[发明专利]用于产生热量的加热器设备和相关的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及加热器。更具体而言，本发明涉及用于通常在其中具有电解质并在可氧化的电极之间流动的流体中迅速而有效地产生热量的方法。

背景技术

通常使用供暖系统来给楼房的住户提供合适的生活和工作温度。已知有多种形式的加热器，包括，例如，电阻电热、天然气炉，油炉等等。在某些例子中，将已加热的空气抽到楼房中。在其他例子中，使用热水供暖系统。在这样的系统中，水通常被油或天然气炉加热，然后水被抽入封闭的系统，通常在楼房的地板内或要被加热的区域内。不仅是地板，而且还有地板上方的空间也被从在地板下面的闭环系统中流动的加热的水发出的辐射热加热。

这些供暖系统具有它们的缺点。它们通常需要相当大的电量，或者燃烧化石燃料，这是非常昂贵的，并且还会释放不希望有的副产品。循环加热供暖系统一般依赖于中央热水供应和管道的隔热，这增大了建设费用。这样的循环加热供暖系统通常共享家庭管道热水供应，并会耗尽可用于淋浴及其他用途的水。

透热加热设备是已知的。例如，授予Sargeant的美国专利No.3,641,302公开了用于利用高频率的电能来处理流体的设备。Sargeant公开了，高频率的电能或电场弥漫并填充了电极之间的所有空间，因此，一旦流体在使其被加热的电极之间流动，流体就受到此能量的作用。最近，授予Burayez等人的美国专利No.5,506,391公开了使用电振荡的流体加热器。类似于Sargeant，Burayez等人公开了使用电振荡，而不是电流的通过来产生热量。Burayez等人教导了使用控制电路来控制用于对水进行加热的电振荡的源和振幅。通过连接到热传感器的振荡电路来调制电源。微处理器取得热量读数，并控制经调制的电源。

然而，发明人已经发现，事实上，振荡的水平或调制对透热加热器的性能不是关键的。相反，已经发现，由透热加热器所产生的热量直接与输入到加热器的电流的量相关。可以输入到加热器中的电流的量在某种程度上取决于流体中存在的(通常以诸如溶解矿物质盐之类的溶解固体的形式存在)电解质的含量。此外，还发现，如果电解质流体在以可被氧化的金属或合金制成的电极之间流动，则氧化的过程产生能量和电子，以致于降低否则将流体加热到所希望的水平所需要输入的电流的量。

发明内容

本发明涉及产生热量的方法，以及相关的加热设备，其中，电解质流体在其上被施加了交流电的可氧化的电极之间流动，以便对流体进行加热。

根据本发明的产生热量的方法，包括提供由可氧化的并且导电的材料构成的第一电极，以及也由可氧化的并且导电的材料构成的第二电极。第一和第二电极彼此分隔。还提供了包含足够高含量的溶解盐或矿物质以通过其进行导电的水流体，并在第一和第二电极之间流动。当水流体在其上被施加了交流电的第一和第二电极之间流动时，产生电化学反应。第一和第二电极被氧化，水溶液中的溶解盐或矿物质被耗尽，导致提供给水流体的温度或电流增大，超过由于在电极之间的水流体中传递电流所产生的热量，使得否则用于将液体或流体加热到所希望的水平所需要输入的电流的量降低。

在一特别优选的实施例中，水流体的温度被监视。如果温度超出预定水平，则降低施加于电极的电流强度。作为替代，如果温度降至低于预定水平，则增大施加于电极的电流。

还可以监视吸入电极的电流的量。使用电流相位控制电路将施加于电极的电流维持在预定范围内。如果被电极吸入的电流超出预定水平，则降低施加于电极的电流强度。如果水流体中的溶解盐或矿物质的含量很高，就会发生这种情况。相反，如果被电极吸入的电流被确定为降至低于预定水平，则增大施加于电极的电流。如果水流体中的溶解盐或矿物质的含量很低，就会发生这种情况。如果由电极吸入的监视器电流强度太低，则可以激活可听或可视警报形式的警报，以便通知加热设备的所有者，需要补充水溶液中的溶解盐或矿物质的含量，或替换随着时间的推移已经耗尽了其溶解盐或矿物质的水流体。