微波复合加热炉制造技术

本发明专利技术提供了一种微波复合加热炉，该微波复合加热炉充分体现了通过微波加热而产生的微波效应，并能够利用各加热方法的特征而经济地加热。所提供的微波复合加热炉(1)包括：壳体(10)；加热容器(11)，用于容纳和加热要被加热的物体；加热装置(12)，用于从外部加热该加热容器(11)；微波照射装置(13)；要被加热物体供给装置(14)，该要被加热物体供给装置(14)将该要被加热物体供给加热容器(11)的内部；气体引入装置(15)，用于将气体引入加热容器(11)内；以及气体回收装置(16)，用于回收在加热该要被加热物体时产生的气体。加热容器(11)包括具有高电导率的材料，以便反射微波和将微波限制在内部，且该材料有较高耐热性，以便不会与被加热物体反应，从而将照射至加热容器(11)内的微波限制为并不穿过加热容器的外壁，并能够提高电磁场密度。

Microwave compound heating furnace

The invention provides a microwave composite heating furnace, which fully reflects the microwave effect generated by microwave heating, and can be heated economically by using the characteristics of each heating method. Composite microwave heating furnace provided (1) includes a housing (10); the heating container (11), for receiving and heating to a heated object; the heating device (12), for from the external heating the heating container (11); microwave irradiation device (13); to the heated object feeding device (14), to the heated object supply device (14) to the heated object supply heating container (11) of the internal; gas introducing device (15), for introducing air into the heating container (11); and the gas recovery device (16), for the recovery of gas heating to be generated in the heating the object. The heating container (11) having high conductivity materials, so as to reflect the microwave and microwave limits inside, and the material has high heat resistance, so as not to be heated object reaction, which will be irradiated to the heating container (11) within the limits of the outer wall of the microwave does not pass through the heating container, and can improve the density of electromagnetic field.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波复合加热炉
本专利技术涉及一种微波复合加热炉，通过使用微波和外部加热(例如燃烧器)的组合来对加热物体进行加热。
技术介绍
众所周知，自从1980年以来，高功率的微波发射到加热物体进行加热，以便提供例如：(1)更低反应温度；(2)更短反应时间；(3)产生高纯度的材料(反应选择性)。这些性能不同于通过火焰或高温气体进行常规加热而获得的那些化学和物理性能。这些性能被称为“微波效应”，该“微波效应”是由于在电磁能释放成热量之前微波电磁能直接作用在物质的分子结构上而引起的。很多领域已经进行了很多尝试来应用这种效果。如图4(A)所示，在加热炉只通过微波来提供加热操作的情况下，为了提供相同量的热能，用于供给微波能的设备(微波源)所需的成本比外部加热类型的设备(例如气体燃烧器)要高1digit，因此需要高得多的成本。例如，在专利文献1所述的技术中，使用这样的结构，它使得微波能够穿过绝热材料和耐热材料，从而进入炉体的内部。因此，如图4(B)所示的方法提出使用微波和常规外部加热的组合，该常规外部加热使用诸如燃烧器的热源，因此该方法有较低的装置和运行成本(例如，专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本未审查专利申请文献公开号2002-130960专利文献2：日本未审查专利申请文献公开号2013-216943非专利文献非专利文献1：Roy,R.,Peelamedu,P.D.,Hurtt,L.,Cheng,J.P.和Agrawal,D.的“DefinitiveexperimentalevidenceforMicrowaveEffects:RadicallyneweffectsofseparatedEandHfield,suchasdecrystallizationofoxidesinseconds”,Mat.Res.Innovat.,Innoval,6,(2002)第128-140页非专利文献2：B.C.Towe的“InducedUltra-HighFrequencyUltrasonicVibrationastheDrivingForceforReportedSub-ThermalMicrowaveEffectsonMaterials”，MaterailsScienceandTechnology(MS&T)，2009年10月25-29，Pittsburgh,PA.CopyRightMS&T09NewRolesforElectricandMagneticFields非专利文献3：M.C.Seele和B.Vural的“WaveInteractionsinSolidStatePlasmas”，McGrowHill(1968)，第8-9章非专利文献4：LandauLifshitz(SatouTsunezo翻译)的“DanseiRiron”，TokyoTosho，第192-193页。本专利技术要解决的技术问题本专利技术人对于微波效应进行了以下研究。研究反应速度的过渡状态理论的应用已经扩展至固相、液相和表面以及光化学、催化剂和同位素。自1980以来，在使用微波或各种化学反应的烧结中，已经发现了称为微波效应或者非热效应(例如减小活化能)或者快速和选择性化学反应(该化学反应不能在一般加热操作中产生)的现象。在2002年，R.Roy等人显示了一项试验结果，微波效应的奥秘存在于弛豫过程中，实质上是电磁波能量释放成热量，该热量是具有高度无序性的动能(非专利文献1)。在2009年，B.C.Towe指出了“在高温范围中的微波和超声波产品之间的相似性”(非专利文献2)。这种研究的目的是通过将过渡状态理论应用于称为微波干扰的非平衡系统而解释试验结果。由于多晶性、粉末或团，物质在空间上基本不均匀，例如晶粒边界。微波具有电磁场，该电磁场作用在这种表面的电荷上。当该作用与干扰的机械性能和由物质拥有的电气性能(例如压电性或分子磁性)相组合时，然后称为电动态波(EKW)的波被驱动(非专利文献3)。理论上已经证明了这种弹性波具有衰减率，当物质具有由颗粒直径a确定的多晶结构、粉末等，且满足条件“频率ω>>温度电导率χ/a2”时，该衰减率与频率数的平方根成正比(非专利文献4)。例如，当应用具有几微米颗粒直径的恒定氧化铝材料时，然后微波波段的超声波被驱动，并能够由固态等离子体中的分散公式来表达。缺点是微波具有大约10-5eV的光子能量，这与化学键的1eV能量相比过低。因此，可能有这样的情况，即使当分子中的电子在微波电磁场中振荡时，也不会驱动化学反应。由于EKW具有大约声波的相位速度，因此，本专利技术人得到了一个工作假设，根据该工作假设，离子在晶格中的热振动引起Landau阻尼，该Landau阻尼引起在速度空间中的无碰撞阻尼，这因此使得波能量在无碰撞过程中积累在晶格振动中。然后，本专利技术人将第一阶波动“f0(v)·(v-vph)·g(v-vph)”增加至热平衡系统的速度分布函数“f0(v)”，以便根据Eyring的绝对反应速度理论来得出微波不平衡系统的反应速度常数K*。假设对于声波幅值“ξ”建立“ξ2<<RT/m*”等式1其中，“Qa”和“Qb”表示反应剂A和B的分配函数；“Q+”表示一维转变分配函数；“T”表示热力学温度；“h”表示Planck常量；而“E*”表示活化能。在上述等式右侧的[]中的第一项表示化学反应速度(由于根据公知的过渡状态理论产生的热量)。第二项表示由于微波的扰动而促进化学反应的效果。这表示随着由于微波的波动增加(即幅值“ξ”的超声波的能量“ξ2”)，微波效应更明显。得出的反应常数表示微波能引起物质中的带电粒子波动，以便驱动小声波振动，且波动进行加速，从而导致产生具有对齐相位的声波振动，因此获得与热振动等效的能量。为了实现该理论的工业应用，需要导出该产生的声波的幅值的特定数值和微波功率之间的关系。声波幅值的计算生长时间不能比声波能量释放成热能所需的时间更长。因此，声波幅值的计算生长时间等于声波能量释放成热量所需的时间。根据非专利文献4的说明书，计算声波的衰减距离和时间。结果显示，声波能量释放成热量所需的时间随着微波熵的减少而增加，即频率偏离的减小。具体地说，如下面的公式所示，反应常数“k*”能够由参数来表示，这些参数能够测量，例如温度“T”、微波功率“Pμ”、频率“ω”和微波“Q”值(“Q＝ω/Δω”，其中，“Δω”表示频率偏离宽度)。参数“vph”表示声音速度，参考标号“vth”表示热速度，它们之间的比率为大约1。等式2得到具有更低频率偏离的微波，该微波用于如图5所示的简单的谐振运动能量(5)的供给时间比用于微波释放成热量所需的超声波振动时间更短。如上所述，通过Keen的研究，本专利技术人发现，微波效应明显与微波能量(电磁场密度的平方)成正比。在上述常规技术的情况下，由于加热空间中的微波耗散、在微波辐射过程中炉壁的损失等，防止了微波具有更高的电磁场密度，因此不能提供充分的微波效应。在普通微波加热的情况下，并没有注意表示微波质量的Q。因此，释放成热量所需的时间经常很短，因此需要更大的微波源。因此，为了提供充分的微波效应，必须解决这样的缺点，也就是使用只增加输出的装置，从而增加装置成本和操作成本。考虑到上面所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波复合加热炉，所述微波复合加热炉包括：壳体，所述壳体由绝热材料制成；加热容器，所述加热容器布置在壳体内部，所述加热容器设置成容纳被加热物体，以便加热所述被加热物体；微波照射装置，所述微波照射装置设置成使得微波产生装置产生微波，并使得微波发射装置发射所述微波，以使得储存在加热容器中的被加热物体由微波照射，而并不旁通加热容器的外壁；以及加热单元，所述加热单元设置成从加热容器的外部加热所述加热容器，其中，加热容器主要由导电碳材料来制成，并形成为使得微波能够在加热容器内部反射，这样，被加热物体能够通过微波和加热单元来加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.03 JP 2014-1582781.一种微波复合加热炉，所述微波复合加热炉包括：壳体，所述壳体由绝热材料制成；加热容器，所述加热容器布置在壳体内部，所述加热容器设置成容纳被加热物体，以便加热所述被加热物体；微波照射装置，所述微波照射装置设置成使得微波产生装置产生微波，并使得微波发射装置发射所述微波，以使得储存在加热容器中的被加热物体由微波照射，而并不旁通加热容器的外壁；以及加热单元，所述加热单元设置成从加热容器的外部加热所述加热容器，其中，加热容器主要由导电碳材料来制成，并形成为使得微波能够在加热容器内部反射，这样，被加热物体能够通过微波和加热单元来加热。2.根据权利要求1所述的微波复合加热炉，其中，所述加热容器由复合材料来制成，所述复合材料通过将碳化硅颗粒与碳粘合而形成。3.根据权利要求1或2所述的微波复合加热炉，还包括：气体引入单元，所述气体引入单元设置成引入气体以调节加热容器内部的气体；以及气体收集单元，所述气体收集单元设置成收集在被加热物体的热处理时产生的气体。4.根据权利要求3所述的微波复合加热炉，其中，微波发射单元包括波导管，所述波导管与气体引入...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤元泰，普拉迪普·戈亚尔，伊藤響，樫村京一郎，永田和宏，施瓦南德·博卡，
申请(专利权)人：普拉迪普金属有限公司，学校法人中部大学，
类型：发明
国别省市：印度,IN