[实用新型]微波开放腔式加热器

说明书

本实用新型，是运用缓变截面波导理论，设计的微波开放腔式加热器，用来加工粉末状、颗粒状、块状、片状介质物料，用于对药品、食品、化工、水产品、纺织品、饲料、纸张类以及橡胶再生连续加热、干燥或消毒、灭菌之用。

由于介质在微波场中能够瞬时升温，加热、干燥的场合易于实现连续化、自动化生产，在国民经济中获得广泛应用；运用微波的热效应、场致效应能够在低温条件下将病毒、病菌杀死，又不破坏物质结构和性能，为消毒、灭菌提供了新手段。为此设计了各种加热装置，目前用的最普遍的，是“The        Jouruol        of        Microwdve        Power，Vol.lo，No        4        1975，P451”提供的平板型加热器如图（1）示。但这一设备存在着结构复杂，端口能量泄漏抑制困难，不能适应多种物料的加工，通风以及使用上的一些问题。

这种装置，是将标准波导窄边b展宽4λ，能量由波导一端馈入，另一端则作为物料出口端口，属于波导型行波加热装置。出口端口，实际上是初级天线辐射器，在不加物料时会将全部能量辐射出去，在加进物料时也将剩余能量全部辐射出去。微波能量辐射在周围空间不仅仅是能量上的浪费，强的能量对人体是有害的，所以漏能是微波应用设备主要指标之一。因此各国制定了能量泄漏标准，我国规定，在距操作位置3米处不能超过50μW／cm²。为保证这个指标必须采取复杂的抑制措施，常常联合运用几种抑制部件，层层设防，但由于端口能量很强，仍出现打火现象，生产厂家往往在端口壁面加石墨、水泥之类吸收材料和布设水管。尤其是布设水管，还必须加一系列辅助设备，而这些都加价到用户身上，在推广应用上遇到问题。

由于将波导窄边b展宽，内部电场强度大大降低，从而使微波能转化的热效率非常低，为解决这个问题，内部加许多电抗元件，这样作又带来新问题：电抗元件往往将局部能量集中引起局部物料过热，增加着火的因素破坏加工的均匀性，特别是加工宽的物料时，实际上在同一截面出现明显的温差梯度。由于电抗元件加入生产厂家整机调试非常困难，拉长生产周期，亦给用户增加维护、使用困难。

这种装置，物料由标准波导宽边中心进入，而中心开口在应用频率确定后，一般只能开 1/10 λ，超过这个限度，能量就被辐射出来。由于开口几何几寸的限制决定了这种装置只能用在有限的场合，如，编织物、纸类、片状物料加工，不能发挥设备的能力。

为能空载开车以及工作过程中吸收剩余能量，这种装置都有水负载，水始终开着白白流失，在当前保护水资源情况下是不允许的，在不具条件的地方无法应用。

这种装置在使用上存在着无法解决的问题。由于结构上是封闭的，一体的，内部不能清理，在加工不同物料时矛盾更突出，不同种物料混杂引起质量问题；再者尤其是加热装置本身打火或其他因素引起物料燃烧，束手无措，这时消灭明火往往提高车速将物料传输外面，但车速提高又助长火势，只能等待物料烧尽，传送带烧坏，所以传送带经常更换，用户反映强烈。

面临上述问题，本实用新型提供一种微波开放腔式加热器，它能有效地解决端口漏能；不加电抗元件提高加热效率；解决使用上的问题；改变馈能方式和通风结构。适应多种物料加工充分发挥设备能力。

本实用新型的目的是这样实现的：将行波型加热装置改为谐振腔型——开放腔式加热器。

开放腔式加热器，由窄边b展宽的直波导，两边加窄边b展宽的阶梯缓变截面波导构成开放腔，成为开放腔式加热器。它的特征是：两端角锥收口而不闭，敞开的。直波导可根据使用功率、产量大小决定其长度分节联接。

窄边b展宽的阶梯缓变截面波导，是开放腔式加热器主要部件如图（2）示。正是由于运用这个部件，使本实用新型成为一种新型加热器，理论上，结构上都不同于前者。