能从一部分传到另一部分加以利用。

金属是电的良导体，也是热的良导体。金属无论是导电还是传热都是由于自由电子运动的结果。但二者还有很大的差别，金属导线的两端随着所加电动势方向的改变，自由电子运动的方向也随之改变，但对热的传导却只有一个方向，热量总是从高温一端流向低温一端，达到平衡就不再有宏观的变化。电流是自由电子有规则的定向运动，热是自由电子的无序运动。怎样把这两种运动形态统一起来，使其互相转化，在电子从无序形态变为有序形态时，也就可以实现热能从低温到高温的传递。

本发明的基本内容是选择三种金属：逸出功低的金属A，逸出功高的金属C和逸出功中等的金属B。将三种金属分别制成AC、AB、BC三种接触器，使其在不同金属的接触面上形成接触电动势。AC为电源接触器，AB、BC为放热接触器。电源电容器的极板分别用金属A和金属C制造，介质采用钛酸钡或其他铁电体。将两个电源电容器X和Y的两个极板对应连接起来，中间接有电源接触器。两种金属A和C相接触，电子由逸出功低的金属A流向逸出功高的金属C，或者换句话说是从费密能级高的金属A流向费密能级低的金属C，使与之相连的电源电容器充电用一电阻丝的两端接触电源电容器X的两端，中间接有放热接触器AB、BC，电源电容器Y的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。电源电容器X处在串联体的中间，电荷将中和，在电阻丝上转化为热能，然后断开，电源电容器X又重新恢复原来的带电状态。将电阻丝再与电源电容器Y相接触，中间也接有放电接触器AB、BC。电源电容器X的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。电源电容器Y处在串联体的中间，电荷将中和，在电阻丝上转化为热能。总之，在电阻丝与电源电容器X和Y的不断交替接触过程中，电容器不断发生充电和放电作用，在电源接触器和电源电容器中将从周围介质中吸收热量，在电阻丝和放热接触器上将放出热量。

我国能源结构的特点是煤多油少，能源消费以煤为主，环境问题成为我国国民经济发展的一大难题。尤其在冬季我国北方由于取暖大量烧煤，造成大气中二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物都显著增加。在夏季热浪袭来，迫使许多人跳到水中残喘。无论是印度还是美国都有许多人被活活热死。虽然人们可用空调机造成局部的凉爽环境，但它要消耗许多电能，电能大部分是用燃烧大量煤炭转化来的，对于炎热的气候来说这就等于火上浇油。本发明与燃烧燃料和核裂变以取得热能相比，没有对人体健康有损害的化学物质及放射性物质产生，不会污染环境和大气，不会造成温室效应。本发明与冷冻机和热泵相比，结构比较简单，不用液体的蒸发与凝结不用气体的膨胀与压缩，它不靠物态变化使物体吸收或放出热量，而仅仅是靠电子运动使物体变热或冷却。在开放电路中，为自由电子开辟自己不断运动的道路。电容器充电吸收热量将热能转化为电能，把电容器短路，把他放在电路中间，电容器放电，在放电接触器和电阻丝上将产生高温。在电容器和电源接触器上将产生低于常温物体的温度。

下面结合附图进一步说明。

图1、电源电容器X和Y的两极对应相连，中间接有电源接触器AC，电子由逸出功低的A极流向逸出功高的C极，使A板带正电，C板带负电。电容器X的A极与电阻R的M端之间接有放热接触器AB和开关K1，电容器X的C极与电阻R的N端中间接有放热接触器BC和开关K2。电容器Y的A极与电阻R的N端中间接有放电接触器AB和开关K3，电容器Y的C极与电阻R的M端中间接放热接触器BC和开关K4。

图2、开关K1和K2同时关闭，电源电容器Y的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。电源电容器X的两极板处在串联体的中间，电荷将在电阻R上中和电能转化为热能放出，电阻R的温度将升高。

图3、将开关K1和K2同时开启，电源电容器X的两极板由处在串联体的中间变为串联体的一端，电路中将发生电子由A极向C极的流动，使A极带正电，C极带负电，电容器和接触器AC的温度降低。

图4、开关K3和K4同时关闭，电源电容器X的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。电源电容器Y两极板处在串联体的中间，电荷将在电阻R上中和，电能转化为热能放出，电阻R的温度再度升高。

图5、将开关K3和K4同时开启，电源电容器Y的两极板由处在串联体的中间变为串联体的一端，电路中将发生电子由A极向C极的流动，使A极带正电，C极带负电。电容器和接触器AC的温度再度降低。

总之，在开关K1和K2与开关K3和K4交替关闭和开启过程中，电源电容器X和Y就交替发生充电和放电作用。充电时将热能转化为电能，放电时把电能转化为热能。只要开关不停的开启与关闭，结果就打破热平衡，把热能从低温物体传到高温物体。

实施例如图6所示，电源电容器X的A极与接触器AC的A极相结，接触器AC的C极与电源电容器Y的C极相结。电源电容器X的C极与接触器AC的C极相结，接触器AC的A极与电源电容器Y的A极相结。在电源电容器X的A极和电阻R的M端之间接有电子开关KD1与接触器AB，在电源电容器X的C极和电阻R的N端之间接有电子开关KD2与接触器BC。在电源电容器Y的A极和电阻R的N端之间接有电子开关KD3与接触器AB，在电容器Y的C极和电阻R的M端之间接有电子开关KD4与接触器BC。控制的程序是同时导通KD1和KD2，然后关断。再同时导通KD3和KD4，然后关断。由此循环往复，使电源电容器AC和电源接触器AC的温度下降，放热接触器AB、BC和电阻R的温度上升。热平衡自行打破，热量从低温物体传到高温物体而不影响其他变化。

从热的宏观表面现象观察，热量是不能从低温物体传到高温物体，热平衡是不会自行打破的。但是深入认识热木质，从微观角度看，不同金属相接触，电子从逸出功低的金属流向逸出功高的金属，电流的能量是物体的热量转化来的，物体的温度将下降。导体的电容较小，所带电量不多。电容器可随着技术的改进制造较大容量的设备，虽然电容器每次放电能量也不太多，如果用电子开关控制电容器每秒放电几万次到几百万次，那潜在的能量就被激活了。在冬季可将室外低温物体的能量传到室内取暖，使人生活在温暖的环境中。在夏季可将室内的热量排到室外，使人生活在凉爽的环境中。另外可将一部分水冷却变成冰放出热量把另一部分水沸腾。当生产和生活中所需的热量都可以从周围物体中传导而来，那就标志着人类社会火的时代结束了。

Claims (1)

1、一种以金属导体和绝缘体相结合的传热装置，将热能从一部分传到另一部分，其特征在于电源电容器X的A极与接触器AC的A极相连，接触器AC的C极与电源电容器Y的C极相连，电源电容器X的C极与接触器CA的C极相连，接触器CA的A极与电源电容器Y的A极相连，在电源电容器X的A极和电阻R的M端之间有电子开关KD1与接触器AB，在电源电容器X的C极和电阻R的N端之间接有电子开关KD2与接触器CB，在电源电容器Y的A极和电阻R的N端之间接有电子开关KD3与接触器AB，在电源电容器Y的C极和电阻R的M端之间接有电子开关KD4与接触器CB，控制的程序是同时导通KD1和KD2，然后关断，再同时导通KD3和KD4，热后关断，由此循环往复，使电源电容器AC和电源接触器AC的温度下降，放热接触器AB、BC和电阻R的温度上升，热平衡自行被打破，热量从低温物体传到高温物体上去。

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