空化加热器的制作方法

本发明涉及一种空间或水中的加热器，其使用一种焦电盘天线搅拌一个重水(氧化氘)储存槽，以产生融合热，本发明尤其涉及一种装置，其通过射频脉波装置加速带电粒子撞击目标金属箔片，以产生融合热。

背景技术：

一般来讲，加热器需要使用大量的能源以产生热量。例如说，一个电加热器需要发电厂持续地提供给电能；家庭或建筑的加热系统从锅炉或其它的炉子汲取能量。其它的加热器需要燃烧消耗品，例如氧气及燃油，以产生热量。上述的加热器在许多的场合窒碍难行，例如在太空开发的领域。宇宙飞船的有限空间及携带的有限资源让上述的加热器难以运用在太空开发的领域。

本发明的目的之一是要提供一种装置，其能够产生热量而不会产生二氧化碳及危险的辐射。本发明的另外一个目的是要提供一种装置，其能够产生热量而不会消耗大量的能源或使用消耗品，例如氧气及燃料。本发明是被设计来实施下列的公式以产生热量：

b(2d；4he)＝b(2p,2m；4he)–2b(p,m；d)＝28.3–2x2.22＝23.9mev

其中这个公式掌控重氢核(氘核)融合。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的空化加热器的示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的空化加热器较详细电路图。

图3是一张立体图，示出了根据本发明一个实施例的空化加热器。

图4是一张侧视图，示出了根据本发明一个实施例的空化加热器。

图5是沿着图4的5-5直线的一张剖面图，示出了根据本发明一个实施例的空化加热器。

图6是一张详细剖面图，示出了根据本发明一个实施例的空化加热器的压电盘天线及其邻近区域。

图7是一张立体图，示出了根据本发明一个实施例被设计成空间加热器的空化加热器。

具体实施方式

首先要特别说明的是：本说明书所使用的图示仅是用于说明本发明的某些实施例，本发明的范围并不受该些图示的限制。

如图1所示，本发明是一种空化加热器，其搅拌重水以产生气泡，而气泡的崩坏会使氘核融合，这正是本发明用来产生热量的原理。本发明包含：一个加热室1、若干重水2、一个压电盘天线3、一个目标金属箔片4、一条传输线5、一个讯号产生器6、及一个控制单元7。加热室1是一个密闭空间可以用来防止外面的杂质影响氘核的融合。重水2提供氘核融合燃料，其成份以氧化氘为佳。然而本发明也可以通过让重水2也含有氧化氚，而进行氘氚融合。压电盘天线3搅拌重水2，而产生第一组的气穴泡。第一组气穴泡具有一个次群组的气泡。此一个次群组的气泡具有一种共振尺寸，能够快速地成长，并绝热地崩解成为电浆喷流。电浆喷流包含电子(e-)及到氘离子(d+)。电浆喷流先将电子喷向目标金属箔片4，然后将氘离子d+喷向目标金属箔片4，于是就增加氘离子d+在目标金属薄片4的密度。当目标金属箔片4的氘离子d+电流密度趋近于氘核融合所需要的电流密度时，目标金属箔片4的氘离子d+融合事件就会增加。在本发明的一个较佳实施例，目标金属箔片4是一种金属晶格，金属晶格的材料是选自一个群组，其包含：钯、钛、银、铜、镍、碳、钨、及其组合。

压电盘天线3也用来振荡目标金属箔片4，以产生第二组的气穴泡。第二组气穴泡进行同第一组气穴泡相同的过程，并且在标金属箔片4产生更多的氘离子d+融合事件。讯号产生器6输出电气讯号。电气讯号通过传输线5传到压电盘天线3，而压电盘天线3将电气讯号转换成物理振动。控制单元7用于管理及监控本发明的运作。

上述组件的规划，让本发明可以有效且有效率地在目标金属箔片4产生氘离子d+融合事件。在本发明，重水2是容纳于加热室1，而压电盘天线3及目标金属箔片4是安装于加热室1之内。这样的一种安排在加热室1之内产生一个可以诱发氘离子d+融合的环境。压电盘天线3及目标金属箔片4之间隔着一个间隙距离8，于是一部份的重水(氧化氘)就会位于压电盘天线3及目标金属箔片4之间。因此，本发明就可以在目标金属箔片4的两面产生氘离子d+融合。通过重水2，压电盘天线3及目标金属箔片4彼此具有振动上的联系，因此目标金属箔片4可以与压电盘天线3一起振动。于是，除了压电盘天线3产生的气穴泡之外，目标金属箔片4会产生更多的气穴泡。传输线5电性连接讯号产生器6及压电盘天线3，以将电气讯号从讯号产生器6传到压电盘天线3。讯号产生器6产生的讯号，让压电盘天线3产生一个特殊的振动性响应。控制单元7与讯号产生器6电性连接，而可以监控或修改电气讯号的某一些性质，譬如说频率或振幅。本发明通过外部的电源(譬如：60周自耦变压器、或电源插座)或可携带的电源(譬如直流电池)提供电能给讯号产生器6、控制单元7和其他的电气组件。

如图1所示，本发明更可包含一个热交换器9，其能够以对流的方式将热传导出加热室1。热交换器9包括：一个热进入端901、及一个热输出端902；热进入端901及热输出端902是用来控制流出加热室1的热流。热进入端901位于加热室1的内部，并且经由重水2与目标金属箔片4有热量的联系，因此热进入端901可以吸收氘离子d+融合事件产生的热量。热输出端902位于加热室1的外面，通过热输出端902，热交换器9可以将热流传导到加热室1外面的环境。请参照图3到图5。在本发明的一个实施例，热交换器9还包含：一个流体圈管903、一个泵904、及若干的蓄热液905。蓄热液905吸收加热室1内所产生的热量，并将热量带出加热室1。蓄热液905较佳为水或其他高热容量的液体。蓄热液905容纳在流体圈管903之内。流体圈管903的一个第一端可以做为热进入端901，流体圈管903的一个第二端可以做为热输出端902。流体圈管903的第一端及流体圈管903的第二端彼此有流体上的交通，所以蓄热液905可以在流体圈管903里面循环。流体圈管903的形状让蓄热液905跟加热室1所封闭的区域有较多的接触面积，也跟加热室1之外的环境有较多的接触面积，如此可以提高两个区域之间的热交换效率。泵904用于驱动蓄热液905在流体圈管903之内循环。泵904需要与流体圈管903操作性地结合，以便将蓄热液905较温暖的部分，从流体圈管903的第一端，推动到流体圈管903的第二端。蓄热液905较温暖的部分将会在，位于加热室1之外的流体圈管903的第二端，被冷却下来。

请参照图1。本发明更可包含若干惰性气体10。惰性气体10用来在重水2内刺激气穴泡的产生。氩气的多变常数为1.6，较空气的多变常数1.4为高，所以惰性气体10以使用氩气为优选。一个绝热系统被规划成依照下列公式运作：

pvk＝常数

其中p是压力，v是体积，而k是多变常数。在上述公式中，k是一个指数，所以氩气在本发明中具有产生较多能量的优势。然而，使用其他的惰性气体，对本发明的效果并没有不利作用，或者只是非常轻微地减少本发明的效果。请再参照图1。本发明更可包含一个气压调节系统11，其可以监控及调解惰性气体10的压力，让惰性气体10不会影响到气穴泡的产生，或影响到其它在加热室1内部的组件。气压调节系统11需要与加热室1有流体的连通。惰性气体10是存在于气压调节系统11和加热室1之间，并且有一部分的惰性气体10可以移进或者移出气压调节系统11，以便调整加热室1之内的惰性气体10的压力。

请参照图5，在本发明的一个实施例，气压调节系统11还包含：一个控制阀1101，及一个辅助腔室1102。辅助腔室1102是做为一个惰性气体10的溢流储存槽。为了提高空间的使用效率，压电盘天线3是密封地安装于加热室1一个开放端101的边缘。辅助腔室1102的一个开放端1103连接于加热室1的开放端101。压电盘天线3从辅助腔室1102的开放端1103密封加热室1的开放端101，于是重水就不会从加热室1进入辅助腔室1102。一条分开的流体管路让加热室1经由控制阀1101与辅助腔室1102具有流体连通，如此可以让一部分的惰性气体10在加热室1及辅助腔室1102之间流动。控制阀1101让气压调节系统11可以管理惰性气体10在加热室1及辅助腔室1102之间的流动，并且防止重水2从分开的管路流出加热室1。为了更进一步提高空间的使用效率，讯号产生器6可以安装在辅助腔室1102之内，而传输线5则是穿过辅助腔室1102到达压电盘天线3。

请参照图5及图6，当加热室1的开放端101被压电盘天线3密封，本发明需要包含：一个环状夹12、至少一个密封垫圈13、及至少一个间隔环14。环状夹12及至少一个间隔环14是用来将压电盘天线3固定于加热室1的开放端101，而至少一个密封垫圈13是用来在加热室1的开放端101及压电盘天线3之间形成密封机构。于是，至少一个密封垫圈13、至少一个间隔环14、目标金属箔片4、及压电盘天线3就被安装于加热室1的开放端101的周边。同时，通过插入若干数量的密封垫圈13及间隔环14到目标金属箔片4及压电盘天线3之间，至少一个密封垫圈13及至少一个间隔环14也可以用来维持目标金属箔片4及压电盘天线3之间的间隙距离8。环状夹12施加压力于至少一个密封垫圈13、至少一个间隔环14、目标金属箔片4、及压电盘天线3。于是，至少一个密封垫圈13、至少一个间隔环14、目标金属箔片4、及压电盘天线3就被夹持在加热室1及环状夹12之间。密封垫圈13的材料以氯丁橡胶为优选。间隔环14的材料以聚四氟乙烯为优选。

为了更有效及有效率地产生热量，本发明的某些组件可以被设计成符合某些特定的规格。例如，目标金属箔片4及压电盘天线3之间的间隙距离8被设计成讯号产生器6输出的电气讯号波长的0.25倍，如此可以让目标金属箔片4位于被压电盘天线3最有效地搅拌的距离。再例如，讯号产生器6被设计成输出的电气讯号具有压电盘天线3的共振频率，如此可以驱动压电盘天线3产生最佳的搅拌作用。再例如，压电盘天线3的共振频率被设计成射频波段的频率，如此可以提供重水2最佳的气穴化作用。由于用射频波段振动压电盘天线3可以产生较小的频率响应气泡及气泡频率的泛音，所以压电盘天线3的输入以射频波段为优选。

请参照图2及图5。为了调整讯号产生器6传递到压电盘天线3的电气讯号，本发明还包含：一个讯号放大器15及一个天线调整器16。讯号放大器15可以增加电气讯号的量，而电气讯号可以被压电盘转换成宏观的振动。讯号放大器15与传输线5电性连接，如此在电气讯号到达压电盘天线3之前，讯号放大器15可以增加电气讯号的量。讯号放大器15也与控制单元7电性连接，如此控制单元7可以调整讯号放大器15放大电气讯号的因子。天线调整器16用于调整电磁波的其他特征，例如：电抗、频率、和相位。如同讯号放大器15，天线调整器16也与传输线5电性连接，如此在电气讯号到达压电盘天线3之前，天线调整器16可以调整电气讯号与压电盘天线3的共振。天线调整器16通过调整传输线5到压电盘天线3的电感而产生作用，其可以在间隙距离8最小化电抗及最大化功率，就如同在模拟收音机一般。天线调整器16与控制单元7电性连接，如此控制单元7可以控制天线调整器16如何调整电气讯号的特征。本发明较为优选的是：以相同的共振频率振动压电盘天线3及目标金属箔片4。如果压电盘天线3及目标金属箔片4以稍微不同的频率振动，本发明将会产生差频。天线调整器16则调整电气讯号以移除差频，于是本发明就被优化而在相同的频率运作。

请参照图2。本发明还包含至少一个诊断传感器17，其是用来监测本发明某些运作的状况。例如，诊断传感器17是一个温度传感器(比如说是一个在铝管内的k型热电偶)，其安装于重水2之中。当氘离子d+融合事件在目标金属箔片4发生时，温度传感器让本发明可以量测加热室1的温度上升。再例如，诊断传感器17是一个盖格计数器，其安装于目标金属箔片4附近，以侦测本发明所产生的任何不正常的辐射。诊断传感器17需要被安装于加热室1之内，以便监测在气穴化过程及融合过程中加热室1内部的运作状况。诊断传感器17与控制单元7电性连接，如此控制单元7就可以接收及处理诊断侦测器17所搜集的信息。当本发明有故障发生时，这样的设计也可以让控制单元7提供警告的讯号。在一个本发明较佳的实施例，至少一个诊断传感器17也被用来监测本发明比较重要的参数，例如：功率、温度、及压力。在一个本发明较佳的实施例，至少一个诊断传感器17也被用来监测压力及温度的比例再乘上功率后的数值。

请参照图2及图7。本发明更可包含一个用户界面18，其让用户可以控制及调整各种本发明的操作条件及功能。用户界面18需要与控制单元7电性连接，如此操作者就可以从控制单元7接收信息，及输出指令到控制单元7。例如，操作者可以通过用户界面18调整电气讯号的某些特性，或者检视来自于诊断传感器17的数据。用户界面18也可让用户开启或者关闭本发明，控制本发明的电源供应，手动调整天线调整器16，检视功率输出，检视水的流速，及控制惰性气体10的压力。

在一个实施例，本发明被设计成可以较有效地保留氘离子d+融合事件所产生的热量。在此一个实施例，本发明还包含：一个容纳箱19及若干散热液20。散热液20可以是水或者是其它有高热容量的流体。散热液20提供一个保留加热室1之内所产生的热量的手段。散热液20可以防止加热室1之内所产生的热量从本发明的范围逸出。热交换器9可以将热从加热室1之内提取出来，然后将热传到加热室1之外，并可将热存放在散热液20。为了将加热室1沉浸在散热液20之中，散热液20要容纳在容纳箱19之内，且加热室1需要安装在容纳箱19之内。此一个实施例让本发明能够更更有效而且有效率地做为一个空间加热器，或做为一个水加热器，将热水传送到外部的出口。容纳箱19能够遏制作为射频干扰源的压电盘天线3的电磁波干扰，而能够保护在邻近环境的射频相关装置，免于受到本发明运作的干扰。在本发明一个实施例，加热室1也被设计成能够遏制作为射频干扰源的压电盘天线3的电磁波干扰。在本发明一个实施例，容纳箱19或者加热室1具有聚碳酸酯的基底，及与聚碳酸酯基底结合的金属网。

本发明的功能有使用实验来证实。在本发明开始运作之后，有拍下目标金属箔片4的微观影像。这些微观影像显示许多的坑洞产生在目标金属箔片4的两侧。这些坑洞应该就是氘离子d+融合事件所产生的。目标金属箔片4两侧的坑洞密度显示本发明可以有效而且有效率地诱发氘离子d+融合事件。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。