[发明专利]一种静电场作用下的制冷装置

权利要求书

1.一种静电场作用下的制冷装置，其特征在于，包括：第一气液平衡系统、第二气液平衡系统、第一节流阀、第二节流阀、第一静电场、第二静电场，第一气液平衡系统和第二气液平衡系统中间设置有第一节流阀和第二节流阀，第一静电场作用于第一气液平衡系统，第二静电场作用于第二气液平衡系统，第一静电场和第二静电场对第一气液平衡系统和第二气液平衡系统的作用效果刚好相反；

第一静电场使第一气液平衡系统的平衡蒸气压降低，第二静电场使第二气液平衡系统的平衡蒸气压上升；

第一静电场施加方向为平行于第一气液平衡系统的气液分界面，第二静电场施加方向为垂直于第二气液平衡系统的气液分界面。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，在给定温度条件下，当施加的静电场方向与气液分界面平行时，平衡蒸气压降低的量由式（1）计算而得：

（1）

其中：物理量右上角的字母“L”和“G”分别表示液相和气相中的物理量；是在温度T时静电场作用下的平衡蒸气压；是无静电场作用时温度T下的平衡蒸气压；，为真空介电常数；v是物质摩尔体积；v^G、v^L分别是气相和液相物质的摩尔体积；是物质的介电常数；E^G是施加于气相的总的电场强度。

3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，在给定温度条件下，当施加的静电场方向与气液分界面垂直时，平衡蒸汽压上升的量由式（2）计算而得：

（2）

其中：物理量右上角的字母“L”和“G”分别表示液相和气相中的物理量；是在温度T时静电场作用下的平衡蒸气压；是无静电场作用时温度T下的平衡蒸气压；，为真空介电常数；v是物质摩尔体积；v^G、v^L分别是气相和液相物质的摩尔体积；是物质的介电常数；是气相物质的介电常数；E^G是施加于气相的总的电场强度。

4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置的工作原理包括：

A、静电场能使物质的平衡蒸气压增加或减小，静电场对物质平衡蒸气压改变的幅度与具体的物质以及施加的静电场的电场强度及施加方式有关；当所施加的静电场的电场强度的大小固定不变时，对于某一特定的物质而言，静电场的作用效果与静电场具体的施加方向相关；

B、对相同电介质的第一气液平衡系统和第二气液平衡系统分别施加平行于气液分界面和垂直于气液分界面的静电场，气液平衡时，第一气液平衡系统和第二气液平衡系统之间存在压强差，第一气液平衡系统和第二气液平衡系统进行物质交换和能量传递；

C、第一气液平衡系统和第二气液平衡系统中静电场施加方向不变时，通过改变施加的静电场的电场强度大小可增大或减小第一气液平衡系统和第二气液平衡系统的压强差；

D、当其他条件完全相同时，静电场对物质平衡蒸气压改变受外界环境温度影响，外界环境温度越高，静电场使平衡蒸气压改变的数值越大。

5.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，对于某一特定的物质而言，静电场的作用效果与静电场具体的施加方向相关，包括：

①、平行于气液分界面施加的静电场使物质的平衡蒸气压降低，且为设定电场强度下物质平衡蒸气压所能减小的最大值，导致气相凝结并放出热量，气液平衡系统的温度上升，物质由气相向液相移动；

②、垂直于气液分界面施加的静电场可使物质的平衡蒸气压增加，且为设定电场强度下物质平衡蒸气压所能增加的最大值，导致液相蒸发并吸收热量，气液平衡系统的温度降低，物质由液相向气相移动。

6.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，第一气液平衡系统和第二气液平衡系统进行物质交换和能量传递，包括：

由于第一气液平衡系统中平衡蒸气压降低，发生液化，多余的冷凝液经第二节流阀流入第二气液平衡系统中；而第二气液平衡系统中平衡蒸气压升高，发生气化，并由于第一气液平衡系统和第二气液平衡系统的压强差导致热蒸汽经第一节流阀上升到第一气液平衡系统；最终的结果就是，冷凝液不断地从第一气液平衡系统流入第二气液平衡系统，同时热蒸汽不断地从第二气液平衡系统上升到第一气液平衡系统。