[发明专利]生成热量的方法

说明书

本发明涉及一种用于生成热量以供在加热系统且尤其是家用加 热系统中被使用的方法。

众所周知的是，许多化学反应是放热的(exothermic)，即，这些化 学反应产生热量，并且，这样的反应的示例包括酸碱反应。

本发明利用受控的放热反应以产生热量，该热量随后在热交换器 中被交换以提供可用的热源(heat source)，以用于加热例如家用供水系 统中的水等的流体。

因此，在第一方面，本发明提供一种用于产生热流体的供给(a supply of a heated fluid)的方法，该方法包括递送流体穿过热交换器单 元，在该热交换器单元中，该流体由热源加热；其特征在于，热源从 两个或更多个化学反应物(reactant)的放热反应中得到(derive)热量。

放热反应可发生在热交换器内的反应器(reactor)之内。备选地，反 应物可在与热交换器单元相分离的容器中被混合到一起，并且，混合 反应物流和/或其反应产物流可被递送穿过热交换器以充当热源。

在一个实施例中，本发明提供一种用于产生热流体的供给的方 法，该方法包括递送流体穿过热交换器单元，其中，该热交换器单元 包括：

(a)热交换器元件，流体可流动穿过该热交换器元件；

(b)反应腔，该反应腔具有：至少一个进口，穿过该至少一个进 口，反应物可被引入到反应腔中；以及，至少一个出口，穿过该至少 一个出口，废反应物(spent reactant)可从反应腔中被去除；

(c)第一定量加料(dosing)单元，该第一定量加料单元用于使受控 的量的(controlled amount of)第一反应物穿过进口而被引入到反应腔 中；以及

(d)第二定量加料单元，该第二定量加料单元用于使受控的量的 第二反应物穿过进口而被引入到反应腔中；

其中，第一和第二反应物以放出热量的形式(exothermically)反应， 并且，与穿过热交换器元件的流体交换由此所产生的热量，控制进入 到反应腔中的第一和第二反应物的引入以产生所要求的加热等级 (level of heating)。

流体可以是气体或液体。

在一个实施例中，流体是气体。

在另一个实施例中，流体是液体，它的一个特殊示例为水。

热交换器元件与反应腔处于热接触中。在一个实施例中，热交换 器元件穿过反应腔。例如，热交换器元件可采取穿过反应腔的导管的 形式。

应意识到的是，该流体不与反应物相接触。

反应腔具有至少一个进口和至少一个出口。各个反应物可设有其 特有的进口。备选地，可提供预混合腔，在将第一和第二反应物引入 到反应腔中之前将其引入到该预混合腔中。但是优选的是，各个反应 物有其自己的进口。

提供定量加料单元以用于以受控的方式将第一和第二反应物引 入到反应腔中以便产生所要求的加热等级。各个定量加料单元可采取 具有孔口的贮存器(例如料斗或储罐)的形式，该孔口可被打开或被关 闭以允许反应物朝着反应腔运动。该反应物或各个反应物可借助于重 力给料(gravity feed)而被运送至反应腔。备选地或附加地，可使用泵 或其他的运送器具(例如，螺旋推运器或螺杆推进器)。

可提供一个或多个传感器，以用于在流体离开热交换器时测量其 温度。传感器典型地连接至控制器，该控制器又可连接至定量加料单 元和/或进入反应腔的各个进口处的阀。同样可提供传感器以用于监控 进入燃烧室的反应物的流动速率(rate of flow)。

同样可提供一个或多个反应监控传感器，以用于监控反应物之间 的反应的程度。反应监控传感器(其可例如为pH传感器)可设置在该出 口或各个出口的附近或设置在该出口或各个出口处以确定反应物之 间的反应是否已完成。反应监控传感器可被联结至控制器和/或直接地 被联结至关闭各个出口的阀或其它闭合器具。响应于来自反应监控传 感器或控制器的信号，阀或其它闭合器具可被驱动至打开位置，以允 许废反应物离开反应腔。

在前述的本发明的方面和实施例中的每一个中，反应物(例如，第 一和第二反应物)优选地分别是酸性物(acid)和碱性物(base)。

优选地选择和/或配制(formulate)酸性物和碱性物以便提供延长的 反应时间，从而引起更加长时间的热量释放。