專利名稱:共振腔的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于處理各種物質(zhì)-例如收獲后的農(nóng)作物谷物、豆類、水果、稻米及類似物品的微波干燥裝置。本發(fā)明也適用于處理礦物和采礦生產(chǎn)中的副產(chǎn)品、泥炭、糖漿以及糖制品、棉花、毛、茶、砂、污物以及其他任何需要局部或全部脫水的物品。本發(fā)明還可以用于在要處理的物品內(nèi)部殺菌和根除蟲害。具體地說，本發(fā)明涉及微波干燥裝置的共振腔的結(jié)構(gòu)，該共振腔可同時應(yīng)用兩個或更多的連續(xù)微波源來完成對放置在所述共振腔中載荷的干燥/加熱，而對各微波源都不會產(chǎn)生任何有害作用。
在以前應(yīng)用導(dǎo)入共振腔中的微波能來干燥/加熱物品的償試中，產(chǎn)生了干燥“斑”問題，這是因為，微波不是均勻一致地穿入物品的各個部位，而留下了冷熱相間的“斑塊”。這是共振腔中有利與不利的干涉以及共振的波腹和波節(jié)所造成的。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的微波干燥裝置采用脈沖微波源將微波束射入正方形或長方形共振腔中。在整個共振腔中的模數(shù)的最大值取決于共振腔的總尺寸。設(shè)置旋轉(zhuǎn)載物臺或者場/模攪動器，通過移動被處理物品使之穿過共振腔或者連續(xù)地更迭共振腔內(nèi)的模態(tài)的辦法，來提高共振腔中加熱的均勻性。
當(dāng)希望同時應(yīng)用幾個連續(xù)的微波源以便增強共振腔里的能量密度時，在共振腔中應(yīng)用攪動器就會引起麻煩。攪動器會干擾模態(tài)圖形，因此，靜態(tài)波節(jié)/波腹圖形就不能在共振腔中產(chǎn)生。使磁控管有交叉耦合的趨勢，帶來有害的結(jié)果。用一個小的共振腔來增加能量密度，則使有效振蕩模數(shù)減少，引起加熱不均。
正方形或長方形共振腔的基本問題之一是，共振腔里的振蕩模圖形上的波節(jié)或熱點均勻而有間距地貫穿共振腔，因此就產(chǎn)生出有規(guī)律的間隔熱斑。在長方形共振腔中，大多數(shù)被處理物品不能完全充滿共振腔，從而不能充分利用共振腔里的全部波節(jié)，導(dǎo)致被加熱物品的熱不均。
本發(fā)明旨在使上述問題得到實質(zhì)性解決，提供一種微波干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用一個或多個受控的連續(xù)微波源，使在共振腔內(nèi)的處理區(qū)停留或穿過的載荷物品更為均勻地被穿透。更確切地說，本發(fā)明旨在提供一種共振腔，通過對其形狀、大小和尺寸的特別選擇，以及至少配置一個微波源，該共振腔提供一個效率更高的微波干燥/加熱方法，而在可以使用的處理區(qū)域內(nèi)提供更多的振蕩模。
共振腔的設(shè)計原則共振腔的幾何形狀最好是能在處理區(qū)域產(chǎn)生盡可能多的共振模，而且橫跨所有能利用的頻帶。另外，如果應(yīng)用一個以上的微波源，那么就要保持幾個微波源連續(xù)和同步運行的良好條件。
在一個共振腔中幾個微波源連續(xù)和同步運行的良好條件包括;
(a).共振腔的形狀設(shè)計要使得從任何微波源發(fā)出的波除了在腔壁上多次反射外，不會反射到同一或其他任何一個微波源上，同時，(Ⅰ)有效地穿通置于或經(jīng)過共振腔的載荷物品，(Ⅱ)交叉耦合到共振腔里的共振模中。
(b).微波源沿著共振腔的一個面板的布置間隔，使得每一個微波源均處在一個主共振的波腹上，而且，被支撐在共振腔的兩平行端板之間，該端板與所說的面板互相垂直。
共振腔材料最好對被利用的微波輻射的波長具有較高的反射性能，而且，應(yīng)無磁性。
概括地說，本發(fā)明提供一個微波共振腔，它具有至少一個微波能量源，將波長為W的微波能射入所說的共振腔中，還至少有兩個平行而且相對的內(nèi)表面，該兩內(nèi)表面被與波長W成正比的一個距離隔開，這樣，在運行中，微波能量的交叉耦合使得兩內(nèi)表面之間的共振模數(shù)量基本上達到最大限度，而共振模能量和反射到微波源上的能量基本上減至最小。
本發(fā)明的實施例將參照附圖進行詳細描述。
圖1是本發(fā)明的第一個實施例的共振腔的剖視圖。
圖2是圖1所示的干燥共振腔的平面圖，干燥腔的尺寸依據(jù)于所用微波能的波長。
圖3是本發(fā)明的第二個實施例的共振腔的剖視圖。
圖4是圖3所示的干燥共振腔的平面圖，干燥腔的尺寸依據(jù)于所用微波能的波長。
圖1是本發(fā)明的第一個實施例的剖視圖。圖中，標(biāo)號為1的共振腔具有十個內(nèi)表面，上表面2和下表面3是一種相互平行并相對的關(guān)系，側(cè)面4和5也是如此。多個微波源6沿著共振腔的長度方向間隔布置(如圖2所示)。每一個微波源6均安裝在上傾斜面板7上，這樣，微波能量即經(jīng)過波導(dǎo)管(未示出)而射入共振腔1中，共振腔1的每一個內(nèi)表面的形狀和布置以及每一個微波源6的布置，其效果在于無論從同一個或其他微波源來的波，都不可能直接反射進入任一個微波源。
在每一個平行內(nèi)表面2和3，4和5以及端板11和12之間的交匯處，是處理區(qū)域8，用來放置被干燥/加熱物品。物品可以放置在處理區(qū)域8中，或者借助于一個輸送系統(tǒng)(未示出)而移動通過。共振腔1的頂部設(shè)置了管道裝置9，以便通過一個穿孔區(qū)從共振腔1中抽出潮濕的空氣。
圖2中，每一個微波源6沿著共振腔1的長度方向交錯設(shè)置在共振腔的每一面上。一個輸送系統(tǒng)(未示出)進入端面11，穿過共振腔1的中心從端面12穿出;合適的閘門(微波衰減器)被用在輸送系統(tǒng)的進口和出口處。輸送系統(tǒng)最好包括一個多孔的輸送帶，以適應(yīng)顆粒狀產(chǎn)品，這樣，空氣可直接穿過產(chǎn)品。輸送帶最好是從共振腔的一端向另一端傾斜，或者以一角度斜穿過共振腔1的中心，以此進一步增強放在輸送帶上的物品受微波輻射的均勻性。
使用中，微波能量束從每一個微波源6射入共振腔1中。微波能量經(jīng)過在共振腔1的內(nèi)表面上的多次反射后，大部分能量同共振腔1中各組平行面4和5，2和3之間的許多共振模中的一種交叉耦合。每一個面板和端板之間的交匯處構(gòu)成了處理區(qū)域8。因為每一組平行面板之間的距離大于處理區(qū)域8的相應(yīng)尺寸，所以，同與處理區(qū)域8大小相同的長方體共振腔相比，能容納更多的共振模。在處理區(qū)域8中共振模的增多，使得干燥加熱更加均勻。共振腔1的每一個內(nèi)表面的布置要精心選擇，使共振模的數(shù)量在上述處理區(qū)域最大，而在微波源6的設(shè)置處又最小。
圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的第2個實施例的微波共振腔的剖視圖。共振腔1具有三組平行平面2和3，4和5以及端板11和12。本實施例示出了一個小體積的共振腔，在這個共振腔里，微波源6的布置以及內(nèi)表面的間隔變得更精確，以便獲得一個能量密度更高的處理區(qū)域8。
圖4是圖3所示的實施例的平面圖，在這里，共振腔上設(shè)置了八個微波源6，它們沿著共振腔的長度方向交錯安放在共振腔的相對面上，有四個備用安裝座被用作觀察孔，這些觀察孔是用穿孔板材蓋著的。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的共振腔可以有許多變種和改型，例如在大小、形狀或者微波源的布置上的變化，但是，都不脫離在這里所描述的本發(fā)明的總構(gòu)思和范圍。
權(quán)利要求
1.一種微波共振腔，具有至少一個微波源，該微波源發(fā)射波長為W的微波能進入共振腔中，還有至少兩個平行和相對的內(nèi)表面，該內(nèi)表面被一個與波長成正比的距離所分開，這樣，在運行中，微波能量交叉耦合時，在所說的內(nèi)表面之間的共振模數(shù)量基本上達最大值，而在所說的微波源處的共振模能量和反射能量基本上達最小值。
2.如權(quán)利要求
1所述的微波共振腔，其特征是，兩個微波能量源向共振腔中發(fā)射波長為W的微波能。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的微波共振腔，其特征是，微波能量源是連續(xù)的。
4.如權(quán)利要求
1-3中任何一項所述的微波共振腔，其特征是，內(nèi)表面的尺寸與波長W成正比，以使共振模的數(shù)量達到最大值。
5.如權(quán)利要求
4所述的微波共振腔，其特征是，具有四個以上的內(nèi)表面。
6.如權(quán)利要求
5所述的微波共振腔，其特征是，具有十個內(nèi)表面，構(gòu)成一個截面為不規(guī)則八邊形的不規(guī)則十面體。
7.如權(quán)利要求
6所述的微波共振腔，其特征是，微波能量源沿著共振腔以 1/2 W的倍數(shù)距離排列。
專利摘要
一個干燥/加熱用的微波共振腔，具有至少一個將波長為W的微波能射入共振腔的微波源。通過對共振腔的體積、形狀、尺寸的設(shè)計以及微波源的布置，使得在共振腔里的處理區(qū)域的共振模數(shù)量最大，而在微波源處的共振模數(shù)量和反射能量最小。
文檔編號H01P7/06GK87104705SQ87104705
公開日1988年6月22日 申請日期1987年6月5日
發(fā)明者阿蘭·R·弗萊 申請人:新北區(qū)研究中心有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan