活性构造体、活化物质的装置以及活化物质的方法

申请号 CN02804351.0 申请日 2002-01-29 公开(公告)号 CN1489491A 公开(公告)日 2004-04-14
申请人 本田技研工业株式会社; 发明人 北田正吉;
摘要 由从 硅 、 钛 、镍和钐中 选定 的单个元素或氟化 碳 构成的粒子布置在使该元素或氟化碳的固有波 动能 增强的 位置 处,从而使该粒子能在它们之间形成 能量 集中的场。因此获得活性构造体,该活性构造体能够通过在不施加外部能量的情况下从 水 或 烃 的氢键中释放氢气,从而生成氢气。
权利要求

1.一种活性构造体,包括基本由从、镍和钐中选定的单个元 素或氟化构成的粒子,该粒子布置在使各元素或氟化碳的固有波动能 增强的位置处,从而在粒子之间形成能量集中区。
2.根据权利要求1所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子布置 在四面体的顶点上或三形的顶点上。
3.根据权利要求1所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子为球 形,且所述粒子层压成板状。
4.根据权利要求2所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子为球 形,且所述粒子层压成板状。
5.根据权利要求3所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子的长 宽比不小于0.3。
6.根据权利要求4所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子的长 宽比不小于0.3。
7.根据权利要求1所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形成 板。
8.根据权利要求2所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形成 板。
9.根据权利要求3所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形成 板。
10.根据权利要求4所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形 成板。
11.根据权利要求5所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形 成板。
12.根据权利要求6所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形 成板。
13.根据权利要求7所述的活性构造体,其特征在于:所述粒子形 成板。
14.根据权利要求7所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
15.根据权利要求8所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
16.根据权利要求9所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
17.根据权利要求10所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
18.根据权利要求11所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
19.根据权利要求12所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
20.根据权利要求13所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有45至60%的孔隙度。
21.根据权利要求7所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
22.根据权利要求8所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
23.根据权利要求9所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
24.根据权利要求10所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
25.根据权利要求11所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
26.根据权利要求12所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
27.根据权利要求13所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
28.根据权利要求14所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
29.根据权利要求15所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
30.根据权利要求16所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
31.根据权利要求17所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
32.根据权利要求18所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
33.根据权利要求19所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
34.根据权利要求20所述的活性构造体,其特征在于:形成板的所 述活性构造体具有I形、L形、U形或M形的截面形状。
35.根据权利要求1所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
36.根据权利要求2所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
37.根据权利要求3所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
38.根据权利要求4所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
39.根据权利要求5所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
40.根据权利要求6所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、椭球形、葫芦 形或蜂窝形。
41.根据权利要求7至40中任一项所述的活性构造体,其特征在于: 所述活性构造体通过烧结所述粒子而形成。
42.根据权利要求7至40中任一项所述的活性构造体,其特征在于: 所述活性构造体用于从、过化氢、水介质、或它们的混合物中释 放氢气,并回收该释放的氢气。
43.根据权利要求41所述的活性构造体,其特征在于:所述活性构 造体用于从水、过氧化氢、水介质、烃或它们的混合物中释放氢气,并 回收该释放的氢气。
44.一种活化物质的装置,包括作为反应剂的、根据权利要求1至 40中任一项所述活性构造体,且它通过使待处理物质经过或停留在活性 构造体的能量集中区而活化该物质。
45.根据权利要求44所述的、活化物质的装置,其特征在于:所述 活性构造体布置成固定床形式。
46.根据权利要求44所述的、活化物质的装置,其特征在于:所述 活性构造体布置成流化床形式。
47.根据权利要求45所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有加热器,用于加热所 述物质。
48.根据权利要求46所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有加热器,用于加热所 述物质。
49.根据权利要求47所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有加热器,用于加热所 述物质。
50.根据权利要求45所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有循环器,用于使所述 物质进行强制循环。
51.根据权利要求46所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有循环器,用于使所述 物质进行强制循环。
52.根据权利要求47所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有循环器,用于使所述 物质进行强制循环。
53.根据权利要求45所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有运动机构,该运动机 构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向相对运动。
54.根据权利要求46所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有运动机构,该运动机 构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向相对运动。
55.根据权利要求47所述的、活化物质的装置,还包括:容器,用 于容纳所述活性构造体和所述待处理物质,这样,待处理物质经过或停 留在所述活性构造体的能量集中区中,所述容器有运动机构,该运动机 构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向相对运动。
56.根据权利要求45所述的、活化物质的装置,还包括:用于产生 湍流的机构。
57.根据权利要求46所述的、活化物质的装置,还包括:用于产生 湍流的机构。
58.根据权利要求47所述的、活化物质的装置,还包括:用于产生 湍流的机构。
59.一种用于活化待处理物质的装置,包括:活化部分,该活化部 分由根据权利要求7至40中任一项所述的活性构造体组成,从而在所述 活化部分之间有间隙,并通过使所述物质经过或停留在所述间隙中而活 化该物质。
60.根据权利要求59所述的、活化物质的装置,其特征在于:所述 活性构造体包括形成球形的多个活性构造体,这些活性构造体布置在四 面体的顶点上或三角形的顶点上。
61.一种气体发生器,包括:根据权利要求1至40中任一项所述的 活性构造体,该活性构造体作为反应物,并通过使所述物质经过或停留 在能量集中区而活化该物质。
62.根据权利要求61所述的气体发生器,还包括:分离器,该分离 器从产生的气体中分离和回收所需要的气体。
63.一种气体发生器,包括:
用于处理的容器,活性构造体装于该容器中;以及
根据权利要求7至34中任一项所述的至少一个活性构造体,该活性 构造体沿使产生的气体向上浮起的方向布置在所述用于处理的容器内。
64.根据权利要求63所述的气体发生器,还包括:分离器,该分离 器从产生的气体中分离和回收所需要的气体。
65.根据权利要求63所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 加热器,用于加热所述物质。
66.根据权利要求64所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 加热器,用于加热所述物质。
67.根据权利要求63所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 循环器,用于使所述物质强制循环。
68.根据权利要求64所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 循环器,用于使所述物质强制循环。
69.根据权利要求63所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 运动机构,该运动机构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向 进行相对运动。
70.根据权利要求64所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 运动机构,该运动机构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向 进行相对运动。
71.根据权利要求63所述的气体发生器,还包括:用于使所述物质 产生湍流的机构。
72.根据权利要求64所述的气体发生器,还包括:用于使所述物质 产生湍流的机构。
73.一种气体发生器,包括:
用于处理的容器,活性构造体装入该容器;以及
根据权利要求7至34中任一项所述的活性构造体,该活性构造体布 置在所述用于处理的容器内,以便将容器沿垂直方向分开。
74.根据权利要求73所述的气体发生器,还包括:分离器,该分离 器从产生的气体中分离和回收所需要的气体。
75.根据权利要求73所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 加热器,用于加热所述物质。
76.根据权利要求74所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 加热器,用于加热所述物质。
77.根据权利要求73所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 循环器,用于使所述物质强制循环。
78.根据权利要求74所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 循环器,用于使所述物质强制循环。
79.根据权利要求73所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 运动机构,该运动机构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向 进行相对运动。
80.根据权利要求74所述的气体发生器,其特征在于:所述容器有 运动机构,该运动机构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向 进行相对运动。
81.根据权利要求73所述的气体发生器,还包括:用于使所述物质 产生湍流的机构。
82.根据权利要求74所述的气体发生器,还包括:用于使所述物质 产生湍流的机构。
83.根据权利要求61所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
84.根据权利要求62所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
85.根据权利要求63所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
86.根据权利要求64所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
87.根据权利要求65所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
88.根据权利要求66所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
89.根据权利要求67所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
90.根据权利要求68所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
91.根据权利要求69所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
92.根据权利要求70所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
93.根据权利要求71所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
94.根据权利要求72所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
95.根据权利要求73所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
96.根据权利要求74所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
97.根据权利要求75所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
98.根据权利要求76所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
99.根据权利要求77所述的气体发生器,其特征在于:所述物质是 水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性构 造体的能量集中部分,从而产生氢气。
100.根据权利要求78所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生氢气。
101.根据权利要求79所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生氢气。
102.根据权利要求80所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生氢气。
103.根据权利要求81所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生氢气。
104.根据权利要求82所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生氢气。
105.一种氢气产生系统,具有根据权利要求83所述的氢气发生器。
106.一种氢气产生系统,具有根据权利要求84所述的氢气发生器。
107.一种氢气产生系统,具有根据权利要求85所述的氢气发生器。
108.一种氢气产生系统,具有根据权利要求86所述的氢气发生器。
109.一种氢气产生系统,具有根据权利要求95所述的氢气发生器。
110.一种氢气产生系统,具有根据权利要求96所述的氢气发生器。
111.根据权利要求105所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
112.根据权利要求106所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
113.根据权利要求107所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
114.根据权利要求108所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
115.根据权利要求109所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
116.根据权利要求110所述的氢气产生系统,其特征在于:所述气 体发生器是用于产生氢气的辅助装置。
117.一种车辆,具有根据权利要求105所述的氢气产生系统。
118.一种车辆,具有根据权利要求106所述的氢气产生系统。
119.一种车辆,具有根据权利要求107所述的氢气产生系统。
120.一种车辆,具有根据权利要求108所述的氢气产生系统。
121.一种车辆,具有根据权利要求109所述的氢气产生系统。
122.一种车辆,具有根据权利要求110所述的氢气产生系统。
123.根据权利要求61所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
124.根据权利要求62所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
125.根据权利要求63所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
126.根据权利要求64所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
127.根据权利要求65所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
128.根据权利要求66所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
129.根据权利要求67所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
130.根据权利要求68所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
131.根据权利要求69所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
132.根据权利要求70所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
133.根据权利要求71所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
134.根据权利要求72所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
135.根据权利要求73所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
136.根据权利要求74所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
137.根据权利要求75所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
138.根据权利要求76所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
139.根据权利要求77所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
140.根据权利要求78所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
141.根据权利要求79所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
142.根据权利要求80所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
143.根据权利要求81所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
144.根据权利要求82所述的气体发生器,其特征在于:所述物质 是水、过氧化氢、水介质、烃或它们的组合,并经过或停留在所述活性 构造体的能量集中部分,从而产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
145.一种用于活化物质的方法,包括:使待处理物质经过或停留在 根据权利要求1至40中任一项所述的活性构造体的能量集中区,以便活 化该物质。
146.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述待处理物质是液体燃料,所述方法包括降低烃的总量,从而提高燃 烧率。
147.一种用于使燃料纯净的装置,包括如权利要求1至40中任一 项所述的活性构造体。
148.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述待处理物质是由蔬菜或水果产生的乙烯气体,所述方法包括通过活 性构造体来分解乙烯气体,以便保持蔬菜和水果的新鲜性。
149.一种用于保持蔬菜和水果的新鲜性的装置,包括如权利要求1 至40中任一项所述的活性构造体。
150.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述待处理物质是有害气体,所述方法包括通过活性构造体来分解该有 害气体。
151.根据权利要求150所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述有害气体是香烟烟雾。
152.根据权利要求150所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 用于活化物质的所述装置布置在烟道内,以便分解烟道中的有害气体。
153.一种除臭装置,包括如权利要求1至40中任一项所述的活性 构造体。
154.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述物质是来自水、过氧化氢、水介质、或它们的混合物中的氢,所述 方法包括通过使它经过或停留在所述活性构造体的能量集中区,以便释 放氢气,然后回收释放的氢气。
155.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,其特征在于: 所述物质是来自水、过氧化氢、水介质、或它们的混合物中的氢,所述 方法包括产生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
156.根据权利要求145所述的、用于活化物质的方法,还包括:将 所述混合气体分离成氢气以及包括氧气和氮气的混合气体。
157.一种用于制造活性构造体的方法,它包括:
(a)形成基本由从硅、钛、镍和钐中选定的单个元素或氟化碳构成 的粒子;
(b)对在阶段(a)中获得的粒子进行抗静电处理;以及
(c)将在阶段(b)中进行抗静电处理的粒子布置在使波动能增强 的位置处,随后进行烧结。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种活性构造体;一种用于活化待处理物质的、包括该 活性构造体的装置;以及一种用于活化该物质的方法。特别是,本发明 涉及一种活性构造体,该活性构造体活化待处理物质,其中,在包含特 定元素的粒子之间提供有能量集中区,且待处理物质,特别是有共价键 的物质例如将经过或停留在该能量集中区,从而该物质被活化; 本发明还涉及用于利用该活性构造体来活化物质的装置和方法。

背景技术

近年来,考虑到现有资源例如石油正在枯竭,因此注意到用氢作为 可选燃料
通常,电解水、甲醇等已经成为生成作为能量源的氢的通常方法。
例如,当电解水时,根据以下等式(1)形成氢:
H2O→H2+1/2O2      (1)
这时,在标准状态下需要至少1.23V的电势差来电解水以获得氢, 但是由于水有较高电阻,因此除非实际上施加高得多的电势差,否则不 能进行水的电解。因此,具有电解质例如溶解在水中的水溶液将进行 电解,从而产生氢,但是,它的缺点是需要除去碱性副产品,且分解率 过低。
作为由于生成氢的可选方法,可以考虑水的热分解。不过,热分解 水以产生氢需要在大约4300℃的高温下进行热分解,这需要更多能量, 且使得水的热分解不可能投入实际应用。
还有,对于在不施加任何外部能量的情况下产生氢的方法,也可以 考虑将碱金属或碱土金属例如、镁或钠加入水中,以便进行化学反应, 但是这些金属很昂贵,且反应快速进行,从而使该化学反应难以用于工 业应用。
在烃例如甲醇或汽油中,氢和之间的键能相对较低,因此,用于 电解烃所需的电势差相对较低,但是,烃的电解会涉及在反应过程中产 生副产品例如CO和CO2,因此,该方法也需要除去该副产品。
另一方面,在多个领域中已经进行了水的活化,例如在医学领域、 制药领域、化妆品领域。食品工业、农业、家庭用途和其它领域。
通过使用例如如图22(a)所示的装置来电解水,可以制成电解的 水,这时,自来水用于电解。自来水是电解液,并含有呈盐的形式的金 属,例如、镁、钠和
特别是,如图22(a)所示,在水槽T的分隔板的两侧分别提供有 阳极E1和阴极E2,该水槽T的内部由膜D分开,电解液例如自来水装入 该水槽中,预定电流电极E1和E2之间流通,从而产生电解的水。
在阳极E1侧,水分子分离成H+(氢离子)、O2(分子)和e-(电 子)从而增加了氢离子浓度,并使氧分子溶解于水中,直到达到该温度 下的饱和浓度。这时,产生大量的臭氧、O2自由基以及具有氧化的氧化 离子。还有,当水中存在电解质例如氯化钠时,出现这样的电解反应, 从而产生由电解质衍生的相应物质。这时,在阳极侧产生强酸性水。如 上所述,在阳极E1侧,制成具有酸性的酸性水。
另一方面,在阴极E2侧,电子(e-)作用在水上,从而增加OH-(氢 氧离子)和H+(氢分子),该OH-溶解在水中。而且,作为水的一个特征, 当产生大量的还原离子时,参加氧化的物质例如氧大量减少,因为金属 部分例如钙、镁、钠、钾都被离子化,并受到阴极E2吸引,存在溶解于 水中的这些金属离子也是水在阴极E2侧的一个特征。
与相应的盐状态例如氯化钠(存在于自来水中的原始状态)相比, 溶解和存在于阴极E2侧的金属离子处于使它们很容易消化和吸收的状 态。
用于产生上述电解的水的装置可以大致分成两种类型:
第一装置涉及一种通常称为“用于形成碱离子水的装置”的装置, 其中,自来水、纯净水或矿泉水直接电解(见图22(b))。第二装置是一 种通常被称为“用于形成强酸性水的装置”的装置,其中,包含有加入 的电解质的水进行电解,该电解质包括氯化钠和氯化镁(见图22(c))。
自来水用于经过装置200来净化水,以便进行电解,且在阴极侧形 成的电解水用作碱离子水。
首先,从供水源201进入的水传送到用于净化水的装置202中,在 该装置202处除去异味、氯、三卤甲烷等(预处理),随后,预处理后的 水送到包括电极E1和E2以及膜D的电解槽203中,如图22(a)中所示 (见图22(a))。传送到电解槽203的水进行电解,且在阳极侧E1和阴极 侧E2,通过膜D,水的pH值分别发生变化,从而制成分别含有氧化离子 和还原离子的两种类型的水。
经过电解槽203后,这两种类型的水分别流过单独的通路(主水管 204和排水管205)。特别是,在阴极侧的碱离子水经过主水管204,并流 向专用于碱离子水的龙头,另一方面,来自阳极侧的酸性水传送到排水 管205,然后排出到例如洗碗槽中。
如上述生成的碱离子水可以有效用于各种用途。
例如,以碱离子水的烹调为代表的家庭用途如下:
1.煮饭:
碱离子水适于进行煮饭。特别是,用碱离子水煮出的饭有光泽,且 耐咀嚼。还有,用碱离子水煮出的饭的味道即使在它变凉后仍然不会变 坏,因此,它适于制成饭团和盒装午餐。
2.烹饪、煮菜、炖菜:
碱离子水适于烹制蔬菜等。例如,当烹制蔬菜时,特别是烹制可食 根茎时,使用碱离子水煮的蔬菜纹理轻,同时不会失去它(它们)的形 状。还有,煮出的水不会浑浊,并可以将蔬菜制成很好的菜肴,因此, 它优选是用于制备咖哩食品以及炖、煮蔬菜。
3.恢复水分(reconstitution):
碱离子水适用于使干食品、豆等恢复水分。例如,当碱离子水用于 使豆恢复水分时,豆的烹制时间为使用自来水的时间的2/3。还有,例如 当碱离子水用于使干香菇恢复水分时,可以在10至20分钟内恢复水分, 这是非常短的时间。
4.除去苦味/涩味:
碱离子水可以用于从蔬菜中除去苦味和/或涩味。例如,当辛辣、酸 味或苦味的蔬菜例如蒡、茄子、莲藕、土当归(一种山丘植物,它生 成肥大、白色、可食的茎)、以及青蒜切成合适尺寸的,然后浸入碱性 水中时,可以在比使用自来水更短的时间内除去苦味和/或涩味。当碱离 子水用于烹制菠菜时,能够除去苦味,并可以使煮出的菠菜有光泽。
5.制造原汁汤(stock)
当碱离子水用于通过海带、干bontio、干小沙丁鱼等制造原汁汤时, 所形成的原汁汤不会浑浊,且与使用自来水相比能够获得很浓的原汁汤。
6.茶、咖啡等:
因为碱离子水有很强的析取性能,因此它适用于制备绿茶、茶、咖 啡、乌龙茶等。还有,使用的绿茶叶或咖啡的量只要为预定量的一半, 就能够制成很好的绿茶或咖啡。
7.酒的稀释
碱离子水可以用于稀释酒。特别是,因为碱离子水自身能够在胃和 肠中快速消化,因此,当酒例如威士忌或清酒用碱性水稀释时,不会有 某些东西在胃中的感觉,不象用自来水或矿泉水进行稀释的情况。
8.清除活性氧
尽管详细原因还不清楚,但是各种实验表明,当保持饮用碱离子水 时,可以清除活性氧。
不过,当利用该装置制备电解水时,存在的问题是电解水需要大量 能量,且该装置变得复杂。
另一方面,酸性水通过电解添加有盐的自来水进行制备,并采用阳 极侧的水。例如,使用用于制成酸性水的装置来制造酸性水,如图22(c) 所示。用于制造酸性水的装置300没有用于净化水的装置,有计量电解 质例如氯化钠(NaCl)的计量301。
例如,当用于制造酸性水的工业装置300为直接与供水管相连的形 式时,如图22(c)所示,由计量泵301计量的、一定量的电解质(例如 氯化钠)添加到从供水源302进入的水中。随后,有规定量的计量电解 质的水进入用于混合水的混合器303中,以便使水均匀混合,从而制备 电解质水溶液(例如盐水)。
所形成的电解质水溶液再进入电解槽304(电解槽304的详情可见 图22(a))。
在电解槽304中的电解质水溶液再调节成产生预定量的氯化物,并 使pH值和氧化-还原电势(ORP)成为规定值,然后进行电解。   对于用于制造酸性水的家用或便携式装置,所用的装置有这样结构, 即电解槽为图22(a)所示类型的槽,在该槽中有膜和电极。特别是,用 于制造酸性水的家用或便携式装置并不象图22(c)所示的装置那样有计 量泵301和混合器303。因此,用户必须预先制备电解质水溶液,且必须 使制备的电解质水溶液进入电解槽中以便进行电解。
这样获得的酸性水可以用于消毒、杀菌、巴氏杀菌等。特别是,对 于抵抗力较弱的细菌,暴露在酸性水中30秒就能杀死细菌,而对于抵抗 力较强的细菌,大约2分钟就能杀死细菌。
与上述用于制造碱离子水的装置200一样,用于制造酸性水的装置 300也在用于制造电解水时有这样的问题:需要大量的能量来电解水,且 该装置很复杂。
对于水的其它活化,为了将水簇(cluster)分成小件,进行水的增 强(magnification)处理和电增强处理,从而活化水。特别是,水通常 表示为H2O,它包括两个氢原子和一个氧原子,但是它实际处于较大团 (mass)的状态,该较大团由大量水分子(H2O)通过氢键连接而组成。 如上所述,水分子(H2O)并不单独存在,但是通过使水分子(H2O)彼此 连接而使水分子(H2O)形成为较大团(该团称为簇;例如,30到50个 水分子连接形成簇)。
对于通过大量水分子的氢键连接而形成团,从而成簇形式的水,向 该水簇施加磁力或电磁波例如远红外射线,以便使水分子共振,从而使 氢键断裂,形成小团的水分子(簇减小)。
当水分子团更小时,特别是当簇更小时,水的增加,从而活化水。 特别是,因为有更小簇的水团在消耗分子之间的键合能量时有更小的能 量,因此水分子团容易运动。
当如上所述水簇变小时,通常有以下效果:
1.减小介电常数的效果;
2.聚集和沉降胶状微粒的效果,该胶状微粒是存在于水中的细小固 体(因此,有防止水由于胶状微粒而不清洁的效果);
3.防止藻类生长的效果;
4.增加溶解于水中的氧的效果;
5.防止管的内部生锈和起水垢的效果;
6.增加水生有机物例如鱼等的生长速度的效果。
在图23中所示的装置400由装置本体401组成,该装置本体401有: 进口401,自来水进入该进口401;出口402,活化水从该出口402离开; 本体401的内部,该本体401的内部充满具有很强磁力的金属,例如钕、 钴、铌。
从进口402引入、具有较大簇的水(H2O/较大)通过容纳于装置内 的、具有很强磁力的金属的作用而成为具有较小簇的水(H2O/较小),该 金属引起MHR(磁水反应),用于分裂该簇,然后,具有较小簇的水(H2O/ 较小)从出口403排出。
在该装置中,可以在不施加任何外部能量的情况下使簇变小。
不过,即使水通过这样有很强磁力的金属进行处理,水的簇也不能 充分断开,仍然非常需要使水的簇变得更小。
而且,在该装置中,簇通过使水直接与具有很强磁力的金属接触而 断开,但是,这样使水与金属直接接触将通过溶解在水中的氧、氯等的 作用而不适当地导致金属氧化物、金属氯化物等洗涤到水中。
还有,金属自身太贵,这使得装置的成本很高。
近年来,考虑到环境问题,要求减小二氧化碳的排出量,并消除包 含有害物质例如氧化氮(NOx)、氧化硫(SOx)、硫化氢(HS)和(NH3) 的气体。
特别是,希望有能够消除由工厂、烧垃圾的焚化炉、车辆、特别是 柴油发动机运输车辆所排放的二氧化碳和有害物质。

发明内容

因此,本发明的目的是提供一种活性构造体,它能够在不施加外部 能量的情况下释放水和烃中的氢键,从而产生氢。
本发明的另一目的是提供一种活化物质的装置,它结构简单,能够 在不需要除去任何副产品的情况下从水或烃中产生氢。
本发明的又一目的是提供一种用于在不施加任何外部能量的情况下 充分活化水的装置。
本发明的再一目的是提供一种用于在不施加任何外部能量的情况下 从包含有害物质的气体中除去有害物质的装置。
为了上述目的,本发明人进行了一系列的学习和研究。结果,惊讶 的发现,当由特定元素组成的粒子布置在所述装置中时,在粒子之间产 生较高能量,这可以用于活化物质,从而形成了本发明。
还有,通过本发明人的学习和研究,发现当使用氟化碳时,可以获 得与金属元素类似的效果。
特别是,本发明涉及一种活性构造体,它包括基本由从、镍 和钐中选定的单个元素或氟化碳构成的粒子,该粒子布置在使各元素或 氟化碳的固有波动能增强的位置处,从而在粒子之间形成能量集中区。
通过该结构,在粒子之间产生高能量(或相互作用),即产生能量集 中区,通过使物质经过该能量集中区,或者通过使物质停留在该能量集 中区,可以活化物质。本发明的活性构造体可以类似于已有的催化剂来 进行处理。本发明的活性构造体与普通催化剂不同,它通过使物质经过 能量集中区或者通过使物质停留在能量集中区而活化物质。
还有,本发明的活性构造体即使在黑暗状态下(即在不暴露在光中 的情况下)也能够活化待处理物质,在这方面与普通的光催化剂不同。 例如,本发明的活性构造体可以容纳于不透光的房屋中,以便组成用于 活化待处理物质的装置。
这里所用的术语“使各元素或氟化碳的固有波动能增强的位置”是 如在“实施发明的最佳方式”中所述通过实验发现的位置,在物质经过 或停留在由特定元素或氟化碳组成的粒子之间的间隙或空间时,将通过 各元素等固有的振动、波动等而向物质施加能量。
而且,这里所用的术语“活化”的意思是由于物质经过或停留在能 量集中区而向物质施加能量。因此,这里所用的术语活化等包括被施加 能量的物质“分解”。
还有,这里所用的术语“活化”等包括将能量施加给作为待处理物 质的规定分子,以便使分子键断裂,或者使分子之间的键断裂,例如氢 键。
活化的程度可以通过布置能量集中区的方法进行调节,特别是选择 规定粒子之间的距离、粒子的填充密度、组成粒子的元素等。
在本发明的活性构造体中,粒子布置在四面体的顶点上,优选是正 四面体的顶点上,或者布置在三形的顶点上,优选是正三角形的顶点 上。
将组成本发明的活性构造体的粒子布置在三角形的顶点上,尤其是 正三角形的顶点上,这是一个使从硅、钛、镍和钐中选定的元素或氟化 碳的固有波动能增强的位置,且该结构易于布置该粒子。在本实施例中, 理想是,分别有基本相同颗粒尺寸的粒子彼此接触,以便将该粒子布置 在正三角形的顶点处,但是本发明并不局限于该结构,只要该结构可以 增强各元素或氟化碳固有的波动能,即使颗粒部分并不彼此接触。特别 是,将规定粒子布置在四面体的顶点处并不限制各粒子是否接触。
将组成本发明活性构造体的粒子布置在四面体(特别是正四面体) 的顶点处,即,以最有效的方式将组成本发明活性构造体的粒子布置在 三角形(特别是正三角形),以便组成本发明的活性构造体,这是一个使 从硅、钛、镍和钐中选定的元素或氟化碳的固有波动能增强的位置,且 该结构易于布置该粒子。
根据本发明的活性构造体的一个实施例,该粒子为球形,且该粒子 层压成板状。
当粒子为球形时,该粒子可以很容易地布置在使波动能增强的位置。
在粒子为球形的本发明活性构造体中,粒子层压成板状,粒子的长 宽比优选是不小于0.3,特别是从0.8到1。
通过上述结构,在本发明的活性构造体中确实可以布置能量集中区。 相反,当该比例小于0.3的针状粒子,能量集中区不能充分布置在粒子 之间。
在本发明的活性构造体的优选实施例中,颗粒大小优选是从5到80 微米。更优选是,粒子的颗粒大小可以很好地观察。
优选是,该粒子通过气体雾化方法制造。
气体雾化方法是一种最普通的、制造催化剂的方法,该方法可用于 制造本发明的粒子。
本发明的粒子也可以通过粉碎方法制造,以代替气体雾化方法。
粉碎方法也是一种最普通的、制造催化剂的方法,该方法可用于制 造本发明的粒子。
在本发明的活性构造体的实施例中,粒子形成板(下文中,该构造 体称为“板形活性构造体”)。
这里所述的板形活性构造体的意思是活性构造体有规定厚度、规定 宽度和规定长度,并与粒子自身布置在规定位置的本发明活性构造体(下 文中,有时称为“颗粒形活性构造体”)不同。
具有该结构的本发明板形活性构造体可以用于有效活化物质的装置 中。特别是,本发明的板形活性构造体所具有的形状使它易于布置在易 于活化物质的装置中。
在本发明的活性构造体中,形成板的活性构造体具有45至60%的孔 隙度,更优选是大约50%。
当具有这样的孔隙度时,待处理物质能够很容易地进入(经过或停 留在)本发明活性构造体中的能量集中区,且当物质经过板形活性构造 体时,该构造体不会由于压力损失等而受到任何损害。
本发明的板形活性构造体可以有一定截面形状,例如I形、L形、U 形或M形。
如上所述,根据用途,本发明的板形活性构造体可以具有各种截面 形状。
活性构造体可以形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、球形、 椭球形(旋转实心椭球形)、葫芦形或蜂窝形。本发明的活性构造体可以 通过烧结粒子而形成。
如上所述,除了板形外,本发明的活性构造体可以形成各种形状, 因此,可以用于根据各种目的和用途来设计活化物质的装置。
使本发明的活性构造体形成星形、圆盘形、具有至少一个孔的板形、 球形、椭球形(旋转实心椭球形)、葫芦形或蜂窝形是一种用于增加本发 明的活性构造体的表面积的最普通方法,这样的结构在催化剂领域中已 知。因此,本发明的活性构造体的处理可以类似于有相同形状的催化剂。
下文中,形状与催化剂类似的活性构造体有时也称为“活性结构”, 以便与颗粒形的活性构造体分开,颗粒形的活性结构有时称为“颗粒形 活性结构”。
在本发明的特定实施例中,形成球形的活性构造体布置在组成活性 构造体的元素或氟化碳的固有能量(增强)的位置。
特别是,已经发现,当形成球形的本发明活性构造体布置在(正) 三角形的顶点时,通过活性结构而在活性结构之间的间隙中产生能量集 中区,当待处理物质经过或停留在该能量集中区时,物质可以被活化(见 实例25-28)。
上述结构可以使待处理物质经过或停留在更宽的间隙中。
应当知道,该特定实施例的能量集中区的能量比在粒子内部的能量 集中区的能量更弱。
在本发明的活性构造体中,活性构造体可以用于从水、过氧化氢、 水介质、烃或它们的混合物中释放氢气,并回收该释放的氢气。
特别是,有O-H键或C-H键的待处理物质例如水(H-O-H)、过 氧化氢(H-O-O-H)、或烃(C-H)可以经过或停留在本发明的活性构 造体的能量集中区,以便使O-H或C-H键断裂,从而可以释放氢气分 子(H2)。
这里所用的术语“水介质”的意思是包括:水溶液,该水溶液中包 含可溶于水或可与水互溶的成分或组分,例如电解质如氯化钠;极性溶 剂例如低级醇;包括蔗糖的糖精;以及任何其它组分、乳状液、悬浮液 等。
特别是,当水或水介质选择作为目标物质时,通过本发明的活性构 造体进行活化,以便获得包含氢气、氧气和氮气的混合气体。通过回收 装置使氢气从所形成的混合气体中分离出来,并形成包含氧气和氮气的 混合气体。因此,通过用本发明的活性构造体来处理水或水介质,可以 制造空气(例如,在实例1中可以获得具有5%容积的氧气和17%容积的 氮气的混合气体)。
这里使用的术语“烃”的意思是可以利用本发明的活性构造体从中 释放氢气的烃,并应当包括:能够释放氢气的饱和或不饱和脂肪烃;能 够释放氢气的脂肪醇,例如甲醇和乙醇;能够释放氢气的脂肪族;能 够释放氢气的脂肪族;汽油;以及石油醚等。
很希望用氢作为燃料代替由化石燃料为代表的现有能源。本发明的 活性构造体可以用于从水和烃中释放氢气,从而可以在不施加(或施加 很少)外部能量的情况下以及在不(或很少)生成副产品的情况下可选 择地制造氢气。
本发明还涉及一种活化物质的装置,它包括作为反应剂的活性构造 体(包括颗粒形活性构造体),且它通过使待处理物质经过或停留在活性 构造体的能量集中区而活化该物质。
通过如上述构成的装置,可以以简单结构来活化多种物质。
在以颗粒形活性构造体或活性结构用作反应剂的、用于活化物质的 本发明装置的实施例中,物质经过或停留在活性构造体的能量集中区, 从而活化该物质,且该活性构造体可以布置成固定床形式或流化床形式。
与催化剂等类似,活性构造体可以以固定床形式或流化床形式来有 效活化物质。因此,用于活化多种类型的待处理物质的装置可以以与用 于催化剂的普通方式相同的方式进行制造。
本发明还涉及一种活化物质的装置,该装置包括组成活性结构的活 化部分,其中,该活化部分布置成具有在活化部分之间的间隙。
当装置如上述设置时,待处理物质可以经过或停留在活化部分之间 的间隙中,从而活化该物质。此外,因为与粒子之间的间隙相比,可以 提供更宽的间隙来作为能量集中区,因此,装置可以有更大的设计自由 度。
这里所用的措辞“活化部分布置成具有在组成活性结构的活化部分 之间的间隙”的意思是本发明的活化部分成环形状态,待处理物质可以 通过该环或者该物质停留在该环内;分别形成球形的活化部分布置在正 四面体的顶点处,待处理物质可以经过该正四面体或者该物质停留在该 正四面体内;或者组成本发明的活性构造体的活化部分布置在(正)三 角形的顶点上,待处理物质经过该三角形,或者该物质停留在该三角形 内。
在该实施例中,优选是活性结构形成球形,并布置在四面体的顶点 处或三角形的顶点处,如颗粒形活性构造体一样,原因也与颗粒形活性 构造体相同。
在本发明的特定实施例中,提供了活化物质的装置,该装置包括作 为反应物的本发明活性构造体(包括颗粒形活化磁力和活性结构),且该 装置通过使待处理物质经过或停留在活性构造体的能量集中区而活化该 物质,从而产生气体。
通过使具有OH基、C-H基的待处理物质经过或停留在本发明的活 性构造体内,本发明的活性构造体可以在不施加能量或施加少量能量的 情况下产生气体,因此,该装置可以有效用作紧凑型气体发生器。
本发明的气体发生器可以包括:用于处理的容器,该容器用于装满 本发明的活性构造体,这些活性构造体将活化待处理物质,从而产生气 体;以及
至少一个板形活性构造体,该板形活性构造体沿使生成的气体向上 浮起的方向布置在所述用于处理的容器内。
这样的结构使待处理物质产生沿板形活性构造体的截面纵向方向上 的对流。上述该对流增加了待处理物质经过在板形活性构造体中的能量 集中区的可能性。因此,能够有效活化待处理物质。
这里所用的术语“使产生的气体向上浮起的方向”的意思是相对于 容器朝着垂直方向的方向,它并没有限制,只有物质产生朝着板形活性 构造体的截面纵向方向的对流。还有,并没有限制板形活性构造体的形 状、板形活性构造体的侧面方向以及板形活性构造体的布置位置。
特别是,活性构造体(板形活性构造体)沿平面方向可以形成圆形、 椭圆形或矩形,其中矩形为优选。例如,当活性构造体为矩形或椭圆形 时,较长侧(长轴)优选是相对于容器布置在垂直方向。
板形活性结构可以通过保持装置布置成与容器的底表面或侧表面接 触,或者可以通过保持装置布置成不与容器的底表面或侧表面接触。
本发明的气体发生器可以包括:用于处理的容器,该容器用于装满 本发明的活性构造体,这些活性构造体活化待处理物质,从而产生气体;
以及
板形活性构造体,该板形活性构造体布置在所述用于处理的容器内, 以便将容器沿垂直方向分开。
当装置如上述构成时,因为待处理物质经过板形活性构造体的内部, 即它经过板形活性构造体的能量集中区,因此可以有效活化该物质,从 而产生气体。
这里所用的措辞“板形活性构造体布置在所述用于处理的容器内, 以便将容器沿垂直方向分开”的意思是容器可以通过一个板形活性构造 体而沿垂直方向分开,或者可以通过一个或多个板形活性构造体而沿垂 直方向分开。
本发明的气体发生器可以有这样的结构,其中,板形活性构造体将 容器沿垂直方向分开,同时至少一个板形活性构造体沿使产生的气体向 上浮起的方向布置在所述用于处理的容器内。
这样的组合增加了物质与板形活性构造体接触的面积,即增加了物 质进入(经过和/或停留在)能量集中区的可能性,且由于对流而加速了 物质的活化。
具有上述结构的、活化物质的装置优选是有这样的结构,其中,用 于加热板形活性构造体、待处理物质或这两者的加热器布置成使物质进 行强制对流。这样的结构可以控制物质的对流,从而可以调节物质的活 化速度。
在具有上述结构的、活化物质的装置中,代替或除了提供有加热器 的结构外,还提供有用于使物质在活化物质的装置内循环的循环器。该 结构也可以控制物质的对流,从而可以调节物质的活化速度。
而且,在具有上述结构的、活化物质的装置中,优选是提供有运动 机构,该运动机构使所述活性构造体与物质接触的区域沿垂直方向进行 相对运动。
这样的结构可以自由地改变板形活性构造体与物质的接触面积,从 而合适控制活化速度和活化的停止。
运动机构的优选实例包括但不局限于:垂直运动装置,该垂直运动 装置使板形活性构造体运动;以及子槽,该子槽在活化物质的装置的本 体上,该子槽有运动装置例如循环泵。还有,也可以涉及悬垂装置,该 悬垂装置可以改变该板形活性构造体的垂直位置。
在用于活化物质的本发明装置或本发明气体发生器的实施例中,当 板形活性构造体或板形活性结构用作反应物,且待处理物质经过或停留 在活性构造体的能量集中区,以便活化物质,活化物质的装置优选是有 用于产生湍流的装置,因此,由于通过用于产生湍流的装置而产生湍流, 因此,物质经过活性构造体的能量集中区的可能性增加。
这样的组合增加了物质与板形活性构造体接触的面积,即,增加了 物质进入(经过和/或停留在)能量集中区的可能性,因此,可以有效活 化物质。
在本发明的气体发生器中,提供有分离器,该分离器从产生的气体 中分离和回收所需要的气体,分离器的实例包括:利用组成气体的组分 的比重差来分离气体的分离器;包括吸收特定气体的吸收剂或一层吸收 剂的气体分离器;以及包括膜等的气体分离器,该膜只允许特定气体通 过。
这样的结构可以用于从产生的气体中分离和回收合适气体。
在本发明的特定实例中,水、过氧化氢、水介质(例如电解质水溶 液如盐水)、烃(例如醇如甲醇以及汽油)、或它们的混合物经过或停留 在活性构造体的能量集中区,以便释放和回收氢气。
这样的结构可以提供用于通过简单结构来从水、过氧化氢、水介质、 烃或它们的混合物中产生氢气的装置,甚至都没有用于处理副产品的装 置。特别是,当水或水介质用作目标物质时,可以获得活化水(例如在 电解水时)(碱离子水或强酸性水)或磁化水,且该活化水或磁化水可以 有效用于多个领域。
产生氢气的气体发生器也可以有效用于氢气产生系统。特别是,它 能够有效用于各种动力装置(包括内燃机外燃机的发动机),特别是汽 车发动机。
在本发明的气体发生器的另一实施例中,待处理物质是水、过氧化 氢、水介质或它们的混合物,并经过活性构造体的能量集中区,从而产 生包括氢气、氧气和氮气的混合气体。
尽管产生氮气的原因还不知道,根据利用用于活化物质的本发明装 置来活化待处理物质例如水、过氧化氢和水介质的重复实验,可以证明 除了产生氢气外,还产生包括氧气和氮气的混合气体(见下面的实例1)。 而且,氧气和氮气的容积比近似为5∶17,这与空气的组分类似。因此, 用于活化物质的本发明装置可以在不施加能量或只施加很小能量的情况 下从该物质中制成空气。
根据本发明的另一实施例,提供了一种用于活化物质的方法,该方 法包括:使待处理物质经过或停留在本发明的能量集中区,以便活化物 质。
根据用于活化物质的该方法,在不施加任何外部能量的情况下,能 量可以以非常简单的方式通过本发明的活性构造体的能量集中区而施加 给待处理物质,以便活化物质。
例如,本发明的活性构造体可以活化液体燃料,从而降低烃的总量, 从而提高燃烧率。
还有,本发明的活性构造体可以分解由蔬菜或水果产生的乙烯,因 此可以有效用作保持蔬菜和水果的新鲜的试剂
而且,本发明的活性构造体可以分解有害气体例如二氧化碳、氧化 氮和香烟烟雾,因此,它可以有效用于除去这些物质的装置中。
在用于活化物质的本发明方法中,水、过氧化氢、水介质(例如电 解质水溶液如盐水)、烃(例如醇如甲醇以及汽油)、或它们的混合物经 过或停留在活性构造体的能量集中区,以便释放和回收氢气。
这样的结构可以提供用于通过简单结构来从水、过氧化氢、水介质、 烃或它们的混合物中产生氢气的装置,甚至都没有用于处理副产品的装 置。特别是,当水或水介质用作目标物质时,可以获得活化水(例如在 电解水时)(碱离子水或强酸性水)或磁化水,且该活化水或磁化水可以 有效用于多个领域。因此,可以提供用于在不施加或施加很小外部能量 例如电能的情况下活化水和水介质的装置。
根据本发明的又一实施例,提供了一种用于制造活性构造体的方法, 它包括:
(a)形成基本由从硅、钛、镍和钐中选定的单个元素或氟化碳构成 的粒子;
(b)对在阶段(a)中获得的粒子进行抗静电处理;以及
(c)将在阶段(b)中进行抗静电处理的粒子布置在使波动能增强 的位置处,随后进行烧结。
在该结构中,本发明的活性构造体可以很容易制造,并有良好的复 制形。
附图说明
图1是表示本发明的活性构造体的一个装置实例的视图,其中,图 1(a)总体表示本发明的活性构造体的一个实例,图1(b)表示图1(a) 中所示的本发明的活性构造体的基本结构的一个实例,图1(c)是表示 本发明的活性构造体的另一实例的透视图。
图2(a)和图2(b)分别是表示组成本发明的活性构造体的粒子的 形状以及对比粒子的形状的电子显微镜照片。
图3是表示本发明的活性构造体的优选实施例的一个实例的视图, 其中,图3(a)是表示本发明的活性构造体在形成I形之前的结构的透 视图;图3(b)是表示当本发明的活性构造体形成L形时的结构的透视 图;图3(c)是表示当本发明的活性构造体形成U形时的结构的透视图; 图3(d)是表示当本发明的活性构造体形成S形时的结构的透视图。
图4(a)至图4(c)分别是表示组成本发明的活性构造体的粒子的 形状以及对比粒子的形状的电子显微镜照片。
图5(a)至图5(f)分别是表示本发明的活性构造体的其它形状的 实例的透视图。
图6(a)至图6(f)分别是表示图5(a)至图5(f)中所示的活 性构造体在设有芯部时的横截面形状的剖视图。
图7是表示活化物质的装置的一个实例的剖视图,本发明的活性构 造体充满该装置(以流化床的方式)。
图8是表示利用本发明的活性构造体来活化物质的装置(气体发生 器)的一个实例的剖视图;
图9是表示利用板形的本发明活性构造体来活化物质的装置(气体 发生器)的一个实例的剖视图;
图10(a)和图10(b)分别是表示利用板形的本发明活性构造体来 活化物质的装置(气体发生器)的一个实例的剖视图;
图11是表示利用板形的本发明活性构造体来活化物质的装置(气体 发生器)的一个实例的剖视图;  
图12是表示利用板形的本发明活性构造体来活化物质的装置(气体 发生器)的一个实例的剖视图;
图13(a)和图13(b)分别是表示利用板形的本发明活性构造体来 活化物质的装置(气体发生器)的一个实例的剖视图;
图14是表示利用板形的本发明活性构造体来活化物质的装置(气体 发生器)的一个实例的剖视图;
图15是表示当板形的本发明活性构造体直接加热时的一个实例的 透视图。
图16是表示当板形的本发明活性构造体直接加热时的另一实例的 透视图。
图17(a)至图17(d)是表示根据本发明活化物质的装置的再一实 施例的视图,其中,图17(a)是根据本发明活化物质的装置的剖视图, 图17(b)至图17(d)分别是表示活性构造体装入图17(a)的装置中 的实例的示意图。
图18是表示氢产生系统的一个实例的示意图,包括根据本发明活化 物质的装置。    
图19是根据本发明活化物质的装置的实例的透视图,该装置用于细 分水的簇。
图20示意表示了本发明中分解水的实验。
图21(a)至图21(c)是表示利用图19所示的、活化物质的装置 所形成的活化水的紫外线光谱,其中,图21(a)表示水在活化前的紫外 线光谱,图21(b)表示水在利用图19所示的、活化物质的装置进行活 化之后的紫外线光谱,而图21(c)表示在活化之前和之后的紫外线光谱。
图22是表示用于制造电解水的普通装置的剖视图,其中,图22(a) 是表示用于电解水的装置的示意图,图22(b)是表示用于制造碱离子水 的装置的一个实例的示意图,而图22(c)是表示用于制造强酸性水的装 置的一个实例的示意图。
图23是示意表示用于通过磁体处理水的普通装置的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图介绍本发明。
首先将参考图1和2介绍本发明的活性构造体的基本结构。
(活性构造体)
图1是表示本发明的活性构造体的实例的视图,其中,图1(a)总 体表示了本发明的活性构造体的一个实例,图1(b)表示了图1(a)中 所示的本发明活性构造体的基本结构的一个实例,而图1(c)是表示本 发明的活性构造体的另一实例的透视图。图2(a)和图2(b)分别是表 示组成本发明的活性构造体的粒子以及对比粒子的形状的电子显微镜照 片。
(构成元素)
本发明的活性构造体由从硅、钛、镍和钐中选定的单个元素组成。 这些元素的选择是本发明人重复实验的结果,后面将对它们进行介绍。 在这些元素中,钛和镍是金属元素,它们的、环绕最外侧轨道(M、N) 旋转的电子数是两个,且它们是难以氧化的元素。钐是稀土金属,它的、 环绕最外侧轨道(M、N)旋转的电子数是两个,且它是难以氧化的元素。 还有,镍和钐的特征在于有很强的磁力。
在本发明的活性构造体中,单独使用这些元素中的一种,它们的纯 度根据所使用的元素种类而合适选择,当硅用作本发明的活性构造体来 活化水时,为了产生氢和氧,硅的纯度不小于大约90%,优选是不小于 95%。纯度越高就越好。对于可以构成本发明的活性构造体的、除硅之外 的元素,即钛、镍和钐,优选是它们的纯度与硅相同。通常,本发明的 活性构造体由单个元素构成,例如硅,但是本发明的活性构造体也可以 由它们的组合而构成。
在本发明的活性构造体中,这些元素颗粒化,以便作为颗粒使用。 从容易颗粒化方面考虑,这些元素优选是颗粒化形成球形颗粒,特别是 真正的粒状颗粒、粒子或细粒。这时,优选是使用颗粒大小为从5微米 到80微米的粒子。颗粒大小小于5微米的粒子将相对较难制造,且当它 们布置在规定位置时,相对较难使待处理物质经过粒子之间的空间(间 隙),该空间是能量集中区,后面将充分介绍。相反,当颗粒大小超过80 微米时,当该粒子布置在规定位置时,不能在粒子之间产生足以活化物 质的能量。通常,当颗粒大小超过150微米时,很难产生根据本发明用 于活化物质的能量。
优选是,颗粒大小的分布尽可能窄。特别是,本发明人重复实验的 结果表明,当颗粒大小的变化在正负15微米内(即颗粒大小的边缘误差 在30微米内)时,可以获得明显效果。
用于使本发明中的特定元素颗粒化形成这样形状的方法并没有特别 限制,在催化剂领域中任何公知的颗粒化方法都可以采用。从简单制造、 容易制造以及使粒子的形状可以相对均匀等方面考虑,优选是采用气体 雾化方法。不过,本发明的活性构造体并不特别限制为以气体雾化方法 形成的粒子,只要能够获得上述粒子,例如颗粒化方法包括普通方法, 如溶胶凝胶法和喷射研磨法。
如图1所示,在本发明中,由从上述硅、钛、镍和钐中选定的元素 组成的粒子P布置在使波动能增强的位置。
特别是,组成本发明的活性构造体的各个元素具有由公式E=hν表 示的固有频率(其中,E是各个元素固有的离子化能(eV),h是普朗克 常数,ν是频率),例如,在离子化时,能够构成本发明的活性构造体的 这些元素由电磁场引起振动。由电磁场引起的振动有特定的波动。它可 以由这样的事实推导出,即组成本发明的活性构造体的各元素即使在正 常状态下也有固有振动,且通过将粒子P布置在可有效获得各元素的固 有振动的位置处,当物质经过或停留在形成于粒子之间的空间S中时, 振动就施加到物质上,从而活化物质。
表1     元素     离子化能(eV)     频率(×1015Hz)     Si     8.144     1.971     Ni     7.63     1.846     Ti     6.82     1.649     Sm     5.63     1.361
还有,尽管表现出该功能和效果的原因还不知道,但是通过本发明 人的重复实验,结果表明:氟化碳(FC)也表现出与上述金属元素相同 的功能和效果。因此,本发明的活性构造体也包括由氟化碳组成的粒子。
本发明基于该推论,并通过重复实验而证实。已经发现,假定粒子 有基本相同的尺寸(具有相同颗粒直径的真正球形颗粒),例如它们布置 在三角形的顶点上,优选是正三角形的顶点,如图1(b)所示。特别是, 在物质经过或停留在由特定元素组成的粒子P之间的空间S(能量集中区) 的过程中,很高的能量通过组成本发明的活性构造体的元素的固有振动 和波动而施加给该物质。
在本发明中,由特定元素组成的粒子布置在特定位置,如上所述。 实际上,因为粒子并不需要为真正的球形,且因为每个粒子的颗粒大小 并不总是恒定,因此很难将这些粒子精确地布置在正三角形的顶点处。 这里所用的措辞“粒子布置在三角形的顶点处”包括这样的误差范围, 且意味着包括例如粒子布置在图2(b)中所示位置的结构。应当知道, 图2(a)表示通过气体雾化方法制成的粒子P通过52微米筛子进行筛选, 且通过该筛子的粒子(粒子有均匀的大小)进行集中和布置。
如图1(b)所示,在粒子布置在正三角形的顶点处的情况下,在粒 子P之间的空间S中形成的三角形(即顶点分别由粒子的切线的交点形 成)需要具有不超过90度的角度,优选是从39到70.5度,理想是近似 60度。
还发现,当粒子布置在正四面体的顶点处时,如图1(d)所示,可 以获得最高的活性。特别是,该四面体结构可以假设为布置四个(正) 三角形结构的结构,三角形结构是这样的结构,其中,在物质经过或停 留在由特定元素组成的粒子P之间的空间S(能量集中区)的过程中,很 高能量通过组成本发明的活性构造体的元素的固有振动和波动而施加给 该物质。这时,构成更高能量的集中部分。与(正)三角形结构相同, 在本发明中,由特定元素组成的粒子布置在上述特定位置。实际上,因 为粒子并不需要为真正球形,且因为每个粒子的颗粒大小并不总是恒定, 因此很难将这些粒子精确地布置在正四面体的顶点处。这里所用的措辞 “粒子布置在正四面体的顶点处”包括这样的误差范围,且意味着包括 例如粒子布置在图2(b)中所示位置的结构。应当知道,图2(a)表示 通过气体雾化方法制成的粒子P通过52微米的筛子进行筛选,且通过该 筛子的粒子(粒子有均匀的大小)进行集中和布置。
与粒子布置在(正)三角形的顶点处的实施例相同,在各(正)三 角形组成(正)四面体的情况下,在粒子P之间的空间S中形成的三角 形(即顶点分别由粒子的切线的交点形成)需要具有不超过90度的角度, 优选是从39到70.5度,理想是近似60度。
波动能增强的位置并不特别限制在正四面体的顶点位置,只要在该 位置,在物质经过或停留在由特定元素组成的粒子P之间的空间S(能量 集中区)的过程中,很高能量通过组成本发明的活性构造体的元素的固 有振动和波动而施加给该物质。特别是,例如如图2(b)所示,当分别 有不规则形状的粒子随机布置时,各元素的固有振动相互抵消,从而难 以在粒子之间的空间处产生高能,从而不会导致物质的活化。应当知道, 图2(b)中所示的粒子通过将粘附在气体雾化室上的原始物质磨碎,然 后利用52微米的筛子进行筛选而制成,且经过该筛子的粒子(具有均匀 尺寸的粒子)进行集中和布置。
还有,本发明的活性构造体即使在黑暗状态下(即不暴露在光下), 也能够活化待处理物质,在这一方面与普通的光催化剂不同。例如,本 发明的活性构造体可以布置在不透光的房间内,从而组成活化待处理物 质的装置。
(板形活性构造体)
在本发明的优选实施例中,提供了板形活性构造体。下面将参考图 3和4介绍本发明的板形活性构造体。
图3是表示本发明的活性构造体的优选实施例的一个实例的视图, 其中,图3(a)是表示在本发明的活性构造体形成I形之前的结构的透 视图;图3(b)是表示当本发明的活性构造体形成L形时的结构的透视 图;图3(c)是表示当本发明的活性构造体形成U形时的结构的透视图; 图3(d)是表示当本发明的活性构造体形成S形时的结构的透视图。图 4(a)至图4(c)分别是表示组成本发明的活性构造体的粒子的形状以 及对比粒子的形状的电子显微镜照片。
(板形活性构造体的结构)
本发明的活性构造体也可以通过以各种模制方法例如加压模制和烧 结对上述粒子进行模制而制造。特别是,首先,如图1所示,由从包括 硅、钛、镍和钐的组中选定的单个元素或氟化碳而组成的粒子P布置在 使组成粒子的元素或氟化碳所固有的波动能增强的位置处,这样,粒子P 通常布置在正三角形的顶点处,优选是正四面体的顶点处。随后,这样 布置的粒子P进行加热,例如在低于组成粒子P的元素或氟化碳的熔点 的温度下,并进行压缩。这可以制成本发明的板形活性构造体,如图3 (b)所示。
还有,根据由板形活性构造体组成的、活化物质的装置的结构(后 面将介绍),活性构造体可以形成如图3(b)所示的L形、如图3(c) 所示的U形、或者如图3(d)所示的S形。这里所述的板形活性构造体 的形状并不是为了限制,只要它有规定的厚度、长度和宽度。还有,这 里所用的术语“L形”、“U形”和“S形”并不是说本发明的板形活性构 造体应当为严格的“L形”、“U形”和“S形”。例如“U形”可以有角度, 即为日本字母“KO”形。
如图4(a)所示,对于本发明的板形活性构造体,如上所述,在粒 子之间形成有大量作为能量集中区s的空间S(空间S的优选实施例的说 明与上述情况相同,因此将省略)。特别是,通过将粒子P布置在使组成 粒子的元素或氟化碳所固有波动能将增强的位置处,可以有与上述相同 的活化效果。
相反,当粒子布置在偏离本发明定义的位置处时,即随机布置时, 如图4(b)和4(c)所示,即使在粒子之间提供有空间或间隙,也不能 获得本发明的活性构造体的活化效果。
根据所希望的用途,本发明的板形活性构造体可以有任何尺寸。为 了将待处理物质有效引向本发明中所定义的能量集中区(待处理物质停 留或经过该位置),厚度通常为350微米至1500微米,优选是从500微 米到1000微米(特别是,优选是由5至15层组成本发明活性构造体的 粒子进行层叠而形成一定厚度)。
当厚度低于上述范围时,必须在处理该板形活性构造体时特别注意, 以防止该活性构造体破裂。相反,当厚度超过上述范围时,待处理物质 有时不能充分地被引向能量集中区。
优选是,本发明的板形活性构造体的总体结构具有45至60%范围的 孔隙度,特别是大约50%。当使用具有上述范围的孔隙度的板形活性构造 体时,待处理物质可以以相对较低的流速(压力)被引入板形活性构造 体中的能量集中区。当孔隙度大于上述范围时,需要更高的压力来处理 物质,并可能使板形活性构造体破裂以及通过产生杂质而阻塞能量集中 区。相反,当板形活性构造体的孔隙度小于上述范围时,物质可能没有 足够的时间来经过或停留在能量集中区,从而难以充分活化该物质。板 形活性构造体的最优选孔隙度为大约50%。
(其它形状的活性构造体)
在本发明的优选实施例中,本发明的板形活性构造体还可以形成不 同于上述形状的其它各种形状。下面将参考图5和图6介绍本发明的板 形活性构造体。
图5(a)至图5(f)是分别表示本发明的活性构造体的其它形状的 实例的透视图。图6(a)至6(f)是分别表示图5(a)至图5(f)中 所示的截面形状的活性构造体在有芯部时的剖视图。
如图5所示,本发明的板形活性构造体还可以形成不同于上述形状 的各种形状。特别是,本发明的板形活性构造体可以有星形(花形)(图 5(a))、盘形(图5(b))、有至少一个孔的板形(图5(c))、球形(图5(d))、 实心椭球形(图5(e))、葫芦形(图5(f))、蜂窝形(图5(g))等。
特别是,本发明的活性构造体(活性结构)形成为形状和尺寸与普 通催化剂相同,从而能够以与普通催化剂相同的方式进行处理。还有, 利用催化剂的普通反应器也可以使用采用本发明的活性构造体并活化物 质的装置。
还有,如图6(a)至图6(f)所示,例如分别有图5(a)至图5 (f)所示结构的本发明活性构造体可以形成于由低反应性或高比热的金 属制成的芯部上。在某些情况下,通过如上述形成,本发明的活性构造 体可以以较低成本制造。也可选择,利用具有较高热导率的金属作为芯 部,从而很容易进行与物质的换热。
作为将本发明的活性构造体涂覆在芯部上的方法,可以采用任何普 通方法,例如滚转(rolling)和流化方法以及喷干(spray drying)方 法。
(活性构造体的制造)
在本发明的活性构造体中,下面将介绍制造本发明的板形活性构造 体或活性结构的方法。
(粒子的制造:阶段a)
首先,形成由规定元素或氟化碳组成的粒子,该粒子组成本发明的 活性构造体的基本单元。
特别是,球形粒子,尤其是真正球形的粒子通过在催化剂制造领域 中的任何已知方法来形成,例如气体雾化方法和溶胶-凝胶方法。
(抗静电处理:阶段b)
随后,为了能很容易地布置该粒子,所形成的粒子进行抗静电处理。 特别是,由于在粒子之间的静电引力或粒子的静电斥力,所形成的粒子 不能布置在预定位置。
因此,阳离子和阴离子都作用于粒子,以便进行抗静电处理。
(烧结:阶段c)
如上述进行抗静电处理后的粒子再布置成如图1(a)所示,然后它 们烧结成预定形状。对于这时的烧结条件,温度不高于用于构成活性构 造体的元素或氟化碳的熔点,且在能够烧结粒子的温度内(例如,当使 用硅时从1200至1300℃)。烧结时间从2.5至3.5小时,烧结压力从12 至25Mpa。应当知道,因为氟化碳不适于进行烧结处理,因此,包括氟化 碳的活性构造体可以通过CIP(cold stereo press立体冷压)方法制成。
当如上述进行烧结处理时,可以使本发明的板形活性构造体排列成 如图1(b)所示,并具有如图3或图4(a)所示的形状。同样,也可以 制成形状不同于板形的本发明活性构造体(活性结构)。
形成本发明的板形活性构造体或活性结构的特征是在不使用任何粘 结剂的情况下烧结粒子,这与普通烧结方法不同。特别是,粒子的烧结 处理采用任何普通已知的粘结剂时,都难以提供空间S,即难以布置能量 集中区,从而不能制成本发明的板形活性构造体或活性结构,因为害怕 粘附上由粘结剂引起的杂质,从而使粒子不能进行活化。当然,当粒子 可以如本发明所定义进行布置,且能够防止粘结剂粘附在表面上时,也 可以使用粘结剂来烧结粒子。因此,本发明并不限制使用或不使用粘结 剂。当使用粘结剂时,烧结温度不低于粘结剂的分解温度。
(板形活性构造体和活性结构的特征)
这样制造的、且有与形成颗粒状态的本发明活性构造体相当的预定 形状的板形活性构造体或活性结构的优点是易于处理和易于设计装置。
因此,下面介绍利用本发明的活性构造体来活化物质以及用于利用 本发明的活性构造体来活化物质的装置。
(物质的活化)
(待处理物质)
术语“要通过本发明的活性构造体来处理的物质(目标物质)”包括 将介入(经过或停留在)本发明的活性构造体中的能量集中区处以便进 行活化的物质。特别是,待处理物质包括具有可流动性、能够经过本发 明的活性构造体中的能量集中区的物质,例如粉末、气体和液体。通常, 该物质包括液体例如水和有机溶剂以及气体例如蒸汽和空气。
(氢的制造)
在本发明的优选实施例中,作为待处理物质的典型实例,提到了水、 过氧化氢、水介质、烃或它们的混合物,这些物质可以经过组成活性构 造体的粒子,或者停留在本发明的板形活性构造体或活性结构的能量集 中区处,从而产生氢气。
在本实施例中,这里所用的术语“水介质”的意思是包括:水溶液, 该水溶液中包含可溶于水或可与水互溶的成分或组分,例如电解质如氯 化钠;极性溶剂例如低级醇;包括蔗糖的糖精;以及任何其它组分、乳 状液、悬浮液等。还有,这里所述的烃没有特别限制,只要当它经过颗 粒时,能够由它的C-H键或它的C-OH键释放氢,它的实例包括很宽范 围的烃,例如脂肪醇如甲醇和乙醇、以及烃混合物如汽油和石油醚。
(预处理:除去杂质、加热等)
上述要处理的液体物质可以根据用途而合适选择。当在液体物质中 存在可能阻塞本发明的活性构造体中的能量集中区的杂质时(例如当海 水用作目标物质时,杂质例如为包含在海水中的沙和细颗粒),优选是, 该目标物质可以在通过聚集、沉淀等而去除杂质之后经过本发明的活性 构造体。也可选择,液体可以通过加热器加热,然后经过本发明的活性 构造体。
通过使作为目标物质的水或烃介入在上述本发明活性构造体中的能 量集中区处,比键能例如O-H键或C-H键更高的能量可以施加给目标 物质,以便释放氢离子(H)。如上述释放的氢离子可以很容易通过自身 已知的方法作为氢分子(H2)而进行收集。
(水的活化)
还有,水或水介质例如电解质水溶液可以通过本发明的活性构造体 来活化。用于活化水的方法大致分成两种方法:(1)使水或水介质直接 经过或停留在本发明的活性构造体的能量集中区的方法;以及(2)使水 或水介质经过或停留在组成本发明的活性构造体的活化部分之间的间隙 中。方法(1)主要用于制备电解水和用于增加溶解于水中的氧的量。方 法(2)可用于细分水簇。通过方法(1)和(2)的组合来活化水也在本 发明的范围内。
特别是,在方法(1)中,当作为目标物质的水或水介质经过活性构 造体时,活化的水可以用作电解水(碱离子水和强酸性水),象普通用途 一样(对于电解水的制备,见用于活化水的装置,它将在后面介绍)。这 时,与在电解或增强(magnifying)水时使用大量能量的普通装置不同, 水可以在不使用大量能量的情况下进行活化。
另一方面,在方法(2)中,本发明的活性结构可以布置在用于活化 水(激励水)的通道外部,以便在组成本发明的活性构造体的活化部分 之间构成间隙。当水或水介质经过该通道时,水簇可以进行细分(水的 激励)。用于活化水的这一方法的优点是,与磁性金属用于细分水簇的普 通方法相比,水簇可以在不使水与活化部分接触的情况下进行细分。
(其它物质的活化)
除了制造氢和活化水之外,本发明的活性构造体可用于很宽用途, 例如乙烯的分解、臭味如香烟烟雾的去除、从排气例如从汽车和燃料排 出的排气中除去有害组分、改变酒例如葡萄酒的口味。
而且,通过将本发明的活性构造体布置在利用汽油或柴油作为燃料 的内燃机的前面管路上,作为目标物质的燃料例如汽油或柴油可以进行 活化,这可以减少总的烃量,并提高燃烧率。
特别是,根据本发明的实验,当乙烯气体作为目标物质流体经过活 性构造体(在活性构造体中的能量集中区以及在活性构造体之间的间隙) 时,将观察到产生水。因此,可以证明本发明的活性构造体也可以用作 除液体之外的任何流体。
特别是,当通过使本发明的活性构造体形成球形而制备成的活性结 构布置在(正)三角形或(正)四面体的顶点处,且气体例如香烟烟雾 或乙烯气体经过该间隙时,该气体将分解。因此,在用于除去室内或汽 车内的臭味(香烟烟雾)的装置以及保持在箱等中的蔬菜和水果的新 鲜性的装置中,可以有效采用如上述构成的活性构造体。
而且,通过将本发明的活性构造体布置在各种烟道中,例如在燃烧 器、炉子和化学设备中,也可以分解在烟道中的有害物质例如二氧化碳、 氧化氮、氧化硫等。
特别是,可以认为,当活化部分由内部具有很强能量集中区的本发 明活性构造体组成时和当它们布置在(正)三角形或(正)四面体的顶 点时,在活化部分之间的间隙中将存在类似的能量集中区。
当活化部分由成环形的本发明活性构造体组成时,可以认为无数个 正三角形组成于该间隙中。因此,该活化部分的结构也在本发明的范围 内。
如上述有良好效果的本发明活性结构将能量施加到经过由特定元素 组成的粒子或停留在该粒子中的物质上,且具有良好效果的本发明活性 构造体可以与普通催化剂同样布置,以便构成活化物质的装置。
(装置的实施例1)
颗粒形活性构造体和活性结构的实施例
例如,对于颗粒形活性构造体,作为反应物的本发明活性构造体以 固定床的方式布置,与通常用于催化剂领域的方式相同,或者如图7所 示,作为反应定位本发明活性构造体P布置在有进口(in)和出口(out) 的容器中,以便构成流化床形式的反应器R,作为目标物质的气体物质或 液体物质经过或停留在反应物中,从而活化该物质。
还有,本发明的活性结构(例如如图5(a)至图5(f)所示形成的 活性结构)可以象普通催化剂粒子一样以固定床的方式来活化物质,或 者如图7所示以流化床的方式来活化物质。
当用于活化物质的本发明装置包含在固定床或流化床中时,当设置 涡流产生机构(未示出)以使物质产生涡流时,物质与图5(a)至图5 (f)所示的活性构造体或活性结构接触的面积将增大,即待处理物质停 留在能量集中区或经过颗粒形活性构造体(结构)的能量集中区的可能 性增大,这可以更高效地活化物质。
如本领域公知,首先,待处理物质例如通过图5(a)至图5(f)中 所示的活性结构来进行预处理,然后再通过比预处理中所用颗粒形活性 构造体更细的颗粒形活性构造体来进行处理,例如通过图5(a)至图5 (f)中所示的更细的活性结构,以便更加活化物质,这也在本发明的范 围内。
(装置的实施例2)
板形活性构造体的实施例:处理液体/气体发生器
形成板的本发明活性构造体(板形活性构造体)的实施例活化物质 的装置中。下面将参考图8至图14介绍该实施例。
图8至图14分别表示了活化物质的装置的剖视图,其中,本发明的 板形活性构造体用于活化流体,并提供有附加加热器。
如图8至图14所示,用于活化物质的本发明装置主要包括用于处理 物质的处理槽2,板形活性构造体或结构布置在该处理槽2中。
图8中所示活化物质的装置有这样的基本结构,其中,作为目标物 质的液体通过本发明的板形活性构造体来处理,其中,图8(a)中所示 的、活化物质的装置是这样的本发明实施例,其中,板形活性构造体沿 垂直方向装于处理槽2中;而图8(b)中所示的、活化物质的装置是这 样的本发明实施例,其中,板形活性构造体布置在处理槽2中,以便垂 直分开处理槽2。图8(a)和图8(b)中所示的、活化物质的装置是在 物质活化过程中涉及产生气体的装置。
图8(a)中所示的、活化物质的装置1表示了活化物质的装置的一 个实例,其中,本发明的板形活性构造体在截面上沿活性构造体的纵向 方向布置,物质经过或停留在活性构造体的能量集中区,以便活化该物 质。另一方面,图8(b)中所示的、活化物质的装置表示了活化物质的 装置的一个实例,其中,本发明的板形活性构造体布置在这样的位置, 在该位置处,物质沿截面的纵向方向经过该活性构造体的内部,且物质 经过或停留在活性构造体的能量集中区,以便活化该物质。
(垂直布置)
图8(a)中所示的、活化物质的装置1有这样的结构,即多个本发 明的板形活性构造体I(I形)平行布置。例如,当流体被活化以排出气 体时,处理槽2有气体出口3。例如,当水用作待处理的目标液体,并通 过板形活性构造体的能量集中区来活化,以便产生含氢的气体时,进入 板形活性构造体I的能量集中区中的水将被活化从而产生气体。产生的 气体并不停留在能量集中区,而是作为气泡向上浮起。重复这一过程将 使待处理物质产生对流,如图8(a)中箭头所示。通过液体的对流,在 通过板形活性构造体I来活化液体时排出的气泡将不会停留在板形活性 构造体I的能量集中区较长时间,而是快速浮起。
如上所述,活化物质的装置设置成使本发明的板形活性构造体在截 面上沿活性构造体的纵向方向布置,物质经过或停留在活性构造体的能 量集中区,从而活化该物质,作为目标物质的液体可以被有效活化。
(垂直分开)
另一方面,图8(b)中所示的、活化物质的装置1a具有这样的结 构,即处理槽2被板形活性构造体垂直分开。
对于通过板形活性构造体垂直分开的处理槽2,最简单的结构是一 个板形活性构造体I平行于处理槽2的底表面布置,以便将处理槽2分 开(未示出)。优选是,从液体对流方面考虑,一个板形活性构造体将处 理槽垂直分开,其它板形活性构造体相对于处理槽2沿垂直方向布置。
图8(b)所示的、活化物质的装置1a有这样的结构,即板形活性 构造体布置在处理槽2内,以便垂直分开该处理槽2,且该板形活性构造 体相对于处理槽2沿垂直方向布置。特别是,图8(b)所示的、活化物 质的装置1a具有这样的结构,即处理槽2的水平表面通过S形板形活性 构造体S而断开,或者通过I形板形活性构造体I、L形板形活性构造体 L和U形板形活性构造体U的组合而断开(对于在用于活化物质的该装置 中的活性构造体,下文中统称为活性构造体S)。
与图8(a)所示的、活化物质的装置1相同,图8(b)所示的、活 化物质的装置1a有这样的结构,即多个本发明的板形活性构造体I(I 形)平行布置。例如,当流体活化以排出气体时,处理槽2有气体出口3。 例如,当水用作要进行处理的目标液体,并通过板形活性构造体S的能 量集中区来活化,以便产生含氢的气体时,进入板形活性构造体S的能 量集中区中的水将被活化从而产生气体。产生的气体并不停留在能量集 中区,而是作为气泡向上浮起。重复这一过程将使待处理的物质产生对 流,如图8(b)中箭头所示。
因为活性构造体S沿垂直方向分开处理槽2,即处理槽2的水平面, 因此,通过活化物质而产生的气泡必然经过活性构造体S,然后浮起。这 样的结构增加了作为目标物质的液体进入活性构造体S的能量集中区的 可能性,从而增加了活化速度(反应速度)。
(应用实施例1:进入活性构造体)
下面将参考图9至图16介绍具有上述结构的、活化物质的装置的优 选实施例。在应用实施例的说明中,对于既可用于图8(a)所示的、活 化物质的装置1、也可用于图8(b)所示的、活化物质的装置1a的说明, 主要将说明图8(a)中所示的、活化物质的装置1,而对图8(b)所示 的、活化物质的装置1a的说明将省略。
图9中所示的、活化物质的装置是通过物质进入而使物质产生强迫 对流的、活化物质的装置。图9中所示的、活化物质的装置1c既可用于 图8(a)中所示的、活化物质的装置1,其中板形活性构造体I沿垂直 方向装于处理槽2中,也可用于图8(b)中所示的、活化物质的装置1a, 其中板形活性构造体S布置在处理槽2中,以便垂直分开该处理槽2。特 别是,对于图8(a)和图8(b)中所示的、活化物质的装置1和1a,由 于随着物质的活化而产生气体,因此以所谓的自发方式产生物质对流, 但是本装置可以通过加热板形活性构造体(和物质)而确实产生对流。
图9中所示的、活化物质的装置1c由处理槽2构成,多个板形活性 构造体I平行布置,作为加热器4的加热元件间开布置在板形活性构造 体I之间。板形活性构造体I的数目以及作为加热器4的加热元件的数 目并不特别限制,将根据待处理物质的种类、处理槽2的容积以及其它 因素而合适选择。
在该结构中,来自作为加热器4的加热元件的辐射热传递给在该加 热元件附近且呈液体的物质,因此使物质产生对流。然后,当这样产生 物质的对流时,物质可以经过板形活性构造体I的能量集中区(未示出), 从而加速目标物质的活化。
图15和图16表示了通过该加热器加热板形活性构造体的实例。
特别是,图15是表示直接加热本发明的板形活性构造体的实例的透 视图,而图16是表示间接加热本发明的板形活性构造体的另一实例的透 视图。
图15中所示的加热器4设置成将不同种类导电金属在板形活性构 造体I上,电压通过来自电源PS的导线而施加在有镀层的活性构造体I 上,以便加热该板形活性构造体。不同种类导电金属镀层的厚度可以在 不会影响本发明的活性构造体的功能的范围内选择,例如在3至5微米 范围内。已经证明,局部电镀将特别有效。
图15中所示的加热器4可以用于所有板形活性构造体,例如图9中 所示的5个板形活性构造体,或者可以用于部分板形活性构造体,例如 每隔一个板形活性构造体。还有,当采用多个图15中所示的加热器4时, 所有的板形活性构造体I都并联或串联地与导线连接,以便从一个电源 得到电压。也可选择,板形活性构造体I各自与单独的电源相连。
在该结构中,可以控制电源的电源,以便自由控制板形活性构造体 I的加热量。因此,该结构可以调节物质的活化速度。与自发产生物质对 流的、活化物质的装置1和1a相比,目标物质的活化速度更容易进行控 制。
图16中所示的加热器4有这样的结构,即加热元件HE布置在板形 活性构造体I之间。
这些加热元件HE基本为多孔,以便使物质能有效经过板形活性构造 体I的能量集中区。这样的多孔加热元件HE可以从已知的各种陶瓷加热 元件中选择。
因为物质的对流可以通过控制加热元件的加热量来进行控制,因此 可以控制活化物质的速度。与自发产生物质对流的、活化物质的装置1 相比,物质的活化速度更容易控制。
图15和图16所示的加热器4也可以通过类似结构而用于在图8(b) 所示的、活化物质的装置1a的板形活性构造体S中,以便有类似效果。
(应用实施例2:板形活性构造体的间接加热)
在图10中所示的、活化物质的装置包括:处理槽2,板形活性构造 体I(S)布置在该处理槽2中;以及加热器4,该加热器从外部加热处 理槽2中的物质。
图10(a)中所示的、活化物质的装置1d是加热器4布置成与处理 槽2接触的实施例。除了图中所示结构,加热器也可以与处理槽2的侧 表面接触。也可选择,也可以采用加热器4例如用于加热介质的管,以 便覆盖处理槽2的整个表面。图10(b)中所示的、活化物质的装置1e 是加热器4与处理槽2装配在一起(成一体)的实施例。该结构例如类 似于浴缸中的水通过气浴加热器加热的形式。
与图9中所示的、活化物质的装置1c不同,图10中所示的、活化 物质的装置1d和1e的加热方式为加热该物质,以便间接加热板形活性 构造体I。与图9中所示的、活化物质的装置1c类似,这样的结构在处 理槽2内产生物质对流。通过产生物质的对流,待处理物质经过板形活 性构造体I的能量集中区的可能性增加,从而加速物质的活化。
因为物质的对流可以通过控制加热元件的加热量来控制,因此,与 图9中所示的实施例类似,物质的活化速度可以很容易调节。
(应用实施例3:活性构造体的垂直运动)
在图11中所示的、活化物质的装置1f是有这样的结构的、活化物 质的装置,其中,在板形活性构造体I(S)和作为要在处理槽2内处理 的目标物质的液体的液体表面之间的相对位置关系可以变化。通过改变 板形活性构造体和液体的液体表面之间的相对位置关系,如上所述,板 形活性构造体I的、与作为要处理的目标物质的液体接触的面积变化。 特别是,在该装置中,反应容积改变,以便调节活化速度。
这种类型的装置可以大致分成两种结构。特别是,图11(a)表示 了用于以这样的方式活化物质的装置1f,即外部槽5与处理槽2形成一 体,且物质的液体表面通过该外部槽5而变化。在图11(a)中所示的、 活化物质的装置1f中,外部槽5通过用于调节液体量的装置(例如用于 调节液体量的)(未示出)来改变处理槽2内的液体的量(容积)。当 液体量如上所述改变时,板形活性构造体I的、与作为要处理的目标物 质的液体接触的面积相应改变。换句话说,板形活性构造体I的、浸没 在待处理物质中的量改变。因此,作为要处理的目标物质的液体进入板 形活性构造体I的能量集中区(未示出)中的量改变。
与图11(a)中所示的、活化物质的装置1f不同,在图11(b)中 所示的、活化物质的装置1g设置成使板形活性构造体I通过垂直运动装 置5’而直接沿垂直方向运动,从而改变板形活性构造体I与作为要处理 的目标物质的液体接触的面积。与图11(a)中所示的、活化物质的装置 1f类似,该装置具有这样的结构,即通过改变板形活性构造体I与液体 接触的面积来控制反应量。
如图11(a)和图11(b)所示,当在板形活性构造体I和作为要处 理的目标物质的液体之间的相对接触面积设置成可以变化时,所具有的 优点是:可以通过使板形活性构造体I与作为要处理的目标物质的液体 完全分离而停止物质的活化。
图12至图13(b)中所示的、活化物质的装置1h至1j是活化物质 的装置,其中,提供有使作为要处理的目标物质的液体循环流动的循环 器,以便迫使待处理物质循环。
图12中所示的、活化物质的装置1h具有图8中所示的、活化物质 的装置的结构,还有在处理槽2侧表面上提供的循环器。
图12中所示的、活化物质的装置1h表示了这样的实施例,其中, 循环器例如由循环泵7P、用于待处理物质的进口7in和用于待处理物质 的出口7out组成。在该结构中,如图中箭头所示,从位于处理槽2的侧 表面的底部处的进口7in进入的待处理物质由循环泵7P泵送,然后以规 定流速从位于处理槽2的侧表面的上部处的出口7out排出。
通过由循环器产生的、目标物质的流动,将使物质产生强迫对流。 对流的程度可以通过调节循环泵7P的泵送速度来调节,因此,待处理物 质的活化程度可以根据要求来调节。
在图13(a)和图13(b)中所示的、活化物质的装置设置成使作为 循环器的主体的泵7P布置在处理槽2的底表面上。在图13(a)中所示 的、活化物质的装置1i中,待处理物质的出口7out布置在处理槽2的 底表面上,而在图13(b)中所示的、活化物质的装置1j中,作为待处 理物质的出口的出口7out布置在处理槽2的侧表面的上侧。
在图13(a)所示的、活化物质的装置1i中,泵7P布置在处理槽2 的底表面的中部,多个出口7out环绕该泵7P布置。在该结构中,通过 泵7P泵送的、作为待处理物质的流体均匀散布在处理槽2中。
在图13(b)所示的、活化物质的装置1j中,泵7P布置在处理槽2 的底表面的中部,且该装置有至少一个用于待处理物质的出口7out,该 出口7out布置在处理槽2的侧表面的规定部分上,即高于待处理物质的 界面的部分上。它设置成使作为要处理目标物质的流体通过泵7P以规定 流量向上泵送,以便从布置在在待处理物质的界面的上部的出口7out溢 出,从而使流体流出处理槽2。与图13(a)所示的、活化物质的装置1i 类似,在图13(b)所示的、活化物质的装置中,通过泵7P泵送的、作 为要处理的目标物质的流体均匀散布在处理槽2中。
在图13(a)和图13(b)所示的、活化物质的装置1i和1j中,物 质的流量可由泵7P控制,以便增加物质的活化速度和调节物质的活化速 度,在装置1i和1j中,作为循环器的泵7P布置在处理槽2的底部。
特别是,图13(a)和图13(b)所示的、活化物质的装置1i和1j 被应用于具有图8(b)所示基本结构的、活化物质的装置1a,即在活化 物质的装置中,待处理物质越过活性构造体S的内部,以便进行活化, 在装置1i和1j中,作为循环器的泵7P布置在处理槽2的底部。
图14所示的、活化物质的装置1k有这样的结构,即在图8所示的、 活化物质的装置1(活化物质的装置1a)中,振动元件8沿板形活性构 造体I(板形活性构造体S)的垂直方向平行布置。
通过提供振动元件8以及通过该振动元件8向板形活性构造体I施 加预定振动,存在于施加了振动的相应板形活性构造体I以及靠近该相 应板形活性构造体I的活性构造体I中的物质能够被有效引向板形活性 构造体I的能量集中区,从而可以有效进行待处理物质的活化。特别是, 停留于板形活性构造体I内的物质以及通过处理产生的气泡可以排出。
已经参考图8至图14介绍了活化物质的装置的实施例,其中待处理 的物质是液体,这些技术的组合也在本发明的范围内。特别是,例如可 以使加热器4和循环器布置在具有图8中所示的基本结构的、活化物质 的装置中。
还有,可以在处理槽2的底部和上部以流化床的形式提供有具有如 图12和图13所示形状的、颗粒形活性构造体或活性结构。
如上述组成的、活化物质的装置可以有效用作氢发生器和用于处理 水的装置,它们将在后面充分介绍。
(装置的实施例:气体处理)
下面将参考图17介绍用于利用本发明的活性构造体来活化作为要 处理的目标物质的气体的装置的实施例。
图17(a)至图17(d)是表示用于活化物质的本发明装置的还一实 施例的视图,其中,图17(a)是用于活化物质的本发明装置的剖视图, 图17(b)至图17(d)分别是表示在图17(a)的装置中装入活性构造 体的实例的示意图。
如图17(a)所示,用于活化作为目标物质的气体的目的的、本发 明的活化物质的装置具有这样的结构,即在具有气体进口(in)和气体 出口(out)的、活化物质的装置的本体9中提供有或装满由本发明的活 性构造体组成的活化部分10。
作为目标物质的气体(例如废气或乙烯)从气体进口(in)以预定 流速流入活化物质的装置的本体。然后,流入活化物质的装置的本体9 内的气体经过由本发明的活性构造体组成的活化部分10。当经过活化部 分10时,作为目标物质的气体经过活化部分10所具有的能量集中区。 作为目标物质的气体通过该能量集中区而活化,然后从气体出口(out) 排出。
将在本发明中进行的气体活化例如包括:将氧转变成氧离子;以及 将有害物质例如乙烯和二氧化碳分解成无害物质。
根据用途,例如分解烟道中的有害气体以及减小汽车排气中的二氧 化碳,活化物质的装置的本体9可以采用任何形状。特别是,当用于活 化物质的本发明装置将用于分解烟道中的有害气体时,烟道可以包括活 化物质的装置的本体9。还有,当用于活化物质的本发明装置将用于分解 汽车排气中的二氧化碳时,用于活化物质的本发明装置例如可以布置在 发动机消音器的减音器部分上。
因此,可提供有用于活化物质的本发明装置的烟道和发动机消音器, 从而组成用于活化物质的本发明装置。
过滤器(未示出)可以布置在活化物质的装置的本体9的前面,以 便预先除去杂质例如尘土和灰尘。而且,活化部分10可以以可拆卸的方 式布置在活化物质的装置的本体9上。
本发明的活性构造体装入或布置在活化物质的装置的本体9的活化 部分10上,特别是,活化部分10可以根据用途而采用任何形状。在图 17(b)至图17(d)中表示了在用于活化气体的本发明活化物质的装置 的活化部分10上的活性构造体的结构的特定实例,该气体是待处理物质。
图17(b)中所示的活化部分10是例如通过上述烧结而形成蜂窝形 的活性构造体。结构类似于形成蜂窝形的活性构造体的蜂窝形催化剂已 经在多个领域用作催化气体的催化剂。通过形成蜂窝形结构,本发明的 活性构造体可以象蜂窝形催化剂那样进行处理。特别是,蜂窝形活化部 分10适于活化以相对较高流速经过该活化部分10的气体。也可选择, 有助于物质活化的物质(例如普通已知的催化剂和活性炭)可以引入蜂 窝形活化部分10的内部。当然,除了催化剂颗粒、活性炭等或代替催化 剂颗粒、活性炭,也可以引入本发明的颗粒形活性构造体或板形活性构 造体。
图17(c)中表示的活化部分10包括至少一个本发明的活性构造体 (图中为三个活性构造体),该活性构造体插入活化物质的装置的本体9 的内壁表面内。如本领域公知,活性构造体的多孔性可以从气体进口(in) 到气体出口(out)而从粗糙到致密。而且,与图17(b)中所示的活化 部分10类似,本发明的颗粒形活性构造体或板形活性构造体、或者催化 剂颗粒、活性炭等可以包含在板形活性构造体I之间。
图17(c)所示的活化部分10是直接包含本发明的颗粒形活性构造 体或颗粒形活性结构的实施例。通过这样结构的活性构造体(作为颗粒 形或活性结构),可以有类似的效果。
还有,当本发明的活性构造体布置在冰箱中时,可以分解在蔬菜或 水果的成熟(过熟)过程中产生的乙烯气体(老化激素)。这意味着本发 明的活性构造体可以用作保持新鲜性的试剂。
(湍流)
当在待处理物质的进口(in)处提供用于产生湍流(未示出)的机 构,从而使待处理物质(液体和气体)产生湍流时,将可以有效活化待 处理物质。
用于产生湍流的机构在催化剂领域已经公知。例如,当在管中设置 有凸起时,该凸起引导待处理物质,在流体与该凸起碰撞时将产生旋流。 当处于旋流中的待处理物质与本发明的活性构造体碰撞时,待处理物质 将扩散,并经过能量集中区。
(气体的分离)
由用于活化物质的本发明装置(气体发生器)产生的气体可以根据 需要而通过本领域公知的方法来进行分离和收集。
例如,作为目标物质的水通过用于活化物质的本发明装置(气体发 生器)来活化,以便获得包含氢气、氧气和氮气的混合气体(见实例1 等,后面将介绍)。当所形成的混合气体分离成氢气和其它气体组分(含 有氧气和氮气的混合气体)时,可以使用根据气体组分的比重差异来分 离气体组分的、用于分离气体的装置,通过膜来分离气体的装置或者任 意其它装置。
还有,可以采用一层吸收剂例如硅、铝、活性炭来分离气体。
因此,本发明扩展到利用该分离装置来可选择地分离和回收特定气 体的装置。
(氢气产生系统)
图18表示了由本发明的活性构造体组成的、活化物质的装置用于氢 气产生系统时的实施例。
这时,在图8至图18中所示的、用于活化物质的任意装置(气体发 生器)都可以用作活化物质的装置。
尽管水作为要处理的目标物质的例子,但是应当知道,水介质、烃 等都可以有相同的效果。
(1)首先,阀V1、V2和V3打开,从而使水从阀V1供给,以便形 成较小的水循环管路。水循环泵11开始使水循环。阀V4和V5处于打开 状态,而阀V3处于关闭状态。
(2)水在较大的循环管路中循环,该循环管路包括加热器12、用 于活化待处理物质的装置1、电解槽13、气体/液体分离器14、阀V5、 阀V2、循环泵11以及阀V4。
(3)打开加热器12。利用加热器加热水的原因是为了进一步加速 作为目标的水的活化。也可以使用例如在图9或图10中所示的、活化物 质的装置中的加热装置4来代替该加热器12。
当水经过用于活化物质的本发明装置1时,能量在板形活性构造体 I(S)的能量集中区施加给水,从而活化水。
(4)打开电解槽13。通过电解水而产生气体。
这时,水通过加热器12(加热装置)4加热,且水分子通过活化物 质的装置1进一步活化,从而导致水在电解槽13中加速电解,从而增加 了每单位功率产生的氢气的量。
(5)从电解槽13排出的、含有气泡的液体进入气体/液体分离器 14,在该气体/液体分离器14中,气泡可选择地与含有气泡的液体分离。
(6)利用膜分离器15对从气体/液体分离器14中分离出的气泡进 行处理,该膜分离器15具有本领域公知的、氢气可透过的膜(例如,氢 气可透过的膜分离器可由MONSANTO有限公司获得,商品名称为“棱柱分 离器”)。特别是,通过使气泡经过可透过氢气的膜,氢气透过并回收, 同时不能透过该可透过氢气的膜的、含有氧气的气体排向大气中。
(7)另一方面,通过气体/液体分离器14分离的液体通过液体循环 泵11在系统内进行循环。
(8)在操作过程中电解和消耗的水量通过补充水而由阀1补充。
当用于活化物质的本发明装置1的活性足够高时,电解槽3可以省 略。也可选择,这时,可以串联提供另外的、用于活化物质的本发明装 置1。
如上述构成的氢气产生系统可以用于利用氢气作为燃料的各种动力 机械(包括内燃机和外燃机),特别是汽车的动力机械。
(水的活化:电解)
水的电解可以通过图8中所示的、用于活化待处理物质的装置而利 用水或电解水来进行。
这时,因为与普通技术不同,即使当通过阴极和阳极施加电流时也 可以使水进行活化,因此,消耗的能量可以减小。电解水可以通过只是 将本发明的活性构造体布置在容器内的简单结构来制备。
通过上述用于活化物质的本发明装置制备的电解水可以象以普通技 术制备的电解水一样用于各种用途。
(水的活化:激励Excitation)
用于活化物质的本发明装置可以用于制造为了细分水簇的目的的、 用于活化水的装置。
图19(a)是表示当用于活化物质的本发明装置用于细分水簇时的 实施例,图19(b)至图19(d)是沿图19(a)中的线A-A的剖视图。
如图19(a)所示,用于活化物质的本发明装置包括活化物质的装 置的本体21,该装置本体21有水进口(in)和水出口(out)。而且,包 含至少一个本发明的活性构造体的活化部分22布置在活化物质的装置的 本体21的外部。
活化部分22可以成任意形状,例如如图19(b)至图19(d)所示。 特别是,如图19(b)所示,活化部分22可以形成为使得活化物质的装 置的本体21的整个外周由活性构造体覆盖(颗粒形活性构造体或板形活 性构造体);如图19(c)所示,活化部分22可以形成为使得活化物质的 装置的本体21的部分外周由活性构造体覆盖(颗粒形活性构造体或板形 活性构造体);或者如图19(d)所示,活化部分22可以形成为使板形活 性构造体间开布置。当板形活性构造体间开布置时,优选是该板形活性 构造体布置成使板形活性构造体的截面形成(正)三角形。
活化部分22可以形成为沿长度方向完全覆盖装置本体,或者可以包 括多个活化部分22,如图19(a)所示。
在上述结构中,与利用磁体的普通装置不同,因为水簇可以在不使 水与磁性金属接触的情况下进行细分,因此,由该磁性金属引起的氧化 物和氯化物不会溶解到水中。还有,因为由本发明的活性构造体组成的 活化部分布置在外部,因此容易进行装置的维护。
如上所述,本发明的活性构造体可以用于通过简单结构活化多种物 质。这样构成的、用于活化待处理物质的装置可以用于在不施加较大能 量的情况下活化多种物质。
实例
下面将根据工作实例来介绍本发明,但是应当知道,本发明并不局 限于此。
实例1
本实例是在没有阳光进入和没有室内灯光直接进入的地方进行。
在本实例中,98.0%纯度的硅用于通过气体雾化方法制成真正球形粒 子,该球形粒子的颗粒直径为从5到80微米(最大直径=150微米),100cm3 的粒子(P1)层叠在300cc容积的锥形瓶中,以便制成如图20所示包含 本发明的活性构造体的氢气发生器。
在该氢气发生器100中,布置在加热板101上且其中引入粒子P的 锥形瓶102与收集瓶105进行气密连接,该收集瓶105布置在水槽103 中并用于收集气体,且通过导管106而装入气体和冰水。
水槽103装入冰水的原因是使水汽预先在水槽103内凝结,这样, 收集瓶105在从水槽103中被取出后的内部压力也不会低于室内压力, 且水槽103内的温度保持在10℃或更低。
因为已经证明收集瓶内的气体可以通过比重差来分离,因此,在收 集瓶中包含末梢(tip)107,以便在进行气体色谱分析之前整个搅动内 容物。
随后,纯净水(92℃)被引入锥形瓶102中,引入的量为直到容积 为164cc的收集瓶105的末梢充满纯净水,氢气发生器(系统)保持在 该温度,然后收集在收集瓶105中产生的气体。收集气体的气体色谱分 析显示,该气体由78%体积的氢气、5%体积的氧气以及17%体积的氮气组 成。
实例2
重复与实例1相同的实验,除了纯净气体分别保持50℃和90℃温度。 结果,发现在50℃时产生的气体的量为28cc/小时,而在90℃时产生的 气体的量为56cc/小时。该实验显示,水在90℃时的分解速度比在50℃ 的分解速度更快。
同样,收集气体的气体色谱分析显示,该气体由78%体积的氢气、 5%体积的氧气以及17%体积的氮气组成。
实例3至实例10
重复实例1,除了活性构造体的容积为75cm3,纯净水的温度为 90℃或99℃,活性构造体的颗粒大小如表2中所示。产生气体的量如表 2中所示。
表2  实例序号  颗粒直径(d)(微米)  温度(℃)  产生气体的量(cc/10分钟)     3     D<32     90     4.3     4     D<32     99     6.6     5     32<d<52     90     3.6     6     32<d<52     99     5.0     7     52<d<75     90     2.8     8     52<d<75     99     3.6     9     75<d<180     90     0.5     10     75<d<180     99     1.0
表2的结果证明,在相同温度下,组成活性构造体的颗粒大小越小, 产生气体的量更多,表示了较高的活性。
还有,由于重复实验的结果,尽管原因不清楚,观察到有氮气的产 生。氧气与氮气的容积比接近1∶3.4,表明含有的空气的量稍微超过获得 的氧气的量。
对比实例1
进行类似于实例1的操作,除了使用通过利用图2(b)中所示的不 规则粒子来制成的对比活性构造体(PC)。结果,没有观察到气体的产生。
实例11至实例14
类似于实例1,活性构造体(2)至(5)利用Ti(活性构造体(P2))、 Ni(活性构造体(P3))、Sm(活性构造体(P4))和FC(活性构造体(P5)) 制成。
实例15和对比实例2和3
(板形活性构造体)
在实例1中获得的活性构造体(P1)进行抗静电处理,并在表3中 所示的状态下进行烧结,以便制成本发明的板形活性构造体(T1)。
除了没有进行抗静电处理(对比实例3),对比构造体(TC2和TC3) 以与实例15相同的方式制造。对比构造体TC2的孔隙度与本发明的构 造体T1的孔隙度类似,对比构造体TC2的孔隙度为60%或更大。
这些板形构造体的物理特性在表3和图4(a)至图4(c)中表示。
表3   构造体(T1)  构造体(TC2)   构造体(TC3) 制造条件 烧结温度     1300℃     1300℃     1300℃ 烧结时间     180分钟     180分钟     180分钟 烧结压力     25Mpa     25Mpa     25Mpa 厚度(mm)     0.5     0.5     0.5 长度(mm)     20     20     20 宽度(mm)     50     50     50 孔隙度     45-60%     50-60%     60%- 横截面形状     图4(a)     图4(b)     图4(c) 能量集中区     有     无     无
如图4的照片清晰所示,在本发明状态下制成的活性构造体T1具有 在粒子之间的能量集中区,但是在与本发明不同的状态下制成的对比构 造体TC2和TC3(即在粒子之间没有能量集中区)只有不充分的能量集中 区。
应当知道,当利用对比构造体TC2和TC3进行水的活化时,不能观 察到任何气体的产生。
实例16(其它活性构造体)
利用活性构造体(P2至P5)来重复实例1。结果,观察到氢气的产 生。
这表明分别由钛、镍、钐和氟化碳构成的活性构造体也有与由Si构 成的活性构造体类似的效果。
实例17和对比实例5和6
利用本发明的活性构造体T1以及对比构造体TC2和TC3以及图8中 所示的装置来重复实例1。结果,在本发明的板形活性构造体T1中观察 到较强的气体产生,但是在对比构造体TC2和TC3中没有观察到气体的 产生。
在实例17中收集的气体的色谱分析显示,该气体包括78%体积的氢 气、5%体积的氧气以及17%体积的氮气。
实例18
利用表4中所示的液体来重复实例15,以便观察气体(氢气)的产 生。结果在表4中表示。对气体产生的情况进行视觉评价,产生很好表 示为“优秀”,产生表示为“良好”,稍微或不产生表示为“较差”。
表4   构造体(T1)   构造体(TC2)   构造体(TC3) 水(正常温度)     良好     较差     较差 海水     优秀     较差     较差 碱离子水*     优秀     较差     较差 酸性水**     较差     较差     较差 甲醇(极性溶剂)     优秀     较差     较差 汽油(非极性溶剂)     良好     较差     较差
由该结果可知,本发明的活性构造体可以活化多种待处理物质,例 如电解质水溶液(海水)、有机极性溶剂以及有机非极性溶剂。
相反,在对比构造体TC2和TC3中没有观察到待处理物质的活化。
实例19(与加热情况比较)
利用本发明的活性构造体T1以及图9中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体 (液体温度92℃)。
实例20
利用本发明的活性构造体T1以及图10中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体。
实例21
利用本发明的活性构造体T1以及图11中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体。
实例22
利用本发明的活性构造体T1以及图12中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体。
实例23
利用本发明的活性构造体T1以及图13中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体。
利用本发明的活性构造体T1以及图14中所示的装置来重复实例15。 结果,与利用图8中所示的装置的情况相比,观察到产生更大量的气体。
实例21至23的结果证明,通过提供加热器(实例21)、强制搅动 器(实例22)和振动元件(实例23),可以加速物质的活化。
实例25(柴油的预处理)
进行本实例的目的是检查活性构造体对燃料的影响。特别是,在实 例1中制成的粉末通过树脂粘附,然后形成直径为20mm的球。利用实际 汽车并通过底盘测功器来确认是否对燃料有效果,其中,四个产品环绕 在内燃机前面的燃料供给管路,或者没有环绕产品。结果,使用硫含量 为50ppm的轻油。20km/h、30km/h、40km/h、50km/h和60km/h的五个速 度用于进行检验。
结果,发现本发明的活性构造体能有效减小总耗烃量。这表明本发 明的活性构造体能够有效用于提高燃烧率。当然,本发明的活性构造体 也可以用于减小空气污染。
实例26至28(除臭效果:面板测试)
在侧边为70mm的正四面体的顶点上布置形成球形的本发明活性构 造体,或者布置在芯部中结合有杯吸器(cupper)的活性构造体(实例 26),香烟烟雾经过该四面体。由7个人在两点判断是否有刺激气味。结 果,7个人都判断没有刺激气味。
同样,在侧边为140mm的正四面体的顶点上布置形成球形的本发明 活性构造体(实例27),或者布置在芯部中结合有杯吸器的活性构造体(实 例28),香烟烟雾经过该四面体。由7个人在两点判断是否有刺激气味。 结果,7个人都判断没有刺激气味。
因此可以证明,当香烟烟雾从本发明的活性构造体之间经过时,活 性构造体有活化待处理物质的效果(即分解难闻的香烟烟雾)。
实例29(水的活化)
利用图19中所示的装置来进行水的活化。特别是,在实例15中获 得的本发明活性构造体布置成环绕8mm直径的通道,如图19(d)所示, 蒸馏水以0.5m/s的流速经过该通道。
图21表示了在处理之前和之后的紫外线光谱。图21(a)本实例水 在处理之前的紫外线光谱,并没有表示任何明显的峰值。另一方面,在 图21(b)中表示的处理后的水中,在大约200nm处观察到明显的吸收带 (图21(c)表示了彼此叠加的两个光谱,以便比较吸收带)。
由此可知,本发明的活性构造体(活化物质的装置)可以活化(激 励)水。
工业实用性
如上所述,本发明有以下明显效果。
通过将主要由从硅、钛、镍和钐中选定的单个元素或氟化碳构成的 粒子布置在使各元素或氟化碳的固有波动能增强的位置处,在粒子之间 产生高能量,多种物质能够被该能量活化。本发明的活性构造体可以象 现有的催化剂那样进行处理。本发明的活性构造体即使在黑暗情况下也 可以活化待处理物质。例如,本发明的活性构造体可以容纳于不透光的 屋内,以便组成用于活化待处理物质的装置。
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