[实用新型]一种微波-常规耦合式加热炉

说明书

本实用新型涉及一种微波‑常规耦合式加热炉，属于微波加热技术领域。该微波‑常规耦合式加热炉包括炉体、置物容器、微波加热系统、电阻加热系统、温度监测系统和加热控制系统，置物容器设置在炉体的置物台上，微波加热系统设置在炉体的上部和/或下部，电阻加热系统设置在炉体的侧壁，温度监测系统设置在炉体的顶部且温度监测系统的传感探头设置在置物容器内，微波加热系统、电阻加热系统和温度监测系统均与加热控制系统连接。该耦合式加热炉可根据物料加热时的介电特性，对物料进行微波加热或常规加热，以实现加热效率最大化，并降低加热能耗。

技术领域

本实用新型涉及一种微波-常规耦合式加热炉，属于微波加热技术领域。

背景技术

微波是一种频率在300MHz到300GHz，波长在0.001～1m之间的电磁波。由于微波是利用其在物料内部的介电损耗直接将反应所需能量选择性地传递给反应的分子或原子，这种能量传递方式使得微波加热具有反应时间短、加热效率高、加热速度快、可控程度高，加热均匀等优点，微波已经成为最具潜力的加热技术之一。微波加热的优点固然不可超越，但也具有一定的应用局限性，当利用微波加热一些不吸波的材料如玻璃、陶瓷、云母、聚四氟乙烯、聚丙烯等微波透明体或者如铜、银、铝等微波反射体时，微波直接在腔体内会来回反射直至自损结束，而这两类材料则完全不被加热，造成能源的极大浪费。

研究发现，物料的介电损耗因子(电能转变成热能损耗的能力)在加热过程中会发生很大的变化。可能由微波吸收体转变为微波透明体甚至微波反射体，使得微波加热处理方式不再合适。而从微波透明体或微波反射体到微波吸收体的转变则鼓励应用微波加热。如草酸钴、四氧化三钴和含铀矿物在微波辐射初期吸波性能较差，随着温度的升高，吸波性能越来越好。氧化锌的介电常数在室温至900℃之间从3.84转变为4.02，介电损耗因子从0.1增加到23。钛铁矿的介电常数会在270℃出现明显变化。

在工业处理中，两种加热方式需要合理配合利用，既能保证一定的加热速率，又能尽量均匀地加热，实现物料加热效率最大化，降低加热能耗，因此急需微波-常规耦合式加热炉。

实用新型内容

本实用新型针对目前常规电阻加热和微波加热孤立的问题，提出一种微波-常规耦合式加热炉，本实用新型结合微波和常规电阻式两种加热方式，能够根据物料在加热过程中的介电特性变化自动选择合适的加热方式，每升高50℃进行短时间微波加热以确定其介电损耗特性，通过两种加热方式的相互辅助，能达到加热效率最大化，降低相应能耗。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种微波-常规耦合式加热炉，包括炉体、置物容器、微波加热系统、电阻加热系统和温度监测系统，置物容器设置在炉体的置物台上，微波加热系统设置在炉体的上部和/或下部，电阻加热系统设置在炉体的侧壁，温度监测系统设置在炉体的顶部且温度监测系统的传感探头设置在置物容器内；

所述微波-常规耦合式加热炉还包括加热控制系统，微波加热系统、电阻加热系统和温度监测系统均与加热控制系统连接；

所述微波加热系统可控制微波加热功率、加热速率限值和微波的开启/关闭状态；电阻加热系统可控制电阻加热的开启/关闭、加热速率和加热升温阈值，电阻加热系统为常规加热系统；温度监测系统可监测物料的升温速率和加热温度；加热控制系统可根据温度监测系统的反馈的微波加热速率或电阻加热升温速率，调用微波加热系统或电阻加热系统；

所述炉体内壁设置有保温层；

进一步的，所述保温层为多晶莫来石层或硅酸铝层；

所述微波加热系统包括微波微处理器和磁控管，微波微处理器和磁控管电连接；

所述微波加热系统的磁控管为1～4个，微波加热系统的额定功率为1.5～6kW，加热功率为1～5kW，微波加热速率不低于5℃/min；