PL180155B1 - Method of and apparatus for changing temperature of discrete matter - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do zmiany temperatury materii dyskretnej przy czynnościach technicznych, których przebieg jest związany ze zmianą temperatury. Za materię dyskretną rozumie się tutaj materię z cząsteczkowymi i/lub atomowymi drganiami własnymi, na przykład ciecze, gazy i organizmy żywe.

Znane są liczne sposoby i urządzenia do zmiany temperatury materii dyskretnej poprzez promieniowanie elektromagnetyczne. Znane są powszechnie kuchenki mikrofalowe stanowiące urządzenia do odgrzewania, gotowania lub opiekania potraw za pomocą mikrofal, w których następuje ogrzewanie dielektryczne materiałów nieprzewodzących elektrycznie przez przemianę energii w polu mikrofal. Stosuje się przy tym rezonator wnękowy z reflektorami do ogniskowania promieniowania mikrofalowego. Do takiego ogrzewania mikrofalowego stosuje się fale centymetrowe, w zakresie od 1 do 10 centymetrów, co odpowiada 3 do 30 GHz. Dostępne w handlu kuchenki mikrofalowe działają na częstotliwości 2450 MHz w paśmie 12 centymetrów. Mikrofale są niebezpieczne i szkodliwe dla ludzi,

180 155 szczególnie dla oczu, więc istnieją normy bezpieczeństwa dla kuchenek mikrofalowych, które ograniczają wy dostawanie się promieniowania.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 2 370 161 sposób ogrzewania materii przy zastosowaniu anteny i promieniowania elektromagnetycznego. Jedna część anteny jest tutaj połączona z doprowadzeniem generatora, natomiast druga część anteny, znajdująca się w pewnej odległości, jest połączona z drugim doprowadzeniem generatora. Pomiędzy tymi częściami anteny albo w ograniczonej przez nie przestrzeni powstaje rezonans przy bardzo wielkiej częstotliwości, w zakresie fal decymetrowych. Ogrzewanie jest ograniczone do przestrzeni określonej przez części anteny i poza nimi nie jest możliwe.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 168 000 urządzenie do ogrzewania czynnika, które ma rurę z osadzonymi na niej elektrodami z materiału dobrze przewodzącego elektrycznie i generator połączony z elektrodami. Czynnik do ogrzania jest umieszczony w obszarze promieniowania.

Znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr 286 012 sposób chłodzenia i wytwarzania energii elektrycznej za pośrednictwem obiegu gazu elektronowego, który umożliwia skuteczne chłodzenie, lecz nie umożliwia ogrzewania materii dyskretnej. Stosuje się tutaj strojenie rezonansowe i uwzględnia się wyznaczoną geometrycznie przestrzeń, z której odprowadza się energię przy zastosowaniu wielkiej częstotliwości nośnej, jak i modulacji o mniejszych częstotliwościach, w wyniku czego uzyskuje się energię cieplną i energię promieniowania z wyznaczonej geometrycznie przestrzeni poddanej działaniu rezonansu za pomocą obiegu gazu elektronowego. Materia wprowadzona do przestrzeni zostaje tutaj schłodzona tylko przez schłodzenie przestrzeni, natomiast nie bezpośrednio.

Znane jest również z niemieckiego opisu patentowego nr 3 017 422 urządzenie do udostępnienia energii wewnętrznej materii, w którym w przestrzeni o danym kształcie koherentne, modulowane impulsowo promieniowanie elektromagnetyczne powoduje zmiany poziomów energetycznych w wiązaniach cząsteczkowych. W przypadku promieniowania laserowego promienie są doprowadzane pod określonym kątem, który jest zależny od kształtu przestrzeni. Przestrzeń umożliwia całkowite odbijanie promieni, a ciepło powstające w przestrzeni odprowadza się przenośnikiem ciepła.

Znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr 25 12 694 sposób zmiany geometrii czasoprzestrzeni materii dyskretnej, a z niemieckiego opisu patentowego nr 25 12 695 sposób zmiany geometrii czasoprzestrzeni oddziałującej na masę dyskretną, w których jako materię dyskretną zastosowano przykładowo wodę.

W sposobie według wynalazku materię dyskretną poddaje się działaniu wysyłanego przez promiennik promieniowania elektromagnetycznego o częstotliwości, której rząd wielkości odpowiada częstotliwości cząsteczkowej własnej materii dyskretnej i w materii dyskretnej wytwarza się rezonans drgań cząsteczkowych własnych.

Korzystnie w uzupełnieniu do materii dyskretnej dodaje się ośrodek, który poprzez dobór widma promieniowania poddaje się także działaniu rezonansowemu.

Korzystnie energię promieniowania emitowaną przez materię dyskretną drgającą wskutek rezonansu odbiera się przez antenę odbiorczą i odprowadza się.

W urządzeniu według wynalazku promiennik ma dużą powierzchnię i jest ograniczony po jednej stronie przez pierwsze doprowadzenie i po drugiej stronie przez drugie doprowadzenie z materiału dobrze przewodzącego elektrycznie. Doprowadzenia są umieszczone równolegle do siebie i w odstępie odpowiadającym całkowitej wielokrotności długości fali wysyłanej przez promiennik.

Korzystnie promiennik ma częstotliwość w zakresie częstotliwości cząsteczkowej własnej materii dyskretnej i/lub ośrodka ciekłego lub gazowego znajdującego się w wyznaczonym obszarze.

Korzystnie urządzenie ma antenę, która po jednej stronie jest ograniczona przez doprowadzenie i po drugiej stronie przez identyczny ogranicznik antenowy. Do generatora jest dołączony odbiornik włączony pomiędzy ogranicznik antenowy i doprowadzenie oraz kondensator jest włączony pomiędzy generator i doprowadzenie.

180 155

Korzystnie antena ma dużą powierzchnię, a doprowadzenie promiennika i ogranicznik antenowy są umieszczone równolegle do siebie i w odstępie odpowiadającym całkowitej wielokrotności długości fali wysyłanej przez promiennik.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie sposobu i urządzenia do zmiany temperatury materii dyskretnej, z wysokim współczynnikiem sprawności, zwłaszcza do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych. Bardzo dobry współczynnik sprawności osiąga się dzięki wzajemnemu oddziaływaniu promiennika z materią w zakresie częstotliwości rezonansu. Wynalazek ma na celu zmniejszyć straty występujące w znanych sposobach zmiany temperatury materii dyskretnej oraz nakłady energii i materiału.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie układ do ogrzewania materii dyskretnej i fig. 2 schematycznie układ do chłodzenia materii dyskretnej.

Figura 1 przedstawia układ do ogrzewania materii dyskretnej z przestrzenią, w której materia dyskretna 1 do ogrzania, na przykład organizm żywy, znajduje się w obszarze promieniowania promiennika 2 ograniczonego górnym doprowadzeniem 3 i dolnym doprowadzeniem 4. Odstęp pomiędzy umieszczonymi równolegle doprowadzeniami 3 i 4, wykonanymi z materiału dobrze przewodzącego elektrycznie, stanowi całkowitą wielokrotność długości promieniowanej fali.

Doprowadzenia 3 i 4 promiennika 2 doprowadzają energię wytworzoną przez generator 9 w celu wysyłania promieniowania elektromagnetycznego o wielkiej częstotliwości, rzędu wielkości takiego, jak częstotliwość cząsteczkowa własna materii dyskretnej 1.

Promiennik 2 o dużej powierzchni wysyła promieniowanie elektromagnetyczne do materii dyskretnej 1 i powoduje rezonans drgań cząsteczkowych własnych w materii dyskretnej 1. Prowadzi to do ogrzania materii dyskretnej 1 prawie bez bezwładności, ponieważ występuje mało strat przy przekazywaniu energii przez ośrodki pośrednie, a materia dyskretna 1 nagrzewa się przez 'zwiększone drganie cząsteczkowe własne. Jeżeli urządzenie znajduje się w zamkniętej przestrzeni wypełnionej ośrodkiem, dzięki odpowiedniemu doborowi widma promieniowania ośrodek można także poddać działaniu rezonansowemu, co prowadzi do ogrzania ośrodka dodatkowo do materii dyskretnej 1.

Figura 2 przedstawia układ do chłodzenia materii dyskretnej 1. Dodatkowo w porównaniu z fig. 1 zastosowana jest antena 5, która ma również dużą powierzchnię, po jednej stronie jest ograniczona przez doprowadzenie 4, a po drugiej stronie przez identyczny ogranicznik antenowy 6, które są umieszczone równolegle do siebie w odstępie równym całkowitej wielokrotności długości fali. Za pomocą tego układu jest odbierana energia z układu i przez to z materii dyskretnej 1. Promieniowanie wysyłane przez materię d^^yki^t^t^mą 1 drgającą wskutek rezonansu jest odbierane przez antenę 5 i doprowadzane przez doprowadzenie 4 i przez ogranicznik antenowy 6 do odbiornika 7, przy czym generator 9 jest oddzielony pojemnościowo od odbiornika 7 przez kondensator 8.

Dzięki temu oddawaniu energii uzyskuje się obniżenie temperatury w materii dyskretnej 1, jak również w ośrodku otaczającym, ponieważ wysyłane promieniowanie elektromagnetyczne o amplitudzie rezonansu ma większą energię niż częstotliwość wzbudzająca, która może mieć względnie małą amplitudę.

180 155

180 155

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zmiany temperatury materii dyskretnej, którą umieszcza się w obszarze promieniowania promiennika, znamienny tym, że materię dyskretną poddaje się działaniu wysyłanego przez promiennik promieniowania elektromagnetycznego o częstotliwości, której rząd wielkości odpowiada częstotliwości cząsteczkowej własnej materii dyskretnej i w materii dyskretnej wytwarza się rezonans drgań cząsteczkowych własnych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w uzupełnieniu do materii dyskretnej dodaje się ośrodek, który poprzez dobór widma promieniowania poddaje się także działaniu rezonansowemu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że energię promieniowania emitowaną przez materię dyskretną drgającą wskutek rezonansu odbiera się przez antenę odbiorczą i odprowadza się.
4. 4. Urządzenie do zmiany temperatury materii dyskretnej, które zawiera promiennik dołączony do generatora dla wytwarzania energii promieniowania, a materia dyskretna jest umieszczona w obszarze promieniowania promiennika, znamienne tym, że promiennik (2) ma dużą powierzchnię i jest ograniczony po jednej strome przez pierwsze doprowadzenie (3) i po drugiej stronie przez drugie doprowadzenie (4) z materiału dobrze przewodzącego elektrycznie, przy czym doprowadzenia (3, 4) są umieszczone równolegle do siebie i w odstępie odpowiadającym całkowitej wielokrotności długości fali wysyłanej przez promiennik (2).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że promiennik (2) ma częstotliwość w zakresie częstotliwości cząsteczkowej własnej materii dyskretnej (1) i/lub ośrodka ciekłego lub gazowego znajdującego się w wyznaczonym obszarze.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że ma antenę (5), która po jednej stronie jest ograniczona przez doprowadzenie (4) i po drugiej stronie przez identyczny ogranicznik antenowy (6), a do generatora (9) jest dołączony odbiornik (7) włączony pomiędzy ogranicznik antenowy (6) i doprowadzenie (4) oraz kondensator (8) jest włączony pomiędzy generator (9) i doprowadzenie (4).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że antena (5) ma dużą powierzchnię, a doprowadzenie (4) promiennika (2) i ogranicznik antenowy (6) są umieszczone równolegle do siebie i w odstępie odpowiadającym całkowitej wielokrotności długości fali wysyłanej przez promiennik.