JPH10504678A - 不連続物質の温度変化のための方法と装置 - Google Patents

不連続物質の温度変化のための方法と装置

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JPH10504678A JP8507711A JP50771196A JPH10504678A JP H10504678 A JPH10504678 A JP H10504678A JP 8507711 A JP8507711 A JP 8507711A JP 50771196 A JP50771196 A JP 50771196A JP H10504678 A JPH10504678 A JP H10504678A
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Abstract

(57)【要約】 大面積の放射装置(2)を用いて、不連続物質(1)を、それは例えば気体、液体あるいは生物であって良いが、不連続物質(1)の分子固有周波数の領域内の周波数をもつ電磁放射線を当て、これによってその物質の中に分子固有振動の、物質の加熱にいたる共振を生じさせる。不連続物質(1)の温度低下のために、その物質から放散される放射エネルギーを受信アンテナ(5)を通じて導出し、これにより熱エネルギー放出と、これに伴う冷却が行われる。閉鎖され、媒体を満たした空間の中では、放射スペクトルの適切な選択によって、媒体をも加熱または冷却のために共振相互作用に含めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 不連続物質の温度変化のための方法と装置 この発明は不連続物質の温度変化のための方法と装置に関する。この発明はプロ セスが温度変化と結びついているすべての技術的過程に応用することができる。 その場合、不連続物質の温度変化のための公知の方法の場合に生じる損失および エネルギーと材料の消費は減少させることができる。不連続物質とは、この発明 においては、分子および(または)原子の固有振動を有する物質のことであって 、例えば液体、気体または生物である。 不連続物質の温度変化のためには数多くの方法と装置が公知であり、例えばマイ クロ波発生装置であり、これを用いて50%以上のエネルギー変換有効度に達す ることができる(DE−AS 2 427 060)。 周期的に分極と消極で作動する誘電性冷却装置も公知である。 特許公報DD 286 012には、電子ガスの循環過程を用いる、冷却と電子 エネルギーを作るための方法が紹介されている。この方法は確かに効果的な冷却 を可能とするが、しかし不連続物質の加熱はできない。 ある物質量の内部エネルギーを使用可能とするための装置も公知である(DE− OS 3 017 422)。この場合、特殊な形態をした空間の中で、干渉性 のパルス変調した電磁放射線として使用 された励起放射線が、分子結合でのエネルギー水準の変化を作る。 この場合、レーザー光線として使用された励起放射線は一定の角度で供給されな ければならず、この角度はその空間の特別な形態によって決定される。さらにこ の空間は励起放射線の全面反射を可能としなければならず、またその空間に生じ る熱は、熱伝導体によって排出されなければならない。この装置は、僅かなエネ ルギー量しか変換できず、さらに熱伝導による損失が生じるという欠点を有して いる。 DE−OS 25 12 694には不連続物質の空間時間形態の変化のための 方法が、またDE−OS 25 12 695には、不連続物質に働く空間時間 形態の変化のための装置が記述されている。これら両者では不連続物質の例とし て水が挙げられている。 この発明の課題は、温度の伝導のための搬送媒体なしに、また媒体によって生じ る、媒体からその他の媒体への、また媒体自体での損失なしに済ませ、したがっ て効率の著しい改善にいたる、不連続物質の温度変化のための方法と装置を創り 出すことにある。 この課題はこの発明に従い、次の方法によって解決される。すなわちこの方法に おいては面放射装置を用いて不連続物質の分子固有周波数の領域での周波数が放 射され、不連続物質の分子固有振動が共振に換えられ、これが一次的にその物質 の上昇した温度へといたるのである。 一般に行われている第2の共振体要素はこの場合不要である。 この発明によれば、放射器による不連続物質の温度上昇のために、加熱される不 連続物質の分子固有周波数の範囲にある周波数での電磁放射が行われ、加熱され る不連続物質は放射装置の放射領域に入れられ、不連続物質の中に、その加熱に 至る分子固有振動の共振を作る。 不連続物質の温度低下のために、冷却される不連続物質の分子固有周波数の範囲 にある周波数での電磁放射が放射装置によって行われ、冷却される不連続物質は 放射器の放射領域に入れられ、不連続物質の中で分子固有振動の共振を作り、共 振振動する不連続物質から放散される放射エネルギーは、受信アンテナによって 受けられ導出され、これは熱エネルギー放出とこれに伴う冷却へといたる。 閉鎖されて媒体を満たした空間での装置の配置の場合、放射スペクトルの適切な 選択により、媒体も加熱または冷却のため共振相互作用に含めることができる。 不連続物質の温度変化のための装置は、良導電材料からなる第1と第2の導線を 備える放射装置と、一方の側で導線の一つによって、他方の側では同種のアンテ ナ境界器によって制限されているアンテナ、放射エネルギーを作るための導線と 連結した発振器、発振器と導線の1本との間に接続したコンデンサー、および放 射器の放射領域内に配置された不連続物質とからなっている。 放射装置は大面積に構成されているのが有利であり、導線によって制限され、導 線は互いに平行に配置され、互いに間隔を保っているのが適切であり、この間隔 は放射器から放射される波長の整数倍に相当するのが有利である。 アンテナも同じく有利に大面積に構成されており、一方の側で導線の1本と、他 方の側でアンテナ境界器によって制限されているのが適切であり、これらは互い に平行に配置され、互いに間隔を置いているのが適切であり、この間隔は放射器 によって放射される波長の整数倍に相当するのが有利である。 液体または気体の媒体を満たした一定の空間におけるこの装置の使用の場合、放 射器から放出される周波数が、不連続物質および空間に存在する媒体の分子固有 周波数の領域にあり、媒体をも温度変化のプロセスに含めるのが適切なことがあ る。 共振周波数の領域における物質と放射装置の相互作用により、公知の加熱システ ムでは不可能である効率が得られる。 この発明を以下一実施例を用いてさらに詳細に説明する。所属する図面はこの発 明による装置を略図で示す。 不連続物質1、例えばある生物は、放射装置2の放射領域内にあり、この領域は ここでは例えば上部と下部の導線3と4で示されている。 平行に配置された導線3と4は、良導電体の材料からなり、その間の間隔は送信 周波数の整数倍の波長であるのが適切である。 これらの導線3と4を通じて発振器9によって作られたエネルギーは、不連続物 質1の分子固有周波数の範囲での周波数で高周波の電磁放射を放射するために、 放射装置2に供給される。 大面積の放射装置2はこの電磁放射を不連続物質1の上に放射し、不連続物質1 の中に分子固有振動の共振を起こさせ、この共振が再び放射されて、これによっ て不連続物質1の振動と大面積放射装置2との間の相互作用による追加の共振が 生じる。 これは不連続物質1のほとんど無慣性の加熱にいたるが、その理由は仲介媒体に よるエネルギー移動の際の損失がほとんど生ぜず、不連続物質1が強化された分 子固有振動によって加熱されるためである。 装置が閉鎖されて媒体を満たした空間にある場合、放射スペクトルの適切な選択 により、媒体も共振相互作用に含めることができ、これも媒体の加熱にいたる。 例えば同じく大面積に構成されたアンテナ5を設け、一方の側を導線4により、 また他方の側を同種のアンテナ境界器6によって制限され、これらが互いに平行 に、波長の整数倍の間隔で配置されていると、このシステムからエネルギーが奪 うことができる。共振して 振動する不連続物質1から発せられる放射は、アンテナ5によって受けられ、消 費体7へと導かれ、この時、発振器9はコンデンサー8によって容量的に消費体 7から分離されている。 エネルギー放出により不連続物質1でも、また周囲の媒体でも、温度低下を得る ことができるが、これは共振振幅をもって放射される電磁放射が、比較的僅かな 振幅を有することができる励起周波数よりも、高いエネルギー内容を有するため である。 参照番号 1 不連続物質 2 放射装置 3 導線 4 導線 5 アンテナ 6 アンテナ境界器 7 消費体 8 コンデンサー 9 発振器
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年10月24日 【補正内容】 明細書 不連続物質の温度変化のための方法と装置 この発明は不連続物質の温度変化のための方法と装置に関する。この発明はプロ セスが温度変化と結びついているすべての技術的過程に応用することができる。 その場合、不連続物質の温度変化のための公知の方法の場合に生じる損失および エネルギーと材料の消費は減少させることができる。不連続物質とは、この発明 においては、分子および(または)原子の固有振動を有する物質のことであって 、例えば液体、気体または生物である。 電磁放射線を通じての不連続物質の温度変化のための数多くの方法と装置が公知 である。 一般に周知であるのは、マイクロ波加熱を用いて食品を加熱、煮炊きあるいは焼 くための装置としての電子レンジである。これは空間的に集中したマイクロ波域 でのエネルギー変換による、非導電性材料の誘電加熱である。この場合、空胴共 振器が、場合により適切な反射体を含めて、マイクロ波放射線の集束のために用 いられる。このようなマイクロ波加熱には、センチメートル波、特に1センチメ ートルから10センチメートルの間の領域に対応して、3から30GHz(109 Hz)までが使用される。市販の電子レンジは2450MHz(12センチメ ートル帯)の周波数で使用される。このようなマイクロ波は周知のごとく人間、 特に眼にとって危険であり有害であるため、電子レンジのための安全規定があり 、これに よって洩れ放射が制限される。このような装置はしたがって特に室内暖房には適 しておらず、作動周波数に関しては特性値としての分子固有周波数よりも明らか に低い。 さらにアンテナと電磁放射線を用いる物質の加熱のための方法が公知である(U S 2370 161;第10図)。この場合、全体として立体構造のアンテナ 配置が用いられている。ここであるアンテナ部分は発振器の導線と連結しており 、一方これと空間的に分離した別のアンテナ部分は、発振器の別の導線と連結し ている。これらのアンテナ部分の間に、あるいはこれによって限定された空間に 、超高周波を用いて共振が生じる。すなわちデシメートル波長の領域に相当する 周波数領域においてである。この波長領域ははるかに高周波の分子固有周波数か ら遠く離れている。アンテナ部分によって制限された空間の外部では加熱は不可 能であり、特にアンテナ部分の片側の放射領域では加熱は生じない。 さらに循環プロセスを用いる冷却と電子エネルギー作製のための方法が公知であ る(DD 286 012)。この方法は確かに効果的な冷却を可能とするが、 しかし不連続物質の加熱はできない。ここで用いられる方法の場合、共振調整と 、そこからエネルギーを奪おうとする、形態的に一定の空間を含めることで行わ れる。この方法は高周波搬送周波数と低周波変調を用いて行われ、送信器振幅へ の変調により、形態的に一定で共振条件に合わせて設計された空間から、電子ガ ス循環プロセスを用いて熱エネルギーと放射エネルギーが奪われる。この方法は 空間に関する形態の指定と、必要な変 調により、比較的手数がかかる。その空間の中に入れられた物質は、空間の冷却 を通じて冷却されようが、しかし直接に冷却はされないであろう。 ある物質量の内部エネルギーを使用可能とするための装置も公知である(DE− OS 3 017 422)。この場合、特別な形態の空間の中で、干渉性のパ ルス変調した電磁放射線として入れられた励起放射線により、分子結合における エネルギー水準の変化が行われる。この時、レーザー光線として入れられた励起 放射線は、一定の角度で供給されなければならず、この角度は空間の特別な形態 によって決定される。さらにこの空間は励起放射線の全面反射を可能としなけれ ばならず、空間内に生じる熱は、熱伝導体を通じて排出されなければならない。 この装置は、僅かなエネルギー量しか変換できず、さらに熱伝導による損失が生 じるという欠点がある。 DE−OS 25 12 694には不連続物質の空間・時間形態の変化のため の方法が、またDE−OS 25 12 695には、不連続物質に働く空間・ 時間形態の変化のための装置が記載されている。両者において不連続物質として は例えば水が挙げてある。 この発明の課題は、不連続物質の温度変化のための方法と装置を創り出すことで あり、その際に簡単な手段での高い効率が実現できるものである。特に居住空間 に適した方法と装置を創り出すこともこの発明の課題である。 この課題は加熱に関しては請求項1により、また冷却に関しては請求項6の特徴 によって解決される。 加熱のためにこの発明により用いられる方法においては、不連続物質の分子固有 周波数の領域にある周波数の放射線が面放射装置から放射され、その際に不連続 物質の分子固有振動は共振するにいたり、これは物質の温度上昇にいたる。一般 的に通常の第2の共振要素はこの場合不要である。加熱される不連続物質は放射 線の放射領域に入れられ、この時、不連続物質の中で、その加熱にいたる分子固 有振動の共振が生じる。 他方において放射装置による不連続物質の温度下降のためには、冷却される不連 続物質の分子固有周波数の範囲内にある周波数での電磁放射が行われる。冷却さ れる不連続物質は放射装置の放射領域に入り、この時、不連続物質の中で分子固 有振動の共振が生じる。共振振動する不連続物質から放出される放射エネルギー は、受信アンテナによって受信され導出される。これが熱エネルギー放出と、こ れに伴う物質の冷却へと至る。 閉鎖して媒体を満たした空間の中でのこの装置の配置の場合、放射線スペクトル の適切な選択により、媒体も共振相互作用への加熱または冷却に含めることがで きる。 不連続物質の加熱のための装置は、両側が良導電材料からなる導線によって制限 された放射装置と、放射エネルギーを作るための、導 線と連結する発振器とからなっている。加熱される物質は放射器の放射領域に入 れられる。 不連続物質の冷却のための装置は、良導電材料からなる第1と第2の導線をもつ 放射装置、一方の側で導線の1本により他方の側で同種のアンテナ境界器によっ て制限されているアンテナ、放射エネルギーを作るための導線と連結した発振器 、アンテナ境界器と導線の1本との間に接続した消費体、発振器と導線の1本と の間に接続したコンデンサーとからなっている。放射装置の放射領域に不連続物 質を運び込むことができる。 放射装置は大面積に構成されているのが有利であり、導線によって制限され、導 線は互いに平行に配置され、放射装置から放射される波長の整数倍に相当する互 いの間隔を備えているのが適切である。 アンテナも同じく大面積に構成されているのが有利であり、一方の側では放射装 置の導線の1本によって、他方の側ではアンテナ境界器によって制限されるのが 適切であり、これらは互いに平行に配置され、有利であるのは放射器によって放 射される波長の整数倍に相当する互いの間隔を備えているのが適切である。 液体または気体の媒体を満たした一定の空間の中での装置の使用の場合、放射装 置から放出される周波数が、不連続物質および空間に存在する媒体の分子固有周 波数の領域内にあり、この媒体をも温度変化のプロセスに含めるのが適切である 。 放射装置と、分子固有周波数の共振周波数領域内の物質との相互作用により、特 に公知の時間システムでは不可能である効率が得られる。 この発明の実施例を図面を用いてさらに詳細に説明する。 第1図は不連続物質の加熱のための配置の略図を示し、第2図は不連続物質の冷 却のための配置の略図を示す。 第1図には、加熱される不連続物質1、例えば生物が、放射装置2の放射領域内 にあり、その放射装置が上部と下部の導線3と4で制限されている空間が描かれ ている。良導電材料からなる平行に配置された導線3と4の間の間隔は、放射周 波数の波長の整数倍であるのが適切である。 これらの導線3と4を通じて、不連続物質1の分子固有周波数の範囲での周波数 をもつ高周波電磁放射線の放射のために発振器9によって作られたエネルギーが 放射装置2に供給される。 大面積の放射装置2は、この電磁放射を不連続物質1の上に放射し不連続物質1 の中に分子固有振動の共振を起こさせる。 これは不連続物質1のほとんど無慣性の加熱にいたるが、その理由は仲介媒体に よるエネルギー移動の際に僅かしか損失が生じず、また不連続物質1が強化され た分子固有振動によって加熱されるため である。 装置が閉鎖して媒体を満たした空間の中にある場合、放射線スペクトルの適切な 選択により媒体をも共振相互作用に含めることができ、これは不連続物質1に加 えて媒体の加熱にもいたる。 第2図には不連続物質1の冷却のための配置が示されている。このために第1図 による配置に補足して、アンテナ5が設けられており、このアンテナも大面積に 構成されており、一方の側では導線4によって、また他方の側では同種のアンテ ナ境界器6によって制限され、これらは互いに平行して、波長の整数倍の間隔で 配置されている。この配置によりシステムから、したがって不連続物質1からエ ネルギーが奪われる。共振している不連続物質1から発せられる放射線は、アン テナ5によって受けられ、導線4とアンテナ境界器6を通じて消費体7に導かれ 、その際、発振器9はコンデンサー8によって容量的に消費体7から分離してい る。 このエネルギー放出により不連続物質1でも、また周囲の媒体でも、温度降下を 得ることができる。これは共振振幅で放射された電磁放射線が、比較的僅かな振 幅しかもつことができない励起周波数よりも、高いエネルギー内容を有するため である。 新しい特許請求の範囲 1.不連続物質の温度変化のための方法であって、不連続物質(1)の温度上昇 のために −放射装置(2)により、加熱される不連続物質(1)の分子固有周波数の範 囲の中にある周波数で電磁放射線が放射されることと、 −加熱される不連続物質(1)が放射装置(2)の放射領域に入れられること と、 −不連続物質(1)の中で、分子固有振動の不連続物質の加熱に導く共振が作 られることとを 含むことを特徴とする方法。 2.不連続物質(1)に加えてさらに媒体で満たした閉鎖された空間の中に装置 を配置する場合であって、放射線スペクトルの適切な選択により、媒体をも加熱 のために共振相互作用に含めることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3.請求項1または2により不連続物質の温度変化のための方法を実施するため の装置であって、 −一方の側で良導電材料からなる第1の導線(3)により、他方の側で第2の 導線(4)によって制限されている放射装置(2)と −加熱される不連続物質(1)が放射装置(2)の放射領域の中へ入れること ができ、放射線エネルギーを作るための、導線(3、4)と連結した発振器(9 )とを 有することを特徴とする装置。 4.放射装置(2)が大面積に構成されており、導線(3、4)によって制限さ れ、これらの導線が互いに平行に配置されており、放射装置(2)から放射され る波長の整数倍に相当する互いの間隔を有していることを特徴とする、請求項3 に記載の装置。 5.放射装置(2)から放出される周波数が、不連続物質(1)および(または )一定の空間に配置された液体または気体の媒体の分子固有周波数の領域内にあ ることを特徴とする、請求項3または4に記載の装置。 6.不連続物質(1)の温度の下降のために −放射装置(2)により、冷却される不連続物質(1)の分子固有周波数の範 囲の中にある周波数で、電磁放射線が放射されることと −冷却される不連続物質(1)が放射装置(2)の放射領域へ入れられること と −不連続物質(1)の中で、分子固有振動の共振が作られることと −共振する不連続物質(1)から放散された放射線エネルギーが受信アンテナ (5)によって受け取られ導出されることとを 含むことを特徴とする、不連続物質の温度変化のための方法。 7.不連続物質(1)に加えて媒体で満たした閉鎖された空間の中 に装置を配置する場合であって、放射線スペクトルの適切な選択により、媒体も 冷却のために共振相互作用に含められることを特徴とする、請求項6に記載の方 法。 8.良導電性の材料からなる第1と第2の導線(3、4)を備える放射装置(2 )と、一方の側では導線(4)によって他方の側では同種のアンテナ境界器(6 )によって制限されているアンテナ(5)と、放射線エネルギーを作るための導 線(3、4)と連結した発振器(9)と、アンテナ境界器(6)と導線(4)と の間に接続された消費体(7)と、発振器(9)と導線(4)との間に接続され たコンデンサー(8)と、放射装置(2)の放射領域の中へ入れることができる 不連続物質(1)とを有することを特徴とする、請求項6または7に記載の、不 連続物質の温度変化のための方法を実施するための装置。 9.放射装置(2)が大面積に構成されており、導線(3、4)によって制限さ れ、これらの導線が互いに平行に配置されており、互いに間隔を保ち、この間隔 が放射器によって放射される波長の整数倍に相当すること、 またアンテナが大面積に構成されており、一方の側では放射器(2)の導線( 4)によって制限され、他方の側ではアンテナ境界器(6)によって制限されて おり、これらが互いに平行に配置されており、互いに間隔を保ち、その間隔が放 射器から放射される波長の整数倍に相当することを特徴とする、請求項8に記載 の装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LK,LR,LT,LU,LV,MD,MN,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,TJ,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.不連続物質の温度変化のための方法であって、不連続物質(1)の温度上昇 のために −加熱される不連続物質(1)の分子固有周波数の範囲内にある周波数で、 放射装置(2)によって電磁放射線が放射されることと、 −加熱される物質(1)が放射装置(2)の放射領域に入れられることと、 −不連続物質(1)の中で、その加熱にいたる、分子固有振動の共振が作ら れることとを、 また不連続物質(1)の温度降下のために −冷却される不連続物質(1)の分子固有周波数の範囲内にある周波数で、 放射装置(2)によって電磁放射線が放射されることと、 −冷却される不連続物質(1)が放射器(2)の放射領域の中へ入れられる ことと、 −不連続物質(1)の中で分子固有振動の共振が作られることと、 −共振している不連続物質(1)から放出される放射エネルギーが、受信ア ンテナ(5)によって受け取られ導出されることとを 含むことを特徴とする方法。 2.閉鎖して媒体を満たした空間に装置を配置する場合、放射線スペクトルの適 切な選択により、媒体も加熱あるいは冷却のために 共振相互作用に含められることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3.不連続物質の温度変化のための装置であって、良導電性の材料からなる第1 と第2の導線(3、4)を備える放射装置(2)と、一方の側で導線(4)によ りまた他方の側で同種のアンテナ境界器(6)によって制限されているアンテナ (5)と、放射エネルギーを作るための導線(4、5)と連結した発振器(9) と、アンテナ制限装置(6)と導線(4)との間に接続した消費体(7)と、発 振器(9)と導線(4)の1本との間に接続したコンデンサー(8)と、放射装 置(2)の放射領域内に配置された不連続物質(1)とを有することを特徴とす る装置。 4.放射装置(2)が大面積に構成されており、導線(3、4)によって制限さ れ、これらの導線が適切にも互いに平行に配置されており、互いに間隔を保ち、 この間隔が放射装置から放射される波長の有利な整数倍に相当することを特徴と する、請求項3に記載の装置。 5.アンテナ(5)が大面積に構成されており、一方の側では放射装置(2)の 導線(4)の1本によって、また他方の側ではアンテナ境界器(6)によって制 限され、両者が適切にも互いに平行に配置されており、互いに間隔を保ち、この 間隔が放射装置から放射される波長の有利な整数倍に相当することを特徴とする 、請求項3に記載の装置。 6.放射装置(2)から放出される周波数が、不連続物質(1)および(または )一定の空間に配置された液体または気体の媒体の分子固有周波数の領域内にあ ることを特徴とする、請求項3に記載の装置。 7.不連続物質の温度の変化のための方法であって、上記特徴部に挙げた個々の あるいはすべての新しい特徴または組合せを特徴とする方法。 8.不連続物質の温度変化のための装置であって、上記特徴部に挙げた個々のあ るいはすべての新しい特徴または組合せを特徴とする装置。
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