The invention adopts one or two radiation arrays to excite TEn0 mode (n is an integer, greater than or equal to 2) as much as possible behind or above the heating chamber of the transverse electric field microwave heating furnace, thereby forming standing waves in the heating chamber. The present invention includes a heating chamber and at least one radiation array. The at least one radiation array includes at least two rows of radiation 1 along the Z axis. The radiation array radiates microwave energy to the heating chamber through the floor, and the microwave radiated by the radiator arranged along the X axis on the same radiation array belongs to the same row is located in the Z axis direction of the electric field on the central line along the Z axis side of each radiator. The component is zero. Compared with the conventional microwave oven in which the microwave source excites multiple resonant modes whose energy is difficult to control simultaneously in the heating cavity through waveguide and coupling hole, the field distribution of the working mode of the present invention is determined and can be controlled. To further improve the uniformity of heating, we use rotating discs that can move horizontally or move around the vertical axis of the heating chamber. The invention improves the heating uniformity of the transverse electric field microwave heating furnace in three-dimensional space by controlling the microwave mode in the cavity of the transverse electric field microwave heating furnace. The invention can be used to heat various materials or to speed up chemical reaction.
【技术实现步骤摘要】
横向电场微波加热炉
本专利技术涉及微波炉。具体地,涉及一种利用高次模高效率均匀加热材料的微波炉。
技术介绍
微波能可以用于代替各种传统加热方式。微波炉利用微波能加热各种食物和材料,在微波化学领域,微波能量被用于加快各种化学反应。微波能还被用于纳米材料、人造金刚石等各种材料的生产。在传统加热过程中,热量通过被加热物外部向其内部传导,属于表面加热,导致被加热物内外温度不均匀。微波能加热中,微波通过电场作用被加热材料,导致其中极性分子的阻尼振动产生热量,属于体加热。因此在被加热物内外同时加热。但是,传统微波炉存在加热的整体均匀性问题。在加热腔之类的任何有限空间内,电磁波将因为共振现象以该空腔的各种固有谐振模式的形式存在。在其中任意一个谐振模式中,电磁波都以驻波形式存在,导致空间某些固定位置处的电场的幅值为最大,另外某些固定位置处的幅值为零。在2450MHz的典型微波能应用频率,这些电场集中处之间的距离为所用工作微波的波长的一半或稍大,大致在61~100毫米之间,导致被加热材料在对应尺度上的不均匀。普通的家用微波炉的尺寸比上述尺度大5~10倍。在这些空腔中的工作频率附近可以激励起来的谐振模式数为几个到几十个。人们普遍相信,采用高度过模的加热腔有利于微波加热的均匀性。但是,为数众多的谐振模式的任意叠加可能在加热腔的某些位置产生远大于其它位置的电场集中,导致微波加热的极度不均匀。为了解决微波能加热的均匀性问题,国际国内的技术人员进行了不懈的努力。人们试图通过增加工作微波的馈口数目,改变馈口形状,改变工作微波的馈口在加热腔外表面的位置,或者改变工作微波的馈口的极化方向, ...
【技术保护点】
1.一种横向电场微波加热炉,其特征在于,包括加热腔(3), 至少一个辐射阵列;所述至少一个辐射阵列包括沿Z轴的至少两行辐射器(1);所述辐射阵列通过地板(2)向所述加热腔(3)辐射微波能量;位于同一辐射阵列上沿X轴排列属于同一行的辐射器(1)辐射的微波在各辐射器(1)的沿Z轴一边的中心线上的电场在Z轴方向上的分量为零;X轴、Y轴和Z轴构成直角坐标系。
【技术特征摘要】
1.一种横向电场微波加热炉,其特征在于,包括加热腔(3),至少一个辐射阵列;所述至少一个辐射阵列包括沿Z轴的至少两行辐射器(1);所述辐射阵列通过地板(2)向所述加热腔(3)辐射微波能量;位于同一辐射阵列上沿X轴排列属于同一行的辐射器(1)辐射的微波在各辐射器(1)的沿Z轴一边的中心线上的电场在Z轴方向上的分量为零;X轴、Y轴和Z轴构成直角坐标系。2.根据权利要求1所述的横向电场微波加热炉,其特征在于,所述至少一个辐射阵列还包括沿X轴的至少两列辐射器(1);位于同一辐射阵列上沿Z轴排列的属于同一列的任意相邻的两个辐射器(1)辐射的微波的幅度相同而且相位相反。3.根据权利要求1所述的横向电场微波加热炉,其特征在于,所述任意辐射器(1)为矩形波导或矩形波导喇叭;所述矩形波导或矩形波导喇叭中微波的模式为基模TE10模式;所述矩形波导或矩形波导喇叭辐射口沿Z轴的长度Lz为工作微波自由空间的波长的3/5~9/10倍;所述矩形波导或矩形波导喇叭辐射口沿X轴的长度Lx小于工作微波自由空间的波长的一半。4.根据权利要求1所述的横向电场微波加热炉,其特征在于,所述任意辐射器(1)为贴片天线;所述沿Z轴相邻的贴片天线中心之间的间距为工作微波自由空间的波长的3/5~9/10倍;所述沿X轴相邻的贴片天线中心之间的间距小于工作微波自由空间的波长的一半。5.根据权利要求1所述的横向电场微波加热炉,其特征在于,所述任意辐射器(1)为同轴天线;所述沿X轴相邻和沿Z轴相邻的同轴天线中心之间的间距为工作微波自由空间的波长的3/5~9/10;位于同一辐射阵列上沿Z轴排列属于同一列的辐射器(1...
【专利技术属性】
技术研发人员:王清源,徐立,
申请(专利权)人:成都赛纳为特科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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