本发明涉及一种根据独立权利要求主体部分的、用于调节化学反应的方法。此外，本发明还涉及一种装置，利用该装置可以实施根据本发明的方法。
背景技术：
对化学反应的调节原则上是已知的。这里，本发明所要求的主体为合成反应领域，该主体旨在生成所需要的产物。
在该总体的技术领域中，例如已知de1964916a，其说明了烃的重整。在此，将气体混合物按比例燃烧并且将产生的废热用于在极高压下平行的、对气体混合物的热裂解。对反应压力和气体组成的调节在此促成了对化学反应的调节。在同一个方面，de2109027a说明了一种催化剂载体，其特性如此进行设置，使得反应在该载体上可以以所希望的方式方法进行。
但这里总体上的技术领域不涉及其中可能会出现液相的空化的系统。本发明的主体具体地指向该领域。
这种类型的方法涉及在反应过程中至少部分地经受至少一种液相空化的反应混合物。
对此，例如us4127332a公开了一种方法和一种装置，在其中使部分为液相的多组分物流经历强烈的压力变化和伴随的空化以进行反应并且进行均一化。但是空化在反应中引入极端的能量高峰并由此降低收率。相应地，de2943984a给出教导，应该在泵送的反应混合物内部通过合适的混合和经调解的输送量来可靠地避免空化。另一方面，例如de4016076a给出教导，只有当可靠并确定地出现空化时，特定的反应才可能进行。de102008030035a1补充性地给出教导，当在反应混合物中存在特定的晶体时，可以避免气蚀并且有利地利用空化。
在这些已知的方法中不利的是，这些方法或者完全排除了空化或者必须可靠地保证空化。由此，特定的亚稳定化合物无法得到或者仅能以较差的收率得到。
技术实现要素：
因此，本发明的目的在于，克服现有技术中的缺陷并且提供一种方法，尽管反应过程中包含了空化效应，该方法能够提供精准的合成路径和提高的收率-尤其对于亚稳定化合物来说。
该目的的解决方案根据权利要求1的特征给出。有利的实施形式由从属方法权利要求以及接下来的说明中给出。
根据本发明，给出一种用于调整化学反应的方法，该化学反应生成产物，其中使得至少一种处于液相的液态反应物或者包含其中至少一种处于液相中的多种反应物的多组分的反应混合物经历压力变化，其中压力的最小值对应于至少一个反应产物空化压力的最大105％，优选最大103％，特别优选最大101％，而不会产生反应物的空化。
这里，空化压力为反应物过渡至蒸气相中的压力(蒸气压)。当有多种反应物时，空化压力为这样的压力，在该压力下多种反应物中的一种当中首先产生小蒸气泡，当反应混合物的压力重新增大时，这些小蒸气泡内爆。这些爆裂的蒸气泡导致不希望出现的压力峰值。但蒸气泡的产生和内爆会导致放热或能量降低，这根据本发明是不希望出现的，并且在实践中需要排除。这里，液相的蒸气压可以与反应混合物的蒸气压不同，即使如果该液相为该反应混合物中唯一的液相。
接下来作出如下设定，即反应混合物具有多种组分，由该反应混合物通过化学反应会生成产物。但本发明也包括仅一种反应物向所希望的产物的化学转化。例如可以由水得到氢气。下述关于反应混合物的实施方案也在同样的意义上适用于仅有一种反应物或者初始物质的化学过程。
首次确定，在空化压力附近可以出现收率/反应速度跳跃式的提高。重要的是，不发生空化，在空化中通过压力-体积-功将能量以热量的形式释放到混合物中。在反应过程中待调节的压力的最小值越靠近空化压力，所希望的产物的收率就越高。在一个实施例中，该最小值仅仅为100.5％或者100.3％，也就是说该压力基本上与空化压力相等，但不会达到后者。
由此认为，在空化压力的附近可以达到反应跳跃式提高的动力学控制：由此特定的反应途径明显更快并且达到了特定亚稳定反应产物动力学所致的、收率的明显提升。一旦出现了空化以及与此伴随的对混合物的加热，这种效应消失并且会生成更多从热力学角度来看为更加稳定的化合物的产物。因此，给出的方法实现了亚稳定的反应性化合物，这些化合物目前为止在现有技术中不能以相应的收率提供。
最小值和空化压力之间的压力差可以小于20mbar。在一个实施例中，该压力差为4至15mbar之间。小的压力差使得必须对反应混合物的压力进行精准的引导和调节。
在一个实施例中，将压力从初始值降低至最小值然后提高到目标值，该目标值基本上等于初始值。该初始值例如可以为约1000mbar的环境压力。但是初始值也可以明显高于环境压力，例如为2至10bar。空化压力，由此还有与其十分接近的最小值取决于反应混合物的温度和反应混合物各个组分的份额。此外，空化压力还取决于其它的外部因素。
为了直观展现在权利要求1中提到的百分数，选定一个示例性实施例，在该实施例中空化压力为350mbar。从约1bar或1000mbar的初始压力出发，将压力降至355mbar以进行化学反应，然后重新升高。这里，压力的最小值为355mbar并且由此比空化压力高5mbar。最小压力的百分数为101.43％(355/350)。如果最小压力仅为352mbar(在此情况下压力更加靠近空化压力)，那么会得到相对于空化压力100.57％(352/350)的值。这里，100.57％的最小值在101％以下，也就是说在后一个实例中满足了最小值最高为空化压力101％的条件。
将压力从初始值降低至最小值的时间可以比将压力从最小值升高至目标值的时间更小。也可以设定，在第一阶段降低压力，在第二阶段将压力基本保持在空化压力的附近并且在第三阶段将压力重新升高或将反应混合物的内部压力消除。这种反应实施方法可以通过向下的斜坡，底部平台和向上的斜坡来描述。另一个反应实施方法设定，第二阶段基本上不存在。在此，在达到最小压力后立即开始系统的减压，由此随时间变化的圧力曲线具有唯一的最低点。
可以通过合适的手段使反应混合物发生震荡。这例如可以通过机械振动、声波或者电磁波进行。脉冲的频率取决于反应混合物和所希望得到的产物。振幅如此确定，使得不会出现空化效应。脉冲的形式和种类可以是不同的。例如可以是锯齿形轮廓，从外部施加在反应混合物上的正弦形或者直角形震荡。
化学反应可以在反应室中进行，其中反应室的体积是变化的。为了体积的变化可以使用可移动的活塞。这使得，例如当体积增大时，整个反应室中的压力降低。通过活塞运动不会或者基本上不会有动能引入反应混合物中，通过这种能量会导致反应室中明显的流动或者运动。由此，该反应在没有反应混合物或其组分的(宏观)运动的情况下进行。其它用于改变体积的手段还有膜，该膜限定出反应室并且可以向内或向外变形。也可以通过将反应混合物的一部分泵入或者泵出来改变反应室中的压力。
另一种可能性在于，通过具有例如喷嘴的流动加速装置的设备使反应混合物流动，以将反应混合物的静压力靠近空化压力。但这里为了高产物收率也需要对(静)压力进行精确控制，因为在经过喷嘴后，反应混合物不应过快失速，这与过快的压力升高有关。
另一种可能性在于，将反应混合物部分以冷冻的形式(接下来简称为冰)放入反应室中并且在优选完全填充后将反应室封闭。冰的融化会在反应室中导致负压，其中可以以外部额外的热量引入来加速融化。但是，在没有额外热源的情况下让冰在室温(例如20℃)下融化也是可能的。通过温控，冰相对于反应混合物总量的量可以预先确定负压的时间变化过程和大小。由此可以对待生成的产物产生影响。这种可能性尤其适用于生产氨基酸和维生素b。
该方法可以形成为不连续的过程。这里将有限量的反应混合物或者将有限量的各个单独组分作为整体添加到系统中并且在反应结束之后将产物从其中整体取出。例如可以在利用活塞的运动来进行反应室的体积变化的实施例中通过活塞在化学反应之前将组分抽入反应室中并且通过活塞在反应进行之后将产物从反应室中压出。这可以为接下来的每一个批次进行重复。通过外部输送装置，例如泵，将物料以批次的形式输送至系统中并且在反应后重新取出。
替代地可以将根据本发明的方法形成为连续过程。这里可以将反应混合物连续通过上述具有流动加速装置的设备进行引导。
在一个实施例中，反应混合物的空化压力以一定的时间间隔不断重新探测。例如该间隔可以小于30分钟，优选小于10分钟或者甚至为30秒。因为根据本发明反应混合物的压力的最小值非常靠近空化压力，但不能低于该空化压力，对空化压力的准确了解很重要。在本发明中显示出，当反应混合物其它状态参数(各个组分的组成、温度、混合度)相同的情况下，空化压力由时间波动所决定。因此，有用的是，不仅使压力的最小值取决于反应混合物的状态参数，而且使其取决于即时探测出的空化压力。优选通过测量进行空化压力的探测。例如可以在该具有活塞的实施例中每x个(例如每5个、每10个或每100个)批次将一个批次用于测量空化压力。这里，将压力降低到一定程度并且重新略微升高，直至可以通过压力峰值或者其它现象来探测到空化。相应的压力值可以用于其它批次对压力最小值的测量。
在一个实施例中对空化压力进行连续探测，这尤其在连续方法中是有利的。由此，总是有反应混合物的该压力的实时值，在该压力下会出现蒸气泡，其产生根据本发明是不希望的。
压力的最小值和/或反应混合物压力随时间的变化可以根据所获得的空化压力来进行调节。对空化压力的探测有利地进行，以使得在真正的化学转化过程中不会达到空化压力。因此，在一个连续过程中，对空化压力的探测可以在旁路内部进行，该旁路平行连接至工艺过程的主路径上并且在该旁路中单独控制压力降低到一定程度，直至实际上已经达到或低于了空化压力。由此可导出的结果可以直接用在主路径中的过程控制中。
为了对上述空化压力(在第一次测量中)为350mbar的实例进行研究，可以由此将压力的最小值调节至353mbar，其中给出了3mbar的绝对差值。对最小值的调节例如可以通过对阀门，对活塞等的控制进行。如果新的测量显示，由于细节不必完全已知的不同的影响因素，空化压力降低至347mbar，可以对最小值进行追踪并且例如同样降低3mbar。与此相反，如果测得了355mbar的空化压力，可以将最小压力设置到356mbar，或者为了继续保证3mbar的绝对差值而设置到358mbar。
伴随着反应，可以在反应混合物中接入电势和/或电流/电压。尤其是具有偶极矩和/或永久电荷的分子可由此进行排列，可能情况下置于链中或者阻拦中并且可以以对反应空间有利的方式呈打开状和/或呈面状地提供这些分子。
在一个实施例中，压力调节的进行伴随着反应混合物中组分之间至少一个，优选多个彼此顺次出现的分子传递和/或原子传递。
优选地，该方法的特征在于，反应混合物具有至少一个选自包括下列物质的组别中的组分：固体、纳米级固体、纳米级硅、金属氢氧化物、金属化合物、准金属化合物、冰、陶瓷载体催化剂、纳米级催化剂、二氧化碳、氨气、硫化氢、水、二硫化碳、一氧化碳、氢气、氧气、氮气、发生炉煤气、氦气、氡气、氖气、焊接气体、具有偶极矩的分子和/或化合物、离子化合物、盐。
反应混合物可具有至少一种液态组分作为液相，该液态组分选自包括下列物质的组别：水、二氧化碳、烃、长链烃、多元醇、脂肪、脂肪酸、蛋白质、糖、糖、酯类、氨基酸、维生素、具有偶极矩的分子和/或化合物、离子化合物、盐。
产物可至少选自由下列物质组成的组别：烃、氨基酸、蛋白质、肽、甘油、脂肪酸、脂肪、糖、乙醇、维生素、氨、纳米级固体、纳米级硅、轻汽油、具有缩短链长的烃、加氢处理的烃、具有偶极矩的分子和/或化合物、离子化合物、盐。
本发明的另一个目的在于提供一种装置，利用该装置可以实施在此所说明的、用于调节化学反应的方法，该目的通过权利要求11解决。实施例在权利要求11的从属权利要求中给出。
根据本发明的、用于实施在此所说明的、用于调节化学反应的方法的装置具有反应室和用于绕旋转轴旋转反应室的驱动装置，以降低反应室中的压力。这里，压力降低的原因在于离心力，该离心力作用于位于反应室中的反应物或作用于位于反应室中的反应混合物上。该装置必须如此设计，使得该离心力引起腔室中期望的压力降低，例如通过至少一个排出口，化学反应的产物以及可能情况下还残留的反应混合物可通过该排出口溢出。根据本发明设置有这样的装置，通过这些装置可实现在平行于旋转轴的方向上和/或在从旋转轴出发径向向外指向的方向上以反应混合物填充旋转的反应室。由此可以将反应室旋转并且无需为了填料而静止。优选可以进行填料，而不必在填料过程中改变反应室的转数(单位时间内的旋转数)。在此，反应混合物的填充沿着不与离心力方向反向的方向进行。至少在优选的实施方案中，也可以避免反应室的填料由于产物从反应室中的流出而受到阻碍。
用于填料的装置可具有至少一个阀门装置，其中在反应室旋转时，可以在阀门装置的关闭状态下降低反应室中的压力。这意味着，在阀门装置的关闭状态下和当排出口相应打开时，通过反应室的旋转将位于其中的物质从反应室中甩出，由此在反应室中产生了负压。这里，上述化学反应则在空化压力之上进行。通过打开阀门装置以及与此伴随的填料，反应室中的压力重新上升。
用于填充反应室的装置可以具有多个阀门装置。例如可以通过彼此分开的阀门装置，将一种反应物平行于旋转轴引如反应室并且将另一种反应物从内部径向引入反应室中。已经将反应混合物在反应室外部准备好并且通过不同的阀门装置引入反应室中也是可能的。
可对阀门装置进行调节，以在化学反应的每个时间阶段都精确调整反应室中的压力。例如可以在规定的转数下将阀门打开特定的时间段，以填充反应室。这里，可以通过阀门装置准确调整流通量并由此准确调整反应室的填充度。在填充之后，通过优选以经调节的方式开启反应室的排出口来排空反应室。这里，也可以设定一段重合，在该重合中，排出口(已经)打开并且阀门装置(还)未关闭。
原则上可以如此调节根据本发明的装置，使得在反应室内部低于空化压力，也就是在反应室内部出现蒸气泡的产生和其溃灭。根据本发明的装置因此不限制在实施根据本发明的方法上。例如可以通过给定其它反应室中的额定值来目的性地调整得到空化，以例如为化学反应提供一定的热量。这里可以通过对阀门装置的调节结合对排出口的调节设置空化的程度。
优选设置有这样的装置，即，通过这些装置可以在将可能的气态组分重新填充之前将其从反应室中完全排出。残留在反应室中的气体导致根据本发明的装置较差的效率。用于完全排出气态组分的装置例如可包括阀门装置相应的控制装置。
阀门装置的关闭位置和/或打开位置可取决于反应室的旋转角度。例如可以在反应室一周的旋转中设置第一旋转角度范围，在该范围内对反应室进行填充(阀门装置的打开位置)。在第二旋转角度范围内-在阀门装置的关闭位置中-则开启排出口，由此可以在反应室中得到所希望的化学反应的同时将产物排出。两个旋转角度范围之和可以为360度。也可以为360/n(自然数n＝2、3等)。也可以设置多于两个的旋转角度范围，分别用于重复进行的反应循环。由此可行的还有，在第一和第二旋转角度范围之间设置第三旋转角度范围，在该第三旋转角度范围内排出口和阀门装置过渡性地同时打开。
在一个实施例中，反应室被旋转轴所截，其中，在此反应室可形成为相对于该旋转轴旋转对称的。反应室也可以以相对于旋转轴特定的径向距离来安置反应室。
反应室可以沿着纵轴延伸，该纵轴垂直于旋转轴延伸。这里，反应室可以通过圆管来限定，由此得到了垂直于纵轴的圆形横截面。替代地，反应室可具有多边形的或者椭圆形的横截面。该横截面的大小和/或其基本形状可以沿着纵轴变化。
在一个实施例中，反应室在径向外部的一端呈截锥体地收窄，由此横截面积在此处变小。在径向外部的端部上也可以设定喇叭形，由此横截面积向外增大。反应室的这种设计方案对该处的流动情况以及由此对反应室中的压力分布有影响。
附图说明
借助于图示中所示实施例对本发明进行进一步说明。图中：
图1示意性示出了用于实施根据本发明的方法的装置；以及
图2示出了施加在用于改变反应室的体积的活塞上的力的变化过程。
图3示意性示出了用于连续实施根据本发明的方法的装置；
图4示意性示出了用于实施根据本发明的方法的、根据本发明的装置的第一个实施例；
图5示意性示出了根据本发明的装置的第二个实施例；
图6示意性示出了根据本发明的装置的第三个实施例；
图7示意性示出了第四个实施例的俯视图；以及
图8示意性示出了根据图1的装置的改型。
具体实施方式
图1示意性示出了用于实施根据本发明的方法的装置。该装置的整体以1标出。该装置1包括第一反应室10，该反应室通过圆柱缸体11和可沿着该圆柱缸体11的中间轴移动的活塞12所限定。圆柱缸体11在其端面端部13上具有开口14，该开口可通过第一主阀门16关闭。
通过可经阀门18打开和关闭的输入管道17可以以反应混合物的第一组分填充第一反应室10。在此，第一组分位于容器19中。在此该第一组分为植物油。
另外一个可经阀门21打开和关闭的输入管道20将第一反应室10与另一个容器22相连。容器22用于容纳通过在第一反应室10中的化学反应而产生的产物。
在圆柱缸体11的端面端部13附近，在反应室10中安置阳极23。该阳极23的作用为在位于第一反应室10中的反应混合物上施加电势。
此外，装置1具有第二反应室30，其基本上与第一反应室10相同地构造。这里，反应室30也通过圆柱形的室壁或圆柱缸体31和可移动的活塞32所限定。在圆柱形器壁31或圆柱缸体31的端面上设置有开口34，该开口可以通过第二主阀门35关闭。第二反应室30中安置有阴极36，该阴极通过电流回路37和此处未示出的电源与第一反应室10中的阳极23相连。
为了填充第二反应室30而设置有输入管道38，该输入管道将容器39与第二反应室30相连。通过阀门40可以打开或者关闭输入管道38。设置有另一个容器41，其用于容纳通过第二反应室30中的反应而产生的产物。容器41通过可经阀门43打开或关闭的输入管道42与第二反应室30相连。
当第一主阀门16和第二主阀门35打开时，第一反应室10和第二反应室30通过连通室50以流体技术的方式相连。在本发明的一个实施例中，在由封闭的容器51所限定出的连通室50中有水，其电导率可以通过添加剂，例如盐来提高。当主阀门16,35打开时，由此在阳极23和阴极36之间由于连通室50中电导性的水而出现了闭合的电流回路。
为了填充第一反应室10，将阀门18打开，由此，在此作为反应混合物的第一组分的植物油从容器19中通过输入管道17流入反应室10中。这可以通过此处未示出的泵和/或通过活塞12进行，该活塞从下死点开始，经过在图1的图示中向上指向的运动，将植物油吸入第一反应室10中。当活塞12向上运动并且在反应室中产生负压时，通过第一主阀门16的位置可以调节从连通室50流入到反应室10中的水的量。由此，水在该实施例中形成了反应混合物的第二组分，由该反应混合物在第一反应室10中会产生所希望的产物。
为了优选地将连通室50保持以水完全填充，将阀门40打开，由此位于容器39中的水可以通过输入管道38经由第二反应室30补充流入连通室50中。可能的还有，用此处未示出的泵将水从容器39中通过输入管道38压入第二反应室30中，由此，这些水通过打开的第二主阀门35进入连通室50中。
在将两个反应室10,30填充后，由此在第一反应室10中存在包括植物油和水的混合物。第二反应室中有水。连通室50和两个反应室10,30均有利地完全填充有反应混合物或水。此外，主阀门16,35仍然打开，由此通过位于连通室中的水闭合阳极23和阴极36之间的电流回路。通过将图1的图示中的活塞12,32向上移动来提高第一反应室10的体积和第二反应室30的体积。为此分别需要力f，其中施加在活塞12上的力f1和施加在活塞32上的力f2一样大。由于力f1和f2相同，当将活塞12,32向上拉动时，腔室10,30,50之间基本上没有液体交换。
通过第一反应室10中体积的增大，对于位于反应室10中的反应混合物来讲压力降低。该压力通过经调节的力f1或f2降低到如此程度，使得反应室10中的压力最小值仅比反应混合物的空化压力高几毫巴(例如1至8mbar)。也就是说将第一反应室10中的压力降低到基本达到空化压力的程度。但重要的是，该最小值(最小压力)并未完全达到空化压力，由此避免了蒸气泡在反应混合中产生随后溃灭。在达到最小值后将活塞重新移回，由此将反应室10中的负压消除。
在接近第一反应室10中的压力达到最小值的时间点时，将第一主阀门16关闭。在此，第一主阀门16的关闭可以与达到最小值的时间点重合或者与其有几毫秒(例如0-30ms)的偏差。通过第一主阀门16的关闭也将阳极23和阴极36之间的电流回路中断。这意味着，随着在第一反应室10中达到最小压力，阳极23和阴极36之间的电压消失。通过开关44打开阳极23和阴极36之间的电流回路也是可能的。
在第一反应室10中的压力降低的同时，也以同样的程度降低第二反应室30中的压力。在此也达到最小压力，该最小压力由于打开的主阀门16,35所致而对应于第一反应室10中的最小压力。优选在第二反应室30中也不发生空化，其中需要指出，第二反应室30中的空化压力不一定要对应于第一反应室10中的空化压力。其原因在于，空化压力也根据物质组成(一方面是含有水和植物油的反应混合物，另一方面是水)而不同。
在第一反应室10中进行化学反应后，此时其中有比植物油更易燃的产物。通过活塞12并且在第一主阀门16关闭时可以将第一反应室10完全排空，其中将产物挤压至容器22中。在此，连接在容器22之前的阀门21打开，而阀门18关闭，通过该阀门将其中有水的容器19与反应室10分离。以相似的方式也将第二反应室30排空，其中此时位于其中的水富集有氧，并且装入容器41中。此时连接在容器41之前的阀门43打开，而阀门40关闭。如上所述，在排空过程之后又可以进行对反应室10,30的填充。
图2示出了施加在第一反应室10的活塞12上的力f1随时间的变化过程。在时间t0处力f1为0。然后拉动活塞12，以增大第一反应室10的体积。力f1增大，直至时间点t1，这导致了第一反应室10中越来越小的负压。在时间点t1处达到了最大的力fmax，该最大的力与反应室10中的最小压力相关。如果力f1继续增大超过最大值fmax，那么反应室10中的负压就会大到达到或低于空化压力的程度。反应室10中的该空化压力就与活塞12上相应的力fk相关联。
在施加在活塞12上的力f1达到最大值fmax之后或当达到了反应室10中的最小压力时，在t1和t2之间的时间段内将活塞12重新缓慢移回。反应室10中的反应混合物或反应室10中所产生的产物所受到的压力通过活塞12的移回而重新降低，直至达到在时间点t0处反应室10中所存在的压力水平。
力f1的变化过程与虚直线的对比显示出力f1呈指数型增长或t0和t1之间的曲线段的二阶导数大于0。与此相反，t0和t1之间的曲线段的二阶导数为负值。也需要指出，t1和t2之间的时间段长于t0和t1之间的时间段。这意味着，在达到最小压力后的减压比先前的阶段需要更多的时间。
在图2中放大示出了力f1变化过程的圆形片段x。在放大的片段x中一方面可以看出力f1和震荡或震动过程v。在压力降低之余，可以通过合适的手段使反应混合物或反应物震荡。这可以例如通过机械震动，通过声波或者通过电磁波来进行。在时间点t0和t1之间可以往系统中引入2至1000个脉冲。脉冲的频率取决于材料或材料组成以及所期望的产物。
尤其当t1和t0之间的时间差小时，可以不设置额外的震荡或震动过程v。
振幅如此确定，使得不会出现空化效应。脉冲的形式和种类可以是不同的。例如可以是锯齿形(如图2中示意性所示)。脉冲可任意形成为其它形式，例如正弦形或者直角形。
图3示意性示出了用于连续实施根据本发明的方法的装置101。装置101包括反应室102和第一前置室103和第二前置室104。第一前置室103具有开口105，通过该开口，施加有压力的反应混合物组分或者反应混合物的部分物流进入前置室103中。经开口105的相应流通通过箭头106示出。第二前置室104也具有开口107，如箭头108所示，通过该开口，反应混合物的另外的组分或反应混合物的其它部分物流进入第二前置室104中。
通过第一喷嘴装置109，位于第一前置室103中的介质进入反应室102中。通过阀门110可以准确设置第一前置室103和反应室102之间的流动阻力。通过第二喷嘴装置111，反应混合物或第二前置室104的组分进入反应室102中。这里也设置有阀门112，通过该阀门可设置从第二前置室104至反应室102中的流动阻力或流通情况。
通过施加在流出口113中的负压，将通过化学反应所产生的产物从反应室102中移出。流出口113在此通过开口114与反应室102相连，其中阀门115可以将该开口打开或关闭，并且该阀门设计用于设置反应室102和流出口113之间的流动阻力。
如此调节各个阀门110,112和115，使得在反应室102中设置出十分接近空化压力，但不会向下低于该空化压力的压力。
图4示意性示出了根据本发明的装置201的第一个实施例，其具有填充有反应混合物的腔室202，在该腔室中有可绕旋转轴203旋转的转子204。通过阀门206可将转子204的上部开口205关闭。通过该阀门206还可以准确设置经该上部开口205的流通情况或流动阻力。如果通过未示出的驱动装置使转子204根据箭头207绕旋转轴203旋转，那么位于转子内部空间中的介质通过离心力而经侧面或者外部开口208被甩回至腔室102中。由此在转子的内部空间中产生了负压，该负压可借助于阀门206和转子204的转数如此设置，使得该负压在内部空间中引起所希望的化学反应，而不会在此低于空化压力。
图5示出了根据本发明的装置201的另一个实施例。在上部开口205之外还设置有另一个或者下部开口209，该开口可通过阀门210关闭。阀门206,210相对而置并且可以沿着旋转轴203移动。
反应室211沿纵轴212垂直于旋转轴203延伸。反应室通过具有圆形横截面的管道213所限定出。在径向外侧的管道端部214处，管道213可以变窄并呈锥形聚拢，由此管道213的外部开口208具有比管道213在反应室211由旋转轴203所截的区域中更小的横截面积。管道213的锥形聚拢通过线215示出。选择性地，管道端部214可以呈喇叭形扩张，如线216所示。
图6示出了装置201的一个实施例，在该实施例中反应室212不被旋转轴203所截。这里，管道213也形成反应室212的器壁，其中滤网217示出了径向的内部边界。滤网217可通过阀门218关闭，其中可以将各个筛网针219移入筛网217的筛网开口中。反应物或者化学反应的反应混合物的一部分可以由此在从旋转轴203径向向外指向的方向220中填入反应室212中。箭头221显示了反应混合物如何可以达到阀门218或筛网217的一种可能性，也就是通过与旋转轴203共轴安置的填充管222。
额外地可通过管道213中的开口223填充反应室212，其中这里在平行于旋转轴203的方向上进行填充(参见双箭头224)。通过设置有至少一个(长形)孔226的固定孔盘225可以将开口223打开或者关闭。当长形孔226和孔223重叠时，反应混合物可以对应于箭头226进入反应室212中。与此相对，如果因为开口/孔223,226彼此旋转错开而没有重叠，则开口223关闭。
图7示出了同样以201标示的实施例，在该实施例中，反应室212同样从径向外部进行填充。为此，在围绕旋转轴203进行旋转时，外部开口208经过封闭区段227，该封闭区段具有喷入喷嘴228。这里，该喷入喷嘴228将反应物或者反应混合物的一部分喷入反应室212中。与此平行，也可以通过筛网217对反应室212进行填充。当反应室212经过封闭区段后(参见212‘)，反应室中出现压力下降，由此进行所希望的反应。在此生成的产物被径向向外甩。在封闭区段之后的阶段中，筛网217可以依旧保持打开，由此还有额外的反应混合物进入反应室中。通过这种措施可以在反应室中设置所希望的压力变化过程。通过对于排出的调节和/或通过对阀门的调节例如可以利用装置201实现对应于图2中所示的过程相对应的压力变化过程(作用在活塞上的力在此与反应室中的负压成比例)。
如在图1所示的装置1方面已经提到的，可以通过施加电压来目的性地控制或影响化学反应。在具有旋转的反应室211的实施形式中也可以通过电压特殊的随时间变化的过程来影响化学反应。
图8示出了另一个装置1，该装置相对于图1所示的装置有变化。第一反应室10通过分隔壁24被分为两个次室10a，10b。分隔壁24具有开口，该开口可以通过第一次级阀25关闭。在次室10a上通过可控制的阀门和输入管道连接有两个另外的容器26,27。例如容器27中可以有植物油。但容器27中的内容物也可以与容器19的内容物不同。容器26的作用是容纳在次室10a中生成的产物。排气阀28的作用为使在排空或填充第一反应室10时的过量空气逸出。
与第一反应室10类似，第二反应室30也通过分隔壁45分为两个次室30a，30b。第二次级阀46的作用为关闭位于分隔壁45中的开口。容器47,48用于容纳次室30a中化学反应的产物或反应物。此外，反应室10,30通过管线52相连，该管道可通过阀门53打开或者关闭。
在第一反应室10的该实例上说明工作方式：当活塞12向上拉动时，第一次级阀25首先是打开的。在两个次室10a，10b中，活塞12的运动由此导致了接近于空化压力的压力。这里，即使当第一主阀门关闭时，依旧通过带有打开的阀门53的管线52而在阳极23和阴极36之间建立了电压。通过所施加的电压，带有负电荷的阴离子在阳极23处聚集，而在阴极36处聚集有带有正电荷的阳离子。换句话说，尤其是第一反应室10的次室10b填充有阳离子，第二反应室30的次室30b填充有阴离子。
当直接在压力释放之前将第一次级阀25和阀门53关闭时，阴离子和阳离子彼此分离。次室10b中的阳离子进入次室10a中也是不可能的，在次室10b中有着与次室10a相比明显更少的阳离子或其它种类的离子。通过将阀门18和连接在容器27之前的阀门打开，存在于次室10a，10b中的负压以经调解的方式消解。存在于次室10a中的物质形成产物，该产物在反应进行之后输入容器26中。次室10b中的阳离子同样发生反应并且在此促使产物生成，但该产物与次室10a中的产物不同。第二反应室30中也调整得到类似的关系，其中原子阴离子可尤其直接聚集在阴极36上。这里也通过电压的时间变化过程和上述阀门与此相协调的打开时间精确控制该化学反应或者所示为的0点，在该0点中通过负压和所施加的电压使该化学反应的反应物处于受力状态，在该压力下，特殊的化学反应才可能发生。
对于所建立起的反应实施方案来说不利的或者存在问题的是，需要排除空化或者确保空化。在空化中出现的过量的能量目前为止不被认为是弱化或者损害有意义的空化效应的问题。这里，有意义的空化效应是指在空化压力附近调整得到的产物收率方面的效应，而不会出现真正的空化(蒸气泡的产生和其突然的溃灭)。
通过一种方法首次得到了该问题的解决方案，该方法通过在空化点附近进行反应而提供了增强的动力学控制，其优选通过电场和/或电流得以促进。由此可以以更高的收率和更低的成本获得经动力学控制的产物，这些产物作为亚稳定的反应性化合物具有明显更高的价值并且更加可以多方面地应用。尤其可以如此低成本地改良燃料。
附图标记说明
1装置
10第一反应室
11圆柱缸体
12活塞
13端部
14开口
16第一主阀门
17输入管道
18阀门
19容器
20输入管道
21阀门
22容器
23阳极
24分隔壁
25第一次级阀
26容器
27容器
28排空阀
30第二反应室
31圆柱缸体
32活塞
33端部
34开口
35第二主阀门
36阴极
37电流回路
38输入管道
39容器
40阀门
41容器
42输入管道
43阀门
44开关
45分隔壁
46第二次级阀
47容器
48容器
49排空阀
50连通室
51容器
52管线
53阀门
101装置
102反应室
103第一前置室
104第二前置室
105开口
106箭头
107开口
108箭头
109第一喷嘴装置
110阀门
111第二喷嘴装置
112阀门
113流出口
114开口
115阀门
201装置
202腔室
203旋转轴
204转子
205上部开口
206阀门
207箭头
208开口
209下部开口
210阀门
211反应室
212纵轴
213管道
214端部
215线
216线
217筛网
218阀门
219筛网针
220方向
221箭头
222填充开口
223开口
224双箭头
225孔盘
226开口
227封闭区段