控制流体中的分子簇的设备和方法

专利名称：控制流体中的分子簇的设备和方法
技术领域：
本发明涉及通过对流动的流体施加电场或磁场从而控制流体中的分子簇的设备和方法。
本发明者在美国专利US NO5,387,324中提供了一种装置，该装置利用在流体穿过的管内设置的两个具有不同电化电势的电极处理流体。在此装置中，至少部份用导电材料制成的电极之一放置在另一电极的全部导电材料的下游，以便使穿过管子轴向流动的流体顺序地与电极接触，并且流体仅仅在从管中流出之前受到下游侧电极的作用。在上游侧采用一碳精电极，而在下游侧采用一铁电极，该装置就可除去流体中的氧化铁色。
本发明人还提供了一种方法和设备，以防止钙垢和镁垢的沉淀，在所述设备中，在流体流过的电绝缘管件的外圆周表面上设有用具有不同的电化电势的导电材料制成的正、负电极。正、负电极均为管状，并且相互有一定间距或实际直接接触。在两电极间的导电联接是由通过流体主体的电容效应实现的，以便使流体离子化。
在对上述类型的方法和设备进行持续的研究和开发的同时，本发明者明显观察到横穿流体流动方向的磁场或电场可以影响该流体的分子簇的尺寸。也就是说，在呈现分子聚集成簇的流体，如水等中，分子簇的形成不是固定不变的。分子簇处于变化、形成、分解、再形成的连续状态，而且分子簇的尺寸也连续变化，一些分子形成大的分子簇，而另一些形成小分子簇。分子聚集的形成和变化是一种连续的变动。分子聚集和分子簇尺寸的连续变动表明导致分子聚集的原因是分子的键很弱。由于键的强度不足以维持分子簇的尺寸固定不变，并且，甚至温度变化或流体本身的流动都可以对分子聚集条件产生明显的影响，因此，显而易见，一个低能级的磁场或电场就可以控制分子群聚的效果。
本发明是以上述发现为依据的，因此，本发明的目的是提供一种可以利用电场或磁场来减小流体中的分子簇尺寸的设备和方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种设备，在该设备中，由至少两个电极或磁极形成的很窄的电能场或磁能场横向于穿过管子的流体的流动方向作用于流体上，平行于流体流动方向的能量场的宽度小于1mm，而电极或磁极的总厚度小于10mm。
最好，在用电绝缘材料或非磁性材料制成的管子的外圆周表面上设置两个电极或磁极。
本发明可以采用各种类型的产生能量场的方法，例如有从外部电源供电的电极，或利用有不同的电化电势的电极作为自生电场，或利用电磁装置或利用常规的永磁铁产生一个很窄的磁隙。
因为本发明与用于磁带录音或放音的磁头有某些相似之处，故将参照该磁头解释本发明的原理。
众所周知，在磁带录制的电学领域中，录音和放音的质量及频率范围由横向于磁带移动方向的电磁场的宽度控制，并且较小的磁隙能显著地扩大可录频率的范围；采用这种窄磁场则有可能降低磁带运行的速度而不引起可录放的频率范围的衰减。
可以根据流体流与移动的磁带等效，以及很窄的横向能场与磁带录放磁头所要求的很窄的电磁隙相当的观点来考虑本发明。
在处理流体，并且特别是水或含水的任何流体，或任何具有与水类似的由分子群聚而形成的分子簇的流体的情况下，很窄的电极间距和/或电磁隙的作用将与流体中存在的分子簇的尺寸直接相关。
为了便于解释本发明，将以水为例进行详述，但是如前所述，本发明也涉及除水以外的分子可以聚集形成分子簇的任何流体。
在由本发明处理一种流体的情况下，电或磁的横向场是恒定的，并且与磁带录音相比，没有强度变化。不过，可以看作移动的磁带的流动的流体由于分子簇的形成包含有能量的变化，并且可以看作一被录制的磁带。为了消除磁带上录制的信号，可以使磁带穿过一个或者是极化的磁场，或者是低频，例如50赫兹的磁场，或者一个同样地极化或振荡，例如50赫兹的电场，由此，破坏了磁带的磁分量的组合和外加的重新排列，并使其呈现自然状态。同样，穿过横向电场或磁场的流体容易受到这些场的影响，并且由分子群聚形成的分子簇受到感应的电或磁效应的干扰，该效应则导致分子间的键合变得很弱，并由此减小分子簇的尺寸。
以天然水为例，研究已表明虽然预期分子簇可以形成包括通常所说的球形的任何形状，但是如果认为是球形的话，其分子簇可以相当大，大至1-2mm，小至微米尺寸。本发明装置的共同性和效能在于控制分子簇，并且最好将分子簇的尺寸减至最小。
因此，本发明的主要特征是利用横向于流体流动方向的很窄的电场或磁场控制该流体的分子簇的大小。在采用电场的情况下，在与流体的流动方向横向相交的地方设置极间距很窄的很薄的电极；同样，在利用磁场的情况下，磁极片应具有最小的间距以形成与流体的流动方向横交的很窄的磁场。
为使该装置有效地减小分子簇的尺寸，横向场的有效宽度应小于分子簇的尺寸，例如，大小为1mm(假定是分子簇的最大尺寸)的分子簇要求狭窄的横向场的平行于流体流动方向的宽度小于1mm，但是尺寸小于横向场的宽度的分子簇则未受影响。因此，为了实现最大限度的有效控制最多数量的分子簇，横向场的宽度应减至最小。但是，对于与流体的分子簇尺寸相关的一个装置的实际尺寸存在着一定的限制，并且，对本发明来说，这个实际的尺寸限制必须被接受。不过，显而易见，随着制造技术的改进，将会使实际的电极间距宽度或电-磁/磁隙宽度进一步地减小。
实际上，正如磁带录放磁头一样，磁极片可以彼此相互的实际接触，并且只有这个连续的磁极片材料的间断处允许磁场从磁极片实际接触的那一点离开磁极片延伸出去。这种结构也可用于本发明。形成一个很窄的横向场的电极也可以在实际上直接接触，并且同样使一个电场从电极实际接触的那一点延伸出去。但是，在磁极片和电极这两种情况下，可以在磁极片的两面之间放置一块极薄的非磁性材料的垫片，以提供一个更加明确限定的磁隙；同样，在采用电极时，可以在电极之间放置一个非常薄的绝缘垫片，以提供一个更加明确限定的横向电场。不过，可以理解，在磁极片或电极之间采用某些间隔介质确实提供了一个较宽的横向电场或磁场，而这是一个缺点，但是采用垫片的有利的一面是提供了一个更强的磁场或电场。在实际应用中，必须采纳一个折衷方案，它允许以最高的效率将分子簇尺寸减至适于特殊用途或要求的合适的尺寸。
鉴于流体可能受到实际的磁极片或电极的影响极小的事实，已经发现当这些磁极片或电极沿流体流动的方向暴露出最小的厚度或宽度时，受磁极片或电极的影响也最小。
曾进行过一系列的试验以力图确定磁极片或电极的最佳厚度，并已发现在将磁极件或电极的厚度减至可达到的最小厚度时，该装置的效率提高了。进行了在与非磁性管或塑料管的外表面接触的那部分磁极件或电极的厚度实验，并采用了小至几微米的厚度。实验发现，采用几微米的整体结构的电极可使效率增加，但是对于磁极片来说，这样的整体厚度是不实际的，因此，将磁极片加工成楔形，由此，允许与非磁性管件的外表面接触的磁极片的边缘减小到几微米，对于电极而言，总的厚度只需几微米左右就足以提供足够的机械刚度。电极装置或磁极装置优选的最大的总厚度约为10mm。
应指出的是，随着电极的厚度和磁极片的有效面的厚度减小，该装置的效率则提高。虽然，该装置也可使用厚的电极或磁极片，但只有在电极厚度或磁极片的有效面厚度仅为几微米时，其效率达到最高值，显然，上述条件的成立，与绝缘塑料管或非磁性管的管径无关，并且，在将电极固定在中心管的外圆周上的情况下，绝缘塑料管或非磁性管的厚度丝毫不妨碍对于分子簇的作用。例如，采用具有不同电化电势的正、负电极的自生电极系统，该装置是用内管管径从1/2”至10”，管壁厚度为2mm至8mm的管子制造。采用这些大内径的管子和上述的管壁厚度的试验表明，在效率上没有明显的降低。
根据一般的思路，特别是当如上所述的采用磁带录音装置来说明本装置的功能和对分子簇的作用时，对于可采用大直径钢管和厚管壁的事实，可以认为似乎是不合逻辑。不过，就管壁厚度和大管径而言，可不存在与磁带的比较。应指出的是，电极或磁极片完全围绕管的外径或管的内径，并且，其产生的场能效应完全不同于只与窄条磁带接触的磁带录放磁头。另外，从实际的实验结果中发现，电场或磁场在作用于塑料管段或非磁性管段的外圆周表面上时，确实穿过了管壁并对与管的内表面接触的流体产生一个作用。但是，该作用并不局限于接触管壁的特定流体，而是通过联锁反应，将此作用传递给整个流体，紧靠管壁的分子簇的尺寸变化使电荷发生变化，然后，该电荷变化影响相邻的分子簇。可以理解，紧靠管壁的那些分子簇所受的作用最强，并且，为了实现均一的状态，流体的穿过上述装置的再循环将扩大分子簇尺寸控制的分布范围。
虽然，本发明人未能明确地理解，但在事实上电场和磁场确实延伸过特殊厚度的塑料和非磁性材料，这一事实已被许多实验和装置所证实。另外，对狭窄的能量场的限定显然毫无影响。对这一事实的一种可能的解释是制造管子的塑料介质和非磁性介质都作为一种输送线路，不会引起电场或磁场的畸变。


图1是根据本发明的第一个实施例的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向电场作用于一管道流体流动系统的装置和方法；图2是根据本发明第一个实施例的改型的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向电场作用于一管道流体流动系统的装置和方法；图3是根据本发明第二实施例的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向磁场作用于一管道流体流动系统的装置和方法；图4是根据本发明第二实施例的改型的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向磁场作用于管道流体流动系统的装置和方法；图5是根据本发明第三实施例的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向磁场作用于管道流体流动系统的装置和方法；图6是根据本发明的第四实施例的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向磁场作用于管道流体流动系统的装置和方法；图7是根据本发明的第五实施例的半剖透视简图，表示将一狭窄的横向电场作用于管道流体流动系统的装置和方法；图8是根据本发明第一实施例的更具体地显示采用自生电场电极的装置的结构的半剖透视简图；图9是一个试验装置的示意图，用以说明由于分子簇尺寸在流体流动中产生的涌浪效应；图10是根据本发明的一个试验的重量计量装置的示意图；和图11是根据本发明的一个试验的用于体积膨胀计量的装置的示意图。
参照图1所示的本发明的第一实施例，将包括一阳极1和一阴极2的两个电极固定在塑料管3的外周表面上。阳极1和阴极2具有不同的电化电势，例如一碳精阳电极和一铝阴极。碳精电极和铝电极分别用极薄的碳片和铝片制成，并且使它们直接地实际接触或在其间设置一很薄的电绝缘膜片。将电极装置固定在电绝缘管3，如一段塑料管的外圆周表面上。采用这组电极的装置的结构详图如图8所示，其中，标号1和2分别表示碳精电极和铝电极。使电极1和2固定在塑料管3的外表面上。将电极1和2以及塑料管3的组件封闭在一个外壳4和端板5中。在端板5的内圆周面上加工有用以放置一O型圈25的凹槽，O型圈25在塑料管3的端部和端板5之间形成紧密的密封。密封填料26在端板5和外壳4之间形成紧密的密封，以保持电极周围稳定的环境和干燥状态。
在图2中，除电极6和7是从外部电源8供电之外，采用了与图1类似的系统。电极6和7可用任何导电的材料制造，最好，两个电极的材料应相同，采用一段电绝缘管3，以便支承电极装置6和7。
在图3中，采用磁系统来代替图1和图2中的电极，其中，标号9是一段非磁性管，围绕管9的圆周，沿边设有磁极片10和11，磁极片10和11是由磁铁12用磁场作用供能。
在图4中，采用了同样的横向磁组件系统，但是用一电-磁系统增能。电磁铁13与外部电源14相联。
在图1至图4所示的装置中，使窄的横向能场施加在支承管段的外表面上；而在图5中，窄的横向能场件16和17设在管段14的内部。在图5中，自生电极16和17位于电绝缘管段14的内部并与流体直接接触。
在图6中，永磁铁系统位于管段15的内部，其中永磁铁18设有端盖19和19a，二者在中心处联接，以形成磁极件20和20a。
在图7所示的结构中，采用两段分离的管段21和22，在两个管段21和22之间设有横向窄磁场形成元件23和24。在该实施例中，可采用各种各样的系统装置具有不同电化电势的自生电极，外部供电的电极，永磁铁或电-磁铁磁极。为了方便起见，仅以具有不同的电化电势的自生电极，即图中所示的电极23和24为例进行说明。参照图1、2、3和4，显然，图中所示的电极和磁极片可以如图7中所示的那样插在两个管段之间。虽然，本发明装置的结构的说明仅以一套电极或磁极片为依据，但应指出，可采用任何数量的电极或磁极片。重要的因素是在电极或磁极间有极小的间隔，并且这种间隔能形成很窄的横向电场或磁场。
对于本领域中的任何专业人员而言，在流动的流体中，或者用一个所谓的永久磁铁，或者用一个电一磁装置产生一个磁场的方法是显而易见的。另外，可以清楚地认识到具有不同的电化电势的导电材料在与电解液，如水或其它流体接触时，即使电解液只是很弱的电解液，如调味品、威士忌酒、葡萄酒等，也可以形成一个伏打电池结构。不过，在采用外部加载的具有不同的电化电势的电极的情况下，如图1和图8所示，与流体没有接触，其产生电能的系统略有不同。
为说明图1和图8所示装置的功能，要注意图1和图8中的电绝缘管(塑料管)3。众所周知，所有的塑料在表面受到某些摩擦时就会产生静电场效应。参考水流过塑料管的情况，水流过该塑料管时的摩擦力在塑料管的外表面上产生一静电压电场。这意味着塑料管的外表面被静电场所包围。具有不同的电化电势的电极，例如碳精电极和铝电极处在该静电场内，并且该静电场可被看作是一电解质。碳将吸收电子，而铝则释放电子，因此在碳精电极附近电子减少；而在铝电极附近电子增加，这就在碳精电极和铝电极之间形成了一个电势差，其结果是，存在一横跨电极之间的窄隙的电场。其它的具有不同电化电势的导电材料的组合，由于释放电子的效率不同，也将产生电势差，其中低电子释放材料相对于高电子释放材料将成为正极，因此，当任何的有不同电化电势的导电材料受到静电场的作用时，都将出现电势差。
在呈现分子群聚的流体，如水等中，分子簇的形成不是恒定的，分子簇处于连续变化的状态，形成分子簇、分解、再形成分子簇，并且，分子簇的尺寸也处于连续变化的状态，一些分子形成大分子簇，而另一些则形成小分子簇。分子聚集成团和变化是一种连续的变动。分子簇的形成和分子簇尺寸的这种连续变动说明分子的结合很弱，这就是分子聚集的原因。没有足够的结合强度来维持一个恒定的分子簇尺寸，甚至温度的变化和流体本身的运动都会对分子成团的条件产生显著的影响，因此一个低能级的磁场或电场可以怎样地控制分子群聚的效应是显而易见的。
由于相对于窄的横向能场而言是较大的分子簇穿过窄的能场，电能或磁能会导致分子间微弱的结合力产生变化并改变分子簇的尺寸，使之与窄的横向场的宽度相对应。仅仅穿过窄的横向场一次的流体只有部分的分子簇减小了尺寸，但这种处理常常足以满足特定的要求。但是，穿过窄的横向场的流体的反复循环 可以很有效地控制分子簇的尺寸。如上所述，分子簇在正常条件下处于恒定的变化状态。采用根据本发明的装置确实可以稳定分子簇形成的状态。如果是调味品、威士忌酒、葡萄酒等，分子簇尺寸的减小能使水迅速地与调味品的基本组分、威士忌酒、葡萄酒等混合，并且，一旦制成混合料，就不再分离；换句话说，已使流体处于由混合保持稳定的小分子簇状态。在受到控制的流体不与第二种流体混合时，所控制的分子簇尺寸只能在较短的时间内保持这种状态；并且，除非另外采用某些方法利用分子簇的控制，否则，在那种流体中的分子群聚作用将逐渐回复分子簇的形成和使分子簇分解的变动。
控制分子簇尺寸的另一效果是流体的离子化并抑制流体中溶解成份的淀析。在含有溶解成份，如钙盐溶质，镁盐溶质等的天然水的情况下，减小分子簇尺寸的作用能使流体内的电荷发生变化，实际上是流体和溶解成份的离子化的变化。在此意义上，本发明装置的结构可用于水处理，以防止在水容器系统中结垢(钙垢和镁垢等)。
为了证实采用本发明的装置控制分子簇的效果，进行了若干个试验。所用的装置具有生成窄的横向能量场的元件，使元件与内径为1/2”(12.7mm)、壁厚为1.5mm的塑料管的外周相固定。所用的系统是用在图1中示意地示出的具有不同电化电势的电极材料制成的并具有如图8中所示的类似结构，在此情况下，采用实际上直接接触(电极间无间隔件)的碳精电极和铝电极。组合的电极组件的总厚度为0.25mm。
抑制淀析(防结垢)的试验根据经验，将已经过处理的流体样品与未经处理的流体样品进行比较的基本方法是最可靠的并且也在此试验中采用。两份样品的水都取自于同一个贮槽。一份水样保持未处理，而使另一份水样从本发明的装置中穿过一次。将准确测量了体积量的每一份样品(经过处理的和未经处理的)放在相同的玻璃量杯中，然后放在加热装置上，同时等量的加热样品并允许水蒸发。两个样品均升温75℃并保持该温度以便两个样品蒸发。每个样品的最初体积是100cc，并允许蒸发至50cc，此时水中的溶解物(溶质)出现一些沉淀。通过添加纯水将残余样品补充至刚好是相同的体积(50cc)，然后让样品静置几个小时，以便使多余的沉淀再溶解，对每一样品进行电导率的测量，结果显示，未经处理的样品的电导率明显低于经过处理的样品。在未经处理的水和由本发明的装置进行处理的水之间测到的电导率差为16μS/cm。电导率的大小是水中溶解的盐成分，如钙盐和镁盐含量的一个通用指标，随溶液中盐量的减少，电导率则降低。在上述试验中，电导率的测量结果表明，未经处理的水的电导率低于经过处理的水的电导率；由此显示出，未经处理的水中可溶盐的含量减少，而处理过的水的电导率高于未经处理的水，由此显示出因沉淀减少水中溶盐的含量较高，如前所述，这是随着分子簇的尺寸变小，通过电荷的变化而产生的。电荷的变化也是离子化的变化。
为证实窄的横向电场和磁场的控制作用的功能，用专门设计的试验进行进一步的研究。在一种情况下，将未经处理的水用真空仔细地脱气，然后通过一台0.4μm的过滤机过滤。设立一个与一段2mm的毛细管相联的小水槽的试验台。用真空吸入水，使之通过毛细管进入贮槽，以便消除在简单地将水注入水槽时通过系统和一般的扰动使空气进入水中的可能性。当水槽几乎注满时，就让水通过毛细管流出。可以观察到，水不是从毛细管的开口端平稳的流出，而是非常不规律的流动，有时流的快，有时流的较慢可以很容易地观察到，从毛细管流出的水流延伸的变化，似乎是先喷出，然后减慢。
使一些同样的水穿过设有窄的横向磁场结构的装置，然后如上所述的过滤和脱气。采用同样的步骤填充小贮槽，然后，让水流经毛细管。这时，从毛细管的开口端流出的水完全平稳，没有任何不规则的喷射现象。
从这个试验中可以推断出水中分子簇的尺寸减小了，因此能平稳的流过毛细管。为了证实这一点，用0.5mm内径的毛细管代替2.0mm内径的毛细管，再用处理过的水重复上述试验。由于内径减小，水的流动又变成是不规律的，就像未经处理的水通过2.0mm内径的毛细管时一样。显然，未经处理的水的分子簇尺寸可变化到超过2.0mm，而处理过的水由于受有窄的横向场结构的装置的作用而可使分子簇尺寸仅超过0.5mm。
图9示出了该试验所用装置的一个例子，其中，标号30是毛细管，31是水槽，32是通往真空泵的排气管，33是进气管，34是控制排气和进气的三通阀。字母A、B和C表示从毛细管孔中流出的流体，其中A和B表示未经处理的流体的突然喷出，C表示采用根据本发明的图1和图8所示装置处理后的流体的平稳流动。
该发现提出两种可能性1)分子簇中分子数量减少了；2)分子簇中分子的数目相同，但更加紧密地结合，从而使分子簇缩小。
为证实上述两种可能性的出现，进行了进一步的试验。
在此试验中，测量出恰当体积的水的重量，一部分是未经处理的水，而另一部分是采用本发明的装置处理过的水。重量的测量精度达到小数点后面四位。准备测量体积专用的长颈量杯，插入一段内径为1.0mm的毛细管。将水注入专用的长颈量杯达到毛细管中的恰当液位，由此，使重复注入的水(流体)量有相当高的精度。
空的测量用长颈量杯的重量为74.7670grms。将自来水注入量杯至确定的体积，长颈杯和水的总重为170.0295grms。然后，将量杯完全倒空，并将通过本发明装置(处理过的)的同样体积的水再注入毛细管中到同样准确的液位，再测量其重量。这次显示的重量为170.2315grms，比前一次增加了0.20grms。在由窄的横向场装置处理之后，该重量的增量是重复的，并由此认为该重量的增加是准确的。该重量增加可证实水中形成的分子簇仍然有相同数量的分子，但尺寸更紧凑，于是，当水的体积精确相等时，重量则增加。
图10所示为本试验中所用装置的一个实例，其中，标号35是毛细管，36是容器，将流体注入容器，直到毛细管上的标记处，以达到流体的准确体积。测量未经处理的流体在上述体积时的重量，和经本发明装置处理的等量流体的重量。
进行第三次试验，进一步证实分子簇尺寸的减小。这次采用体积膨胀的方法。仔细测量两份准确体积的水，一份是未经处理的水，另一份是用窄的横向场装置处理后的水。将两份单独的水样分别放入有专门设计的结构的计量装置，然后，在水浴中加热，直至水不再继续膨胀。膨胀的体积被收集并称量。在试验的各个阶段都严格控制，确保精确度。最终的测量结果表明，处理过的水，其体积膨胀有所增加。进行重量计量，以获得比测量体积高的精度。顺在此试验中，处理过的水比未经处理的水的体积膨胀量要大0.4％。
图11表示这项试验所用的装置的一个实例，其中，标号37是容器，38是集液杯，39是溢流管，40是围绕容器37的环形板，用以支承集液杯38。将未经处理的流体和经本发明装置处理的流体注入容器达到溢流点，然后将盛有流体的装置在水浴中加热。
第三个试验证实了第二个试验的结果，而第二个和第三个试验又都证实了第一个试验的结果。
下面是表示采用上述试验装置所作的一系列试验的结果的表。
重量试验体积膨胀试验
对表格的说明从表中可以看出，试验采用了不同的水。在采用有高硅石含量的水时，钙、镁的含量相应较低，在室温下进行试验，其重量的增加或分子簇尺寸的减小要少于采用含有较高的钙和镁的自来水作试验时的相应值。但是在图表中显示出加热含硅石水的体积膨胀量则大于自来水的体积膨胀量。对此很难解释，但可认为热能导致硅石分子簇的膨胀速率有所不同。众所周知，水中含有硅石的溶液没有任何的电导率，而钙和镁在水溶液中都产生强电导率。
虽然，上述试验的结果足以证明本发明装置的功能，但为了证明采用本发明装置控制分子簇的效果，又继续进行了一些简单的试验。
调味品在制造某些调味品时，添加普通的盐(NaCl)是配料中最基本的部分。但是，这些调味品在制造后不能立即使用，必须要提供一个陈化期，以使NaCl充分掺入混合物中并除去很浓的咸味。在日本，特别是日本酱油就是这种情况，但在许多食品加工中，也存在这种情况。利用本发明的装置，可使NaCl迅速地与调味品的主要成分混合。做一个简单的试验，并例证该效果，将少量的NaCl溶于水，直至水中有明显的咸味。将盐水分成两份，使一份通过本发明的装置，另一份保持未处理。简单的品尝试验表明，处理过的那份盐水的咸味已经完全消失，而未经处理的盐水仍保留有咸味，该试验极有效地证明分子簇尺寸的快速变化，使混合物的两种成分混合。
葡萄酒众所周知，为了使酒的味道更加醇厚，制造葡萄酒的主要部分是提供一个陈化期。这就意味着必须使制造出来的生酒(base wine)放置一段时间，以便陈化。就像调味品等一样，可采用试验方法来显示在采用本发明的装置处理前、后酒中的明显差别。为了进行该试验，采用了一种非常便宜的带有明显酸味的葡萄酒。从同一瓶葡萄酒里取出两份，一份未处理，而另一份通过本发明的装置。比较未经处理部分和处理过的部分的味道的试验表明，在用本发明的装置处理后的葡萄酒里酸味明显减小，酒的味道变得柔和，就像经过陈化的酒一样。葡萄酒等的酿制又是分子簇尺寸减小的结果，使生酒的成分混合。正常的方法将提供使分子簇缓慢分解的时间及各组分极充分的混合。在上述试验中仅仅使酒穿过本发明的装置一次，就已立即显示出改善了的混合或陈化效果。如采用使葡萄酒穿过本装置若干次的反复循环步骤，将使其更完全的混合，并使酒味更柔和更醇厚。
威士忌酒就威士忌酒而言，由本发明装置进行处理的效果不是如此之快，并且需要反复循环几天才能达到所要求的陈化程度。用一种很便宜的，未经陈化的威士忌作试验样品。将这份样品放入再循环系统中包括本发明装置的再循环装置中。让再循环连续运行，并且每天对酒味进行品尝检验，威士忌的味道每天都有明显的变化。在经过了十二天的试验期后，生酒的味道完全变成充分陈化的威士忌的味道。
要指出的是，对于品尝葡萄酒或威士忌领域中的任一专业人员而言，上述变化是相当明显的，特别是如上所述的处理“前和后”的品尝。生威士忌酒和充分陈化的威士忌酒的味道无疑将在本领域中的专业人员头脑中留下深刻的印象。葡萄酒与之类似，行家能够通过品尝检测出陈化葡萄酒和仍然是生的葡萄酒之间的差异。即使那些品酒领域的非专业人员也能很容易地鉴别出生酒(品质差)和经本发明的装置处理后的酒的柔和味道之间的差异。事实证明，品尝试验是由各类人员进行的，而且遗憾的是，他们并非威士忌或葡萄酒的行家。不过，在各种情况下的意见是一致的，即味道更适口、更柔和。对盐水试验而言也是相同的，每个要求品尝经过处理后的盐水的人都同意，在处理后的水中咸味不明显。在盐水试验中，要求每个人都向水中添加一点盐，直至他们能品出淡淡的咸味为止，然后将此与通过本发明装置后的同一盐水相比较。按此方式，水中的盐度依品尝者自己的标准确定，该标准使那位品尝者很明显地鉴别出，由于该装置的作用，确实引起了味道的改变。
虽然为了例证的目的，参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但在不偏离本发明的精髓的前提下，可进行各种修改和变更。
权利要求
1.一种用于控制流体中分子簇的设备，包括一个流体从中流过的管道装置，以及用于使电能场或磁能场横向于穿过上述管道装置的流体的流动方向作用于流体的装置，上述能场平行于上述流体的流动方向的宽度少于1mm；用于施加电能场或磁能场的上述装置沿平行于上述流体的流动方向的总厚度应少于10mm。
2.如权利要求1所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的能量施加装置包括至少两个电极，并且上述的管道装置是用非导电材料制造。
3.如权利要求1所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的能量施加装置包括至少两个磁极，并且上述的管道装置是用非磁性材料制造。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于在上述管道装置的外圆周表面上设置上述的能量施加装置。
5.如权利要求1至3中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于在上述管道装置的内部设置上述的能量施加装置。
6.如权利要求1至3中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的管道装置至少分成两个管段，并且，上述的能量施加装置设在上述的管段之间，上述的能量施加装置的内圆周表面暴露在上述管道装置的内部。
7.如权利要求2和4至6中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的至少两个电极具有不同的电化电势，以提供一个自生的电场。
8.如权利要求2和4至6中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的至少两个电极从一外部电源供电。
9.如权利要求3至6中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的至少两个磁极由永磁铁增能。
10.如权利要求3至6中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的至少两个磁极由电磁铁装置增能。
11.如权利要求4、7和8中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的能量施加装置至少是两个环形的薄电极板，它们围绕着上述管道装置并由一嵌入其间的电绝缘膜间隔开。
12.如权利要求4、7和8中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的能量施加装置至少是两个围绕着上述管道装置的环形的薄电极板，并且，上述的至少两个电极板的总厚度应小于10mm。
13.如权利要求4、7和8中任一项所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的能量施加装置至少是两个环形的薄电极，它们彼此互相直接接触，并围绕着上述管道装置。
14.如权利要求12或13所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的至少两个环形薄电极板具有不同的电化电势，以提供一个自生的电场。
15.如权利要求14所述的用于控制流体中分子簇的设备，其特征在于上述的电极之一是碳，而上述的另一电极是铝。
16.一种用于控制流体中分子簇的方法，利用至少两个电极或至少两个磁极产生一个窄的能场，并且使上述流体横向流过上述窄的能场，上述电极或上述磁极以小于1mm的距离相互隔开。
17.如权利要求16所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述的电极具有不同的电化电势，并且是自身供给能量的。
18.如权利要求16所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述电极由一外部电源供电。
19.如权利要求16所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述磁极由永磁铁增能。
20.如权利要求16所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述磁极由电磁铁装置增能。
21.如权利要求16至20中任一项所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述电极由一位于其间的绝缘膜间隔开。
22.如权利要求16至20中任一项所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述的电极实际上彼此间相互的直接接触。
23.如权利要求16、19和20中任一项所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述的磁极由一薄的非磁性介质间隔开。
24.如权利要求16、19和20中任一项所述的用于控制流体中分子簇的方法，其特征在于上述磁极实际上相互直接接触。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制流体中的分子簇的设备,其中横向于流过管道装置的流体的流动方向对流体施加一电能场或磁能场。能场的平行于流体流动方向的宽度小于1mm。该能场可以由两个电极或两个磁极产生,电极或磁极的总厚度小于10mm。电磁或磁极最好设在管道装置的外圆周表面上。
文档编号C02F1/48GK1171372SQ96122898
公开日1998年1月28日 申请日期1996年11月7日 优先权日1995年11月7日
发明者杰克·肯尼斯·伊伯特 申请人:杰克·肯尼斯·伊伯特, 吉田真纪子