用于产生电磁波同心辐射的管状集中器制造技术

本发明专利技术涉及适用于对具有吸收电磁辐射的能力的物质进行物理，动态，连续调节的电机(固定的，移动的或便携的)，该电机需要通过UV或IR的照射进行处理，即使没有与机器接触并且这也通过真空。本发明专利技术主要使用朗伯和斯蒂芬‑玻尔兹曼假设，或者更确切地说是通过辐射传输能量的物理假设，特别是发射器和接收器之间能量的集中和发射接近度(其随距离的平方而变化)和发射强度(其随温度的四次方变化)。电磁能量发射器和接收器之间的极小距离以及圆柱形和同心电磁发射源(从外部向中心反射)是本发明专利技术的主要精髓和新颖性。在说明书中提供的字母作为参考的电机的部分在附图中被表示为由合适的电流发生器组成，所述电流发生器向由线圈加热表示的电磁波(EMW)的发射器供电(或加热功能)或由一条LED(杀菌功能)(E)组成，它包裹合适厚度(D)的熔融石英管(或替代材料)，其又可包含内部(或更多)(C)与第一种相同或相似的透明材料适合于待处理材料(A)的通道的管(C)；用螺旋发射器(E)包裹的管(D)依次用合适材料的管(F)包裹，以将电磁辐射屏蔽到外部。这种筛管将(最终)依次插入相对较厚的绝缘杯(G)中，依次用反射材料(H)涂覆，以进一步将系统与外部环境隔离并绝缘。

A tubular concentrator for generating concentric radiation of electromagnetic waves

The present invention relates to a motor (fixed, mobile or portable) that is suitable for physical, dynamic and continuous adjustment of substances capable of absorbing electromagnetic radiation. The motor needs to be treated by UV or IR irradiation, even if it is not in contact with the machine and also through vacuum. The present invention mainly uses Lambert and Stephen Boltzmann hypothesis or, more precisely, physical hypothesis of energy transmission through radiation, especially energy concentration and emission proximity between transmitter and receiver (which varies with the square of distance) and emission intensity (which varies with the quadratic of temperature). The minimal distance between the electromagnetic energy transmitter and the receiver and the cylindrical and concentric electromagnetic emitter (reflecting from the outside to the center) are the main essence and novelty of the invention. The part of the motor referred to in the instructions is represented in the drawings as consisting of an appropriate current generator that supplies power (or heating) to the electromagnetic wave (EMW) transmitter represented by coil heating or consists of an LED (sterilizing function) (E) encapsulating fused quartz of suitable thickness (D). Tubes (or alternative materials) may also contain internal (or more) (C) tubes with the same or similar transparent material as the first one suitable for the passage of the material to be treated (A); tubes (D) wrapped in helical launcher (E) are wrapped in turn with suitable material tubes (F) to shield electromagnetic radiation from the outside. The sieve tube is inserted (eventually) into a relatively thick insulating cup (G) in turn and coated with reflective material (H) in order to further isolate and insulate the system from the external environment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生电磁波同心辐射的管状集中器前言：本专利技术所属
电磁波(EMW)辐射系统以一些板片为基础，这些板片可能会使用或不使用具有内阻(红外)或汞紫外线发射器，以及具有铠装电阻或石英灯的石英管。在工业和所谓“家用电器”业(电热板、炉灶、加热器与壁挂加热器、天花板加热器和用于环境、工具、水、水族馆的UV-C消毒器等)，这些系统的使用，已为人们所熟知。附图说明附图中字母所表示内容的说明：A.待处理材料B.真空/空C.2-石英玻璃管D.1-石英玻璃管E.红外或紫外发射装置F.反射性陶瓷外壳G.绝缘外壳H.金属片现有技术及其多样性总体上说，今天的专利技术是以耳熟能详的课题为基础的，其中一些专利甚至在十九世纪就就已发布(例如27.01.1898-US631360A)。值得注意的是，虽然辐射原理和制造技术相同，但在本文所述仪器主要采用的两个电磁波频率组中，即加热用的红外系统和短波长紫外光(UV-C)杀菌处理系统，可更好地描述当前技术的状态。这两组频率位于电磁波波长频带的两端，这是波长介于100纳米(UV-C)和毫米(IR-C)之间的电磁场，是本专利技术所利用的波长范围。红外在当前的科学和工业生产中，已在许多工业环境中使用管状或微管加热器，例如用于塑料注塑成型、硫化压力机、焊接机、热烙印和加热真空炉的热流道(所谓的“热流道”)、灭菌系统和许多需要小加热管的其他系统。概念上部分类似的有专利号为EP0287772Al(家用电器加热元件)的加热器，因为要加热的水应该在电阻内流动，而不是在外部流动。此外，专利US6674054B2(用于加热气体溶剂溶液的方法和装置)与今天的专利技术很相似，但我们将在下文中突出强调差异。上述加热器都是将热能施加到装置内部而不是外部，这些可能是与本专利技术的红外构造部分最接近的应用。但是，本专利技术同时还具有以下特点：i.电磁辐射；ii.介于红外与紫外之间的频谱；iii.发射器和接收器之间没有任何类型的过滤器；iv.发射器和接收器之间的距离很近；v.辐射向装置内部反射；vi.限制向外热传导的热绝缘；下文详细介绍和强调以下构造细节和基本概念的差异。通过比较，表明已知的加热器：i.这些加热器采用所谓的“铠装电阻器”而不是所示的电阻丝制造；事实上，在所引用的铠装电阻器(即EP0287772Al)中，电阻丝被埋入镁(MgO)砂中。镁砂具有电绝缘功能和导热功能；ii.电磁波发射源与待加热材料并不如此“接近”；iii.没有配备一个屏蔽装置来向管内部反射红外光谱电磁波。如果不利用金属带反射电磁波，而是让辐射散射到热传导部件，然后让其通过辐射性的表面，则大量的热量将流向外部，降低能源效率。iv.构想和设计的结构长度较小，无法满足某些工业应用对与1米以上的长度需求。v.在下述情况下，上述US6674054专利不使用辐射：如果不在一个实施例中，将加热管与被加热的材料分开，让材料在主管道中流动，然后在一根更远的管子中汇集一切。这样与本专利技术相比，材料流动距离更大，照射率不同，效率更低，且建造价格更高；vi.同样是在上述专利中，在石英管上应用感应电阻或导体时，能量不是通过辐射而是通过传导或电磁感应传递。事实上，没有指明使用的是哪类石英管(是半透明、透明，还是不透明)；vii.与现有技术的比较，应该考虑的不是将上述机器的个别特性，作为与本专利技术进行比较的事实。在本专利技术中，在一台机器中汇聚了它们之间的一系列共存功能和协同功能。这些差异加在一起，催生了具有本专利技术创新特征的各种各样的电反应装置。事实上，本专利技术是一种辐射器，其电磁波发射器同时集中了所有以下特征：i.它附着在石英基地上，因此接近待处理材料；ii.它没有待处理材料屏蔽装置或过滤器；配备了放置在发射器周围的辐射反射屏；iv.对其进行了与外部的绝缘和屏蔽处理，以防止和/或减缓能量的传导和辐射；v.它主要是基于辐射而不是传导/对流/诱导(虽然都存在)；vi.它适用于处理固体、液体、气态和粉末状的材料；vii.它不是仅仅用于加热的目的，而是用于从紫外到红外的整个光谱；viii.由于具有奇特性，其目的在于节约能源，从而实现高能量产出。鉴于发射器的特殊性质，在工作温度(较低的热惯性)下，将有一个较高的进入速度方案：出现这种情况，正是因为没有朝向目标侧的任何类型的屏蔽装置或过滤器，也是因为电阻材料以不同方式“裸露”缠绕在石英管周围，而不是放置在其内部，或埋在钢质外壳中的氧化镁砂中。在当前技术状态下已知的管状加热器接地到铠装电阻器上，铠装电阻器在电阻丝(红外线发射源)和待加热材料之间插入两个不同的屏；这些屏由氧化镁(MgO)层构成，氧化镁层对电阻丝绕组和外部金属容器(通常由钢或其他金属制成)进行电隔离。鉴于其特性，MgO砂可对有电流通过的电阻丝和金属容器(通常是钢质)进行电绝缘，并可通过热传导，传输由功率电阻器产生的焦耳能量(应该注意的是，我们说的是热传导，不是本专利技术所利用的的热辐射)。因此很显然，这些铠装加热器的传热仅有一部分通过辐射(照射)完成，而更多地是通过传导和对流完成；然而，这种类型的加热器与本专利技术的区别在于热惯性的差异：与本专利技术相比，微管加热器本身具有更大的热惯性。相反，本专利技术不排斥任何过滤器(石英对红外线和紫外线辐射具有完美的透明性)，因此直接将其电磁能量辐射到(透明)管道中传输的材料上，并且即使在真空的情况下，也以光速传输(与太阳让全球变暖的原理相同)。事实上，本专利技术主要利用兰伯特和斯特蕃-波尔兹曼假设，在对装置施加相同电力的情况下，与当前最新技术相比，能够将更多的能量传递给待加热的材料。上述MgO和金属容器的热导率平均估计值约为50(W/(m-K))：与本专利技术相比，这是电磁波发射器和待处理材料之间多出的又一道障碍。有些产品也使用石英管，待加热的材料在石英管中滑动，但是电磁辐射的发射源虽然也相对于石英管呈环形安装，却仍旧被嵌入壳体的“绝缘”壁中，致使发射器和材料之间的距离达到几厘米，因此与当前解决方案相比，至少将装置效率降低了二次因素。有少数加热产品采用的构造技术与本专利技术类似，这些产品也存在上述问题。这些产品中的红外发射器以同心状布置在待处理材料外面，并且有的也使用半透明石英中心小管，让待加热的材料丝在其中滑动。但是这些产品与本专利技术有区别：其发射源(电阻)和待加热材料之间的距离比较较大(我们说的是至少几厘米)。在本专利技术中，电磁波发射源与待加热材料在其中滑动的管子接触，装置的效率按距离的平方增加，并不断向管道的中心反射所有未被加工材料吸收的辐射，从而产生恒定冗余效应。杀菌紫外线杀菌灯早已为人们所熟知，在许多领域得到广泛运用，包括饮用水、废水处理，手术室和其中所用工具的消毒，以及人类和动物消费的其他饮料的处理。对于实际应用，目前已知的常规技术预示可以制造出非常类似于荧光灯的灯泡，最近甚至发现可以参考发光二极管(通常称作LED)进行制造，但是尚未广泛实施。所谓的“传统”灯(中低气压)，是利用汞蒸气的离子化来构造的，但这些灯不使用对紫外波长不透明的常规硼硅酸盐玻璃，而是将利用超纯熔融石英(Si02)制成的管子作为灯本身的容器：换句话说，杀菌灯封装在纯熔融石英玻璃瓶中。将这种灯与液体结合使用，基本上有两种实现方式：i.将灯放在待消毒材料上方，或像通常那样，放在要消毒的环境中；ii.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于实现高效率电磁波同心照射的管状集中器，由至少两个同心管组成，其间插入发射器，用于处理或影响各种材料，无论它们是液态、粉末状、丝线状固态或浆液形状；附图表示这个部分：I.主要使用电磁辐射这种能量传输方式，II.主要以近距离模式辐射电磁能量，波长范围在100纳米(UV‑C)和毫米(IR‑C)之间，III.向以下述方式流入系统的材料照射：接近，同心垂直；IV.或将电磁波发射器与管子接触包覆，该管壁厚可以小于1毫米；V.也可在真空或压力下工作；VI.它可与待处理的材料没有物理接触；在固定、可移动或便携式的装置中，均可无差别地实现该机器包括：I.至少两个两端开口的同心管(D和F)，II.其中一个，内层的一个(D)，对于相关波长是透明的，由纯石英(Si02)等材料制成，使得在发射的电磁辐射能量传输到待处理材料的过程中，透过该管(D)管壁的电磁波衰减尽可能地少；III.至少一个电磁波发生器(在图示中不可见)；IV.至少一个电磁波发射器(E)，可以是电阻丝螺旋或具有期望频率的发光二极管(LED)条带，覆盖、包裹在内层同心管(D)的外部，并向同心管(D)内部发射辐射；V.两个同心管的外管(F)，将保持由容器内包含的电磁波发射器(前一点中提到)发射的特征和电磁波，以便将尽可能多的能量汇集到其中流动着待处理材料的内管内(A)；对于理想的反射函数值，这意味着一种物理反射系数，它趋向于和接近于1，与传输和吸收系数相关联，该传输系数和吸收系数趋向于接近零——考虑到相关波长；为反射电磁波而专门设计的不透明石英管适用于这种情况；V.各种材料均可以在所述石英管(D)内滑动，这些材料可以具有各种性质和特征，例如：线状固体、液体、粉末、浆料，包裹在内管(D)外表面上的发射器产生的同心电磁波束对其进行照射，其目的是将所述发射器与待处理材料之间的距离降到最小，材料在所述石英管内通过，从而确保发挥朗伯特理论和斯特蕃‑玻尔兹曼理论的最大作用；VI.关于发射器和接收器之间的短距离，用意是让最小距离为530几乎接近或50微米和30毫米，这可以随涉及的功率而适当地增加，或者如果发射功率大，距离也将更大；任何情况下，最佳距离都是“几乎接触”；VII.外管(F)主要具有主同心模式反射功能，实际上在相关频谱中具有高电磁反射指数，并且535还理想地具有高绝缘能力；高绝缘能力指的是那些材料的导热系数低，20℃时小于5W/m K，此外反射率高，接近指数‑1，并且传输和/或电磁吸收较小或几乎不存在。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.29 IT 1020150000882171.用于实现高效率电磁波同心照射的管状集中器，由至少两个同心管组成，其间插入发射器，用于处理或影响各种材料，无论它们是液态、粉末状、丝线状固态或浆液形状；附图表示这个部分：I.主要使用电磁辐射这种能量传输方式，II.主要以近距离模式辐射电磁能量，波长范围在100纳米(UV-C)和毫米(IR-C)之间，III.向以下述方式流入系统的材料照射：接近，同心垂直；IV.或将电磁波发射器与管子接触包覆，该管壁厚可以小于1毫米；V.也可在真空或压力下工作；VI.它可与待处理的材料没有物理接触；在固定、可移动或便携式的装置中，均可无差别地实现该机器包括：I.至少两个两端开口的同心管(D和F)，II.其中一个，内层的一个(D)，对于相关波长是透明的，由纯石英(Si02)等材料制成，使得在发射的电磁辐射能量传输到待处理材料的过程中，透过该管(D)管壁的电磁波衰减尽可能地少；III.至少一个电磁波发生器(在图示中不可见)；IV.至少一个电磁波发射器(E)，可以是电阻丝螺旋或具有期望频率的发光二极管(LED)条带，覆盖、包裹在内层同心管(D)的外部，并向同心管(D)内部发射辐射；V.两个同心管的外管(F)，将保持由容器内包含的电磁波发射器(前一点中提到)发射的特征和电磁波，以便将尽可能多的能量汇集到其中流动着待处理材料的内管内(A)；对于理想的反射函数值，这意味着一种物理反射系数，它趋向于和接近于1，与传输和吸收系数相关联，该传输系数和吸收系数趋向于接近零——考虑到相关波长；为反射电磁波而专门设计的不透明石英管适用于这种情况；V.各种材料均可以在所述石英管(D)内滑动，这些材料可以具有各种性质和特征，例如：线状固体、液体、粉末、浆料，包裹在内管(D)外表面上的发射器产生的同心电磁波束对其进行照射，其目的是将所述发射器与待处理材料之间的距离降到最小，材料在所述石英管内通过，从而确保发挥朗伯特理论和斯特蕃-玻尔兹曼理论的最大作用；VI.关于发射器和接收器...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛·鲁普尼克，
申请(专利权)人：卡洛·鲁普尼克，
类型：发明
国别省市：黑山共和国,ME