專利名稱：均勻輻射的微波加熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波加熱方法及使用該方法的微波加熱裝置，具體地說(shuō)，涉及一種不設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)或模式攪拌器或旋轉(zhuǎn)天線，僅通過(guò)微波耦合腔，將微波源器件產(chǎn)生的微波轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗍⒉ň鶆虻厣淙爰訜崆?，從而均勻加熱食物或其它物品的微波加熱方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的微波加熱裝置(見(jiàn)圖1)包括加熱腔1′、微波源器件2′、波導(dǎo)阻抗變換器3′、波導(dǎo)口4′；微波源器件2′產(chǎn)生的微波經(jīng)由波導(dǎo)阻抗變換器3′傳輸從波導(dǎo)口4′向加熱腔1′輸出；使加熱腔1′中的被加熱物體受微波輻射，自身的分子受激振動(dòng)產(chǎn)生熱量而被加熱。
由于現(xiàn)有的微波加熱裝置大多僅在加熱腔的側(cè)壁上或上壁設(shè)置一個(gè)波導(dǎo)口，微波通過(guò)波導(dǎo)口向加熱腔內(nèi)輻射，均受到微波場(chǎng)在腔體中分布不均勻性的影響。一般來(lái)說(shuō)微波場(chǎng)中間最強(qiáng)，邊上弱，基本呈正弦分布。另外微波加熱腔中的微波場(chǎng)分布又與微波輸入到該腔的方式和部位直接相關(guān)。這兩個(gè)因子一般都會(huì)造成微波加熱腔電磁場(chǎng)分布不均勻性。正是這種不均勻性使得微波能的應(yīng)用受到很大的限制。例如在微波消毒柜中，在微波場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)的位置消毒效果很好，而在微波場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)較弱的位置消毒效果很差；在食品加工、干燥過(guò)程中由于場(chǎng)強(qiáng)的不均勻性會(huì)造成一部分食品燒焦或過(guò)熱，而有些尚未燒熟或加熱不夠。
為解決上述問(wèn)題，圖1所示的微波加熱裝置在加熱腔1′底部設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)5′，通過(guò)電機(jī)51′帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)5′的轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)盤(pán)5′上的食物在轉(zhuǎn)動(dòng)中接受輻射而加熱，以解決輻射加熱不均勻的問(wèn)題。但對(duì)于某些特定結(jié)構(gòu)的加熱腔，僅通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)還是不能保證食物受微波輻射加熱均勻。因此有的生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)了在轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)使用微波模式攪拌器，以保證加熱腔中的食物受微波輻射加熱均勻。這類微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)通常將波導(dǎo)口設(shè)置在加熱腔的頂部或底部，同時(shí)在波導(dǎo)口處設(shè)置具有轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬葉片的模式攪拌器。微波耦合進(jìn)入加熱腔后，經(jīng)模式攪拌器的攪拌后可以發(fā)射到加熱腔的腔體內(nèi)空間；同時(shí)由于模式攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng)，而牽引微波工作頻率的微調(diào)，從而激發(fā)多模動(dòng)態(tài)變化的工作狀態(tài)，而達(dá)到均勻分布微波能量的目的。還有的微波加熱裝置微波能量從加熱腔的底部饋入，利用旋轉(zhuǎn)天線的轉(zhuǎn)動(dòng)試圖將微波均勻地送到加熱腔的中。但是由于天線的俯仰角的限制，造成一定范圍的不均勻性。還有的微波加熱裝置采用加熱腔底部為旋轉(zhuǎn)天線，側(cè)面為饋入微波的波導(dǎo)口。但在大體積負(fù)載的加熱腔體中，因被加熱負(fù)載的吸收，入射微波在穿透被加熱負(fù)載的過(guò)程中有較大的衰減，這將造成靠近波導(dǎo)口一側(cè)的被加熱負(fù)載因持續(xù)吸收能量而溫度升高，而遠(yuǎn)離波導(dǎo)口一側(cè)的被加熱負(fù)載受輻射少溫度相對(duì)較低。這表現(xiàn)在被加熱負(fù)載的上下溫度差異和左右溫度差異。
深究上述產(chǎn)生微波輻射不均勻的原因，主要是微波經(jīng)一個(gè)波導(dǎo)口直接進(jìn)入加熱腔，主要沿一個(gè)方向發(fā)散；雖然通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)或模式攪拌器試圖彌補(bǔ)，使其達(dá)到均勻狀態(tài)，但是缺陷很大。而近期出現(xiàn)的在加熱腔底部設(shè)旋轉(zhuǎn)天線和由側(cè)面波導(dǎo)口饋入微波解決不均勻性問(wèn)題的技術(shù)方案，由于上述旋轉(zhuǎn)天線的缺陷和由一個(gè)波導(dǎo)口直接饋入微波的缺陷依然存在。因而如何克服上述缺陷，研制出一種全新的微波加熱方法及裝置，從根本上改善微波加熱裝置加熱腔微波場(chǎng)分布的不均勻性，不僅是微波爐制造商致力解決的問(wèn)題，也是長(zhǎng)期困惑其它微波能應(yīng)用產(chǎn)品制造商并試圖解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種不須設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)或模式攪拌器或旋轉(zhuǎn)天線，就能將微波源器件產(chǎn)生的微波轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗍⒉ň鶆虻厣淙爰訜崆唬瑥亩鶆蚣訜崾澄锘蚱渌锲返木鶆蜉椛涞奈⒉訜岱椒把b置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是均勻輻射的微波加熱方法，包括以下的過(guò)程I，微波源器件產(chǎn)生微波；II，所述微波由波導(dǎo)阻抗變換器傳輸；III，所述被傳輸?shù)奈⒉◤牟▽?dǎo)口向外輸出；IV，所述波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射后，從耦合腔一個(gè)側(cè)壁上的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束；V，所述耦合腔均勻地向加熱腔輸出的多個(gè)微波束進(jìn)入加熱腔對(duì)被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
最好所述的過(guò)程III中被傳輸?shù)奈⒉◤囊粋€(gè)以上波導(dǎo)口向外輸出；所述的過(guò)程IV中各波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射后，從該耦合腔一個(gè)側(cè)壁上的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束；所述的過(guò)程V中各耦合腔均勻地向加熱腔輸出的多個(gè)微波束進(jìn)入加熱腔對(duì)被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
特別是所述的各耦合腔分別從加熱腔的不同側(cè)面輸出多個(gè)方向的且每一個(gè)方向多個(gè)微波束的均勻輻射。
本發(fā)明的另一目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的均勻輻射的微波加熱裝置，它包括微波源器件、波導(dǎo)阻抗變換器、波導(dǎo)口、加熱腔；微波源器件產(chǎn)生的微波經(jīng)由波導(dǎo)阻抗變換器傳輸，從波導(dǎo)口向外輸出；它還包括具有反射器和/或散射器且一個(gè)側(cè)壁上有多個(gè)耦合孔的耦合腔；所述波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射，并從耦合腔的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束對(duì)加熱腔中被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
最好波導(dǎo)阻抗變換器連接一個(gè)以上波導(dǎo)口，各波導(dǎo)口分別各連接一個(gè)耦合腔；波導(dǎo)阻抗變換器傳輸?shù)奈⒉◤母鞑▽?dǎo)口進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射，并從各耦合腔的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束對(duì)加熱腔中被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
特別是各耦合腔分別位于加熱腔的不同的側(cè)面，在加熱腔形成多個(gè)方向的且每一個(gè)方向多個(gè)微波束的均勻輻射加熱。
其中波導(dǎo)口的高度小于對(duì)應(yīng)耦合腔的高度，波導(dǎo)口開(kāi)在耦合腔的側(cè)壁遠(yuǎn)離各耦合孔的位置；波導(dǎo)口的軸線與對(duì)應(yīng)耦合腔的各耦合孔的軸線相垂直。
所述耦合腔的各相鄰耦合孔的軸線之間的距離為所述微波波長(zhǎng)的四分之一。
所述耦合腔內(nèi)的反射器為平面和球面混合型，即正對(duì)耦合孔的為平面，其它側(cè)面為球面。
所述反射器的平面部位配置多個(gè)起散射作用的球冠形凸包，微波經(jīng)凸包散射和反射器反射后以多點(diǎn)陣輻射的形式射向耦合腔的各耦合孔。
有一種推薦的實(shí)施結(jié)構(gòu)是加熱腔內(nèi)與耦合腔相對(duì)的側(cè)壁設(shè)置平面反射面或圓柱面的匯聚反射面。
還推薦加熱腔與耦合腔之間配置可透過(guò)微波的密封盤(pán)，該密封盤(pán)周邊的間隙填充硅膠。
可透過(guò)微波的密封盤(pán)用陶瓷或耐溫玻璃或耐微波塑料或云母片制成。
有一種實(shí)施方式是所述的微波源器件為磁控管，它安裝在加熱腔的一個(gè)立壁的外側(cè)，與它連通的波導(dǎo)阻抗變換器也安裝在加熱腔的同一個(gè)立壁的外側(cè)；一個(gè)耦合腔安裝在加熱腔底面的下方；波導(dǎo)阻抗變換器包含轉(zhuǎn)換波導(dǎo)、阻抗變換段和彎波導(dǎo)，轉(zhuǎn)換波導(dǎo)分別聯(lián)接磁控管和阻抗變換段，阻抗變換段還連接彎波導(dǎo)，彎波導(dǎo)設(shè)在靠近加熱腔的立壁與底面交界處，彎波導(dǎo)連接波導(dǎo)口；磁控管產(chǎn)生的微波進(jìn)入轉(zhuǎn)換波導(dǎo)，經(jīng)阻抗變換段在彎波導(dǎo)轉(zhuǎn)向90°從波導(dǎo)口進(jìn)入上述耦合腔。
加熱腔內(nèi)或耦合腔設(shè)置用于燒烤的電加熱管，被加熱的食品還可在加熱腔中做燒烤處理，增加食品的特色風(fēng)味。
本發(fā)明均勻輻射的微波加熱方法及裝置具有以下的優(yōu)點(diǎn)1.僅通過(guò)微波耦合腔，將微波源器件產(chǎn)生的微波轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗍⒉ň鶆虻厣淙爰訜崆?，從而使被加熱物受到微波均勻輻射加熱。由于加熱腔中的多束微波分布更均勻，克服了傳統(tǒng)微波從單波導(dǎo)口直接饋入加熱腔或加模式攪拌器或加旋轉(zhuǎn)天線而加熱腔微波場(chǎng)分布不均勻的缺陷。
2.加熱腔的周邊至少一個(gè)側(cè)面設(shè)置一個(gè)耦合腔，耦合腔發(fā)出的多束微波在加熱腔內(nèi)形成多方向輻射，既可以克服微波從波導(dǎo)口直接饋入加熱腔的微波能量集中的缺陷，也可以克服模式攪拌器或底部旋轉(zhuǎn)天線存在“盲區(qū)”的缺陷。特別是除加熱腔底面和/或頂面的耦合腔外，側(cè)面設(shè)置一個(gè)耦合腔，使得加熱腔內(nèi)水平方向和豎直方向上的微波均勻分布，加熱腔內(nèi)形成立體交叉相互融合的微波均勻輻射，效果更好。
3.省掉轉(zhuǎn)盤(pán)、模式攪拌器或旋轉(zhuǎn)天線以及電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，被加熱物無(wú)須轉(zhuǎn)動(dòng)；加熱腔的形狀不受限制，而且內(nèi)部空間利用率高即加熱腔內(nèi)的有效容積增大，可以加熱體積較大的物品；整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，降低了耗電量和工作嘈聲，提高了可靠性和使用壽命。生產(chǎn)成本降低、維修方便。
4.加熱腔與耦合腔之間配置可透過(guò)微波的密封盤(pán)并填充硅膠，加熱腔清洗方便。
5.由于微波輻射均勻性的較大改善，因此本發(fā)明廣泛適用于微波消毒、殺菌、微波干燥及用微波能加熱的其它領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種微波加熱裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置一個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2實(shí)施例的波導(dǎo)口和耦合腔部分的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2實(shí)施例的耦合孔部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖2實(shí)施例的波導(dǎo)口和另一種耦合腔的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖5的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第二個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第三個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第四個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖9實(shí)施例的電加熱管安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例一、實(shí)施例一本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置一個(gè)實(shí)施例為一個(gè)微波爐，它的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖2。這個(gè)微波爐包括加熱腔1、磁控管2、波導(dǎo)阻抗變換器3、波導(dǎo)口4、盛物盤(pán)5和耦合腔6。
加熱腔1的右立壁的外側(cè)安裝磁控管2和阻抗變換器3。加熱腔1的底面是用陶瓷或耐溫玻璃制成的密封盤(pán)101，密封盤(pán)101周邊的間隙用硅膠102填充。密封盤(pán)101的上方放置盛物盤(pán)5。密封盤(pán)101的下方安裝耦合腔6。加熱腔1的頂壁，設(shè)置圓柱面的匯聚反射面103。當(dāng)然，加熱腔1的頂壁也可以做成平面反射面。
磁控管2連通波導(dǎo)阻抗變換器3。波導(dǎo)阻抗變換器3包含轉(zhuǎn)換波導(dǎo)301、阻抗變換段302和彎波導(dǎo)303。轉(zhuǎn)換波導(dǎo)301分別聯(lián)接磁控管2和阻抗變換段302，阻抗變換段302還連接設(shè)在靠近加熱腔1的右立壁與底面交界處的彎波導(dǎo)303，彎波導(dǎo)303連接波導(dǎo)口4。
耦合腔6的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參看圖3和圖4。耦合腔6的右側(cè)壁留有開(kāi)口連接波導(dǎo)口4。耦合腔6的底部和周邊側(cè)壁是反射器601。反射器601為平面和球面混合型，即底部為平面，其它側(cè)面為球面。耦合腔6的頂壁是一個(gè)開(kāi)有多個(gè)耦合孔603的耦合板602。耦合板602通過(guò)電焊固定在反射器601的開(kāi)口端，共同圍攏形成耦合腔6的腔體。請(qǐng)參看圖3，波導(dǎo)口4的高度B小于耦合腔6的高度H，波導(dǎo)口4的軸線與耦合腔6的各耦合孔603的軸線相垂直。波導(dǎo)口4的高度小于耦合腔6的高度，且波導(dǎo)口4開(kāi)在靠耦合腔6底部一側(cè)，保證靠近波導(dǎo)口4的耦合孔603微波能量不會(huì)太集中。請(qǐng)參看圖4，耦合腔6上頂部的耦合板602各相鄰耦合孔603的軸線之間的距離為波導(dǎo)口4輸出微波波長(zhǎng)λ的四分之一。耦合孔603之間的間距為λ/4，可以保證輻射出的微波場(chǎng)有合適的相位。本實(shí)施例中，各耦合孔603的直徑相同。
耦合腔6的底部和周邊側(cè)壁也可不設(shè)反射器而設(shè)散射器。
圖5和圖6示出耦合腔6的底部和周邊側(cè)壁采用反射器601和散射器組合的情況。這是將上述反射器601的底部平面配置四個(gè)起散射作用的球冠形凸包604，微波經(jīng)凸包604散射和反射器601反射后以多點(diǎn)陣輻射的形式射向耦合板602的各耦合孔603；使得進(jìn)入耦合腔6的微波能量通過(guò)多個(gè)凸包604的散射和反射器601反射的共同作用，微波能量以較均勻的方式穿過(guò)多個(gè)耦合孔604，形成多束均勻微波，向加熱腔1輻射；從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被加熱物品，例如食品，進(jìn)行均勻加熱和其它處理。為使整個(gè)耦合板602上各耦合孔603輻射出的微波是均勻的，也可以采用相應(yīng)的調(diào)整各耦合孔603直徑的方式。
本實(shí)施例微波能量的傳輸方式為從磁控管2發(fā)射出的微波能量，通過(guò)波導(dǎo)阻抗變換器3的轉(zhuǎn)換波導(dǎo)301進(jìn)入阻抗變換段302后從彎波導(dǎo)303轉(zhuǎn)向90°，從耦合腔6右側(cè)的波導(dǎo)口4進(jìn)入耦合腔6。進(jìn)入耦合腔6的微波能量經(jīng)過(guò)反射器601反射作用，以均勻的方式通過(guò)耦合板602上的各個(gè)耦合孔603形成均勻的多束微波從底部垂直進(jìn)入加熱腔1的腔體，腔體里的微波能量均勻分布，進(jìn)而對(duì)盛物盤(pán)5中的被加熱物均勻輻射加熱。
二、實(shí)施例二本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第二個(gè)實(shí)施例是針對(duì)干燥、消毒柜和微波爐合二為一的多功能機(jī)型進(jìn)行的專門(mén)設(shè)計(jì)。它的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖7。這個(gè)均勻輻射的微波加熱裝置有一個(gè)加熱腔1、一個(gè)磁控管2、一個(gè)波導(dǎo)阻抗變換器3、兩個(gè)波導(dǎo)口410、420和一個(gè)盛物盤(pán)5及兩個(gè)耦合腔610、620；構(gòu)成加熱腔1頂面和底面分別有一個(gè)上耦合腔610和一個(gè)下耦合腔620的組合形式。磁控管2產(chǎn)生的微波能量通過(guò)波導(dǎo)阻抗變換器3連接的兩個(gè)波導(dǎo)口410、420分別饋入兩個(gè)不同的耦合腔610、620；然后由兩個(gè)不同的耦合腔610、620分別發(fā)出的多束均勻的微波在加熱腔1內(nèi)形成上下兩個(gè)方向的多束均勻的微波輻射。
加熱腔1的右立壁的外側(cè)安裝磁控管2和波導(dǎo)阻抗變換器3。加熱腔1的頂壁是用耐溫玻璃板制成的上密封盤(pán)111，上密封盤(pán)111周邊的間隙用硅膠102填充。上密封盤(pán)111的上方安裝上耦合腔610。加熱腔1的底面是用耐溫玻璃板制成的下密封盤(pán)112，下密封盤(pán)112周邊的間隙用硅膠102填充。下密封盤(pán)112的下方安裝下耦合腔620。
磁控管2連通波導(dǎo)阻抗變換器3。波導(dǎo)阻抗變換器3由兩個(gè)轉(zhuǎn)換波導(dǎo)311、321和兩個(gè)阻抗變換段312、322及兩個(gè)彎波導(dǎo)313、323組成。第一轉(zhuǎn)換波導(dǎo)311分別聯(lián)接磁控管2和第一阻抗變換段312，第一阻抗變換段312還連接設(shè)在靠近加熱腔1的右立壁與頂面交界處的第一彎波導(dǎo)313，第一彎波導(dǎo)313連接上波導(dǎo)口410。第二轉(zhuǎn)換波導(dǎo)321分別聯(lián)接磁控管2和第二阻抗變換段322，第二阻抗變換段322還連接設(shè)在靠近加熱腔1的右立壁與底面交界處的第二彎波導(dǎo)323，第二彎波導(dǎo)323連接下波導(dǎo)口420。
上耦合腔610的上部是上反射器611，底部是開(kāi)有多個(gè)耦合孔613的上耦合板612。上反射器611底部開(kāi)口處通過(guò)電焊固定連接上耦合板612，并通過(guò)電焊固定連接在加熱腔1的本體上。在上耦合板612下面有上密封盤(pán)111，上密封盤(pán)111通過(guò)硅膠102固定于加熱腔1的腔體里。上耦合腔610的右側(cè)壁留有開(kāi)口連接上波導(dǎo)口410。上耦合腔610的頂部和周邊側(cè)壁是上反射器611。上反射器611為平面和球面混合型，即頂部為平面，其它側(cè)面為球面。上耦合腔610和上波導(dǎo)口410與前一實(shí)施例的耦合腔6和波導(dǎo)口4的結(jié)構(gòu)雷同，只不過(guò)是上下顛倒了而已故不贅述。
下耦合腔620的頂壁是一個(gè)開(kāi)有多個(gè)耦合孔623的下耦合板622。下耦合板622是與加熱腔1的本體同時(shí)成型的，并通過(guò)電焊與下反射器621的開(kāi)口端固定在一起，共同圍攏形成下耦合腔620的腔體。下耦合腔620的右側(cè)壁留有開(kāi)口連接下波導(dǎo)口420。下耦合腔620的頂部和周邊側(cè)壁是下反射器621。下反射器621為平面和球面混合型，即頂部為平面，其它側(cè)面為球面。下耦合腔620和下波導(dǎo)口420與前一實(shí)施例的耦合腔6和波導(dǎo)口4的結(jié)構(gòu)相同，故不贅述。在下耦合板622上面有可透過(guò)微波的耐溫玻璃制作的下密封盤(pán)112，下密封盤(pán)112周邊填充硅膠102與加熱腔1的腔體固定。在下密封盤(pán)112上放置盛物盤(pán)5。
磁控管2產(chǎn)生的微波能量通過(guò)波導(dǎo)阻抗變換器3分成兩路一路從第一轉(zhuǎn)換波導(dǎo)311，經(jīng)第一阻抗變換段312在第一彎波導(dǎo)313轉(zhuǎn)向90°從上波導(dǎo)口410進(jìn)入上耦合腔610；然后由上耦合腔610的上反射器611反射，通過(guò)上耦合板612上的各個(gè)耦合孔613形成均勻的多束微波從頂部垂直進(jìn)入加熱腔1的腔體。另一路從第二轉(zhuǎn)換波導(dǎo)321，經(jīng)第二阻抗變換段322在第二彎波導(dǎo)323轉(zhuǎn)向90°從下波導(dǎo)口420進(jìn)入下耦合腔620；然后由下耦合腔620的下反射器621反射，通過(guò)下耦合板622上的各個(gè)耦合孔623形成均勻的多束微波從底部垂直進(jìn)入加熱腔1的腔體。在加熱腔1內(nèi)形成上下兩個(gè)方向的多束均勻的微波輻射，加熱腔1腔體里的微波能量相互融合，分布更加均勻地對(duì)盛物盤(pán)5中的被加熱物輻射加熱。
為加大加熱腔1內(nèi)的被加熱物輻射表面，可使用支架。支架上安放上下兩個(gè)盛物盤(pán)5。兩個(gè)盛物盤(pán)5同時(shí)盛放被加熱物分別由上下兩個(gè)方向的多束均勻的微波輻射。這種使用方式特別適合干燥、消毒柜。
三、實(shí)施例三本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第三個(gè)實(shí)施例是針對(duì)上一實(shí)施例進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)，它的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖8。這個(gè)均勻輻射的微波加熱裝置有一個(gè)加熱腔1、一個(gè)磁控管2、一個(gè)波導(dǎo)阻抗變換器3、兩個(gè)波導(dǎo)口410、420和一個(gè)盛物盤(pán)5及三個(gè)耦合腔610、620、630；構(gòu)成加熱腔1頂面、底面和左側(cè)面分別有一個(gè)上耦合腔610、一個(gè)下耦合腔620和一個(gè)左耦合腔630的組合形式。請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D7和圖8，本實(shí)施例與上一實(shí)施例區(qū)別之處是上耦合腔610的左側(cè)設(shè)有第三彎波導(dǎo)333，第三彎波導(dǎo)333連接左耦合腔630；左耦合腔630位于加熱腔1的左側(cè)面。左耦合腔630的左反射器631是豎立的，左反射器631正對(duì)的左耦合板632上的各個(gè)耦合孔633的軸線是水平的。左耦合板632與加熱腔1的左側(cè)面之間設(shè)置有可透過(guò)微波的耐微波塑料或云母片或陶瓷或耐熱玻璃制作的左密封盤(pán)113，左密封盤(pán)113周邊填充硅膠102與加熱腔1的腔體固定。本實(shí)施例與上一實(shí)施例相同之處這里就不再重復(fù)說(shuō)明了。
磁控管2的微波能量通過(guò)波導(dǎo)阻抗變換器3連接的兩個(gè)波導(dǎo)口410、420分別饋入兩個(gè)不同的耦合腔610、620；然后由兩個(gè)不同的耦合腔610、620分別發(fā)出的多束均勻的微波在加熱腔1內(nèi)形成上下兩個(gè)垂直方向的多束均勻的微波輻射。同時(shí)上波導(dǎo)口410饋入的部分微波能量經(jīng)過(guò)第三彎波導(dǎo)333轉(zhuǎn)向90°進(jìn)入左耦合腔630；然后由左耦合腔630的左反射器631反射，通過(guò)左耦合板632上的各個(gè)耦合孔633形成均勻的多束微波從左側(cè)水平進(jìn)入加熱腔1的腔體。三個(gè)不同的耦合腔610、620、630分別發(fā)出的多束均勻的微波在加熱腔1內(nèi)形成上、下、水平三個(gè)方向的多束均勻的微波輻射。加熱腔1內(nèi)形成立體交叉相互融合的微波均勻輻射對(duì)盛物盤(pán)5中的被加熱物加熱。
四、實(shí)施例四本發(fā)明均勻輻射的微波加熱裝置第四個(gè)實(shí)施例是針對(duì)第二個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的又一種改進(jìn)設(shè)計(jì)，它的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖9和圖10。這個(gè)均勻輻射的微波加熱裝置有一個(gè)加熱腔1、一個(gè)磁控管2、一個(gè)波導(dǎo)阻抗變換器3、兩個(gè)波導(dǎo)口410、420和一個(gè)盛物盤(pán)5及兩個(gè)耦合腔610、620，還有一個(gè)電加熱管7；構(gòu)成加熱腔1頂面和底面分別有一個(gè)帶有電加熱管7的上耦合腔610和一個(gè)下耦合腔620的組合形式。請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D7、圖9和圖10，本實(shí)施例與第二個(gè)實(shí)施例區(qū)別之處是上耦合腔610的上反射器611與上耦合板612之間安裝了電加熱管7；上反射器611的頂部平面配置了四個(gè)起散射作用的球冠形凸包614，下反射器621的底部平面也配置了四個(gè)起散射作用的球冠形凸包624。本實(shí)施例與上一實(shí)施例相同之處這里就不再重復(fù)說(shuō)明了。
磁控管2產(chǎn)生的微波能量通過(guò)波導(dǎo)阻抗變換器3連接的兩個(gè)波導(dǎo)口410、420分別饋入兩個(gè)不同的耦合腔610、620；在兩個(gè)不同的耦合腔610、620中微波經(jīng)凸包614、624散射和反射器611、621反射后以多點(diǎn)陣輻射的形式射向上下耦合板612、622的各耦合孔613、623；微波能量以較均勻的方式穿過(guò)多個(gè)耦合孔613、623，形成多束均勻微波在加熱腔1內(nèi)形成上下兩個(gè)方向的多束均勻的微波輻射對(duì)盛物盤(pán)5中的被加熱物加熱。另外，加熱腔1內(nèi)盛物盤(pán)5中的被加熱物尤其是食品還可以用電加熱管7做燒烤處理，增加食品的特色風(fēng)味。
當(dāng)然，也可以在加熱腔1底部和頂部各設(shè)一個(gè)電加熱管7。電加熱管7也可以固定在下耦合腔620上，或是直接固定在下耦合腔620與下密封盤(pán)112之間。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，不以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，依本發(fā)明的技術(shù)方案及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.均勻輻射的微波加熱方法，包括以下的過(guò)程I，微波源器件產(chǎn)生微波；II，所述微波由波導(dǎo)阻抗變換器傳輸；III，所述被傳輸?shù)奈⒉◤牟▽?dǎo)口向外輸出；IV，所述波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射后，從耦合腔一個(gè)側(cè)壁上的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束；V，所述耦合腔均勻地向加熱腔輸出的多個(gè)微波束進(jìn)入加熱腔對(duì)被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻輻射的微波加熱方法，其特征在于所述的過(guò)程III中被傳輸?shù)奈⒉◤囊粋€(gè)以上波導(dǎo)口向外輸出；所述的過(guò)程IV中各波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射后，從該耦合腔一個(gè)側(cè)壁上的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束；所述的過(guò)程V中各耦合腔均勻地向加熱腔輸出的多個(gè)微波束進(jìn)入加熱腔對(duì)被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的均勻輻射的微波加熱方法，其特征在于所述的各耦合腔分別從加熱腔的不同側(cè)面輸出多個(gè)方向的且每一個(gè)方向多個(gè)微波束的均勻輻射。
4.均勻輻射的微波加熱裝置，它包括微波源器件、波導(dǎo)阻抗變換器、波導(dǎo)口、加熱腔；微波源器件產(chǎn)生的微波經(jīng)由波導(dǎo)阻抗變換器傳輸從波導(dǎo)口向外輸出；其特征在于它還包括具有反射器和/或散射器且一個(gè)側(cè)壁上有多個(gè)耦合孔的耦合腔；所述波導(dǎo)口輸出的微波進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射，并從耦合腔的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束對(duì)加熱腔中被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于波導(dǎo)阻抗變換器連接一個(gè)以上波導(dǎo)口，各波導(dǎo)口分別各連接一個(gè)耦合腔；波導(dǎo)阻抗變換器傳輸?shù)奈⒉◤母鞑▽?dǎo)口進(jìn)入對(duì)應(yīng)的耦合腔中被反射和/或散射，并從各耦合腔的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束對(duì)加熱腔中被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于各耦合腔分別位于加熱腔的不同的側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于波導(dǎo)口的高度小于對(duì)應(yīng)耦合腔的高度，波導(dǎo)口開(kāi)在耦合腔的側(cè)壁遠(yuǎn)離各耦合孔的位置；波導(dǎo)口的軸線與對(duì)應(yīng)耦合腔的各耦合孔的軸線相垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于所述耦合腔的各相鄰耦合孔的軸線之間的距離為所述微波波長(zhǎng)的四分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于所述耦合腔內(nèi)的反射器為平面和球面混合型，即正對(duì)耦合孔的為平面，其它側(cè)面為球面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于所述反射器的平面部位配置多個(gè)起散射作用的球冠形凸包。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于加熱腔內(nèi)與耦合腔相對(duì)的側(cè)壁設(shè)置平面反射面或圓柱面的匯聚反射面。
12.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于加熱腔與耦合腔之間配置可透過(guò)微波的密封盤(pán)，該密封盤(pán)周邊的間隙填充硅膠。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于可透過(guò)微波的密封盤(pán)用陶瓷或耐溫玻璃或耐微波塑料或云母片制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于所述的微波源器件為磁控管，它安裝在加熱腔的一個(gè)立壁的外側(cè)，與它連通的阻抗變換器也安裝在加熱腔的同一個(gè)立壁的外側(cè)；一個(gè)耦合腔安裝在加熱腔底面的下方；波導(dǎo)阻抗變換器包含轉(zhuǎn)換波導(dǎo)、阻抗變換段和彎波導(dǎo)，轉(zhuǎn)換波導(dǎo)分別聯(lián)接磁控管和阻抗變換段，阻抗變換段還連接彎波導(dǎo)，彎波導(dǎo)設(shè)在靠近加熱腔的立壁與底面交界處，彎波導(dǎo)連接波導(dǎo)口；磁控管產(chǎn)生的微波進(jìn)入轉(zhuǎn)換波導(dǎo)，經(jīng)阻抗變換段在彎波導(dǎo)轉(zhuǎn)向90°從波導(dǎo)口進(jìn)入上述耦合腔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的均勻輻射的微波加熱裝置，其特征在于加熱腔內(nèi)或耦合腔設(shè)置用于燒烤的電加熱管。
全文摘要
本發(fā)明均勻輻射的微波加熱方法及裝置，涉及一種僅通過(guò)微波耦合腔，將微波源器件產(chǎn)生的微波轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗍⒉ň鶆虻厣淙爰訜崆?，使被加熱物受到微波均勻輻射加熱的方法及裝置。本發(fā)明的方法包括微波源器件產(chǎn)生微波；微波由波導(dǎo)阻抗變換器傳輸，并從波導(dǎo)口向外輸出到對(duì)應(yīng)的耦合腔中，被反射和/或散射后，從耦合腔一個(gè)側(cè)壁上的多個(gè)耦合孔均勻地向加熱腔輸出多個(gè)微波束；這些微波束進(jìn)入加熱腔對(duì)被加熱物體進(jìn)行輻射加熱。該方法無(wú)須旋轉(zhuǎn)器件，極大地改善了加熱腔中微波能量分布不均勻性問(wèn)題。本發(fā)明的裝置，避免了單一波導(dǎo)口直接向加熱腔饋送微波的弊病，省去旋轉(zhuǎn)器件。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加熱腔空間利用率高，故障率低，成本低，加熱腔清洗方便。
文檔編號(hào)F24C7/02GK1826026SQ20051004211
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者史海如, 鄔友權(quán), 林清興 申請(qǐng)人:廈門(mén)燦坤實(shí)業(yè)股份有限公司