隅角立方体辐射控制制造技术

本发明专利技术描述一种用于在直接辐射加热系统中利用隅角立方体反射器技术进行辐射控制的系统和方法。所述系统和方法在多种类型的直接辐射加热系统中具有应用且可适用于窄频带或宽频带受引导辐射加热系统两者。实施方案的目的和结果是通过使光子改向返回到正用辐射能量加热或处理的目标物品而改进总系统效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隅角立方体辐射控制本申请案主张2010年5月7日申请的第61/332,512号美国临时专利申请案的优先权和权益，其揭示内容以引用的方式并入本文中。

技术介绍
本示范性实施例涉及用于辐射目标物品的系统和方法。其发现与提高其中目标物品正被有效辐射的系统和方法中的辐射效率相结合的特定应用，且将根据特定参考对其进行描述。然而，应了解，本示范性实施例也可用于其它同类应用。产品的加热或辐射总有与其相关联的挑战，由此照到正被辐射的目标物品的辐射过程的许多有效能量丢失。举例来说，照到目标物品的许多辐射的光子被目标物品反射、透射穿过目标物品，或者被目标物品反向散射且不被目标物品吸收。如果有效辐射过程的目的是加热或处理目标，那么所述过程的效率依据没被目标吸收的光子的百分比而下降。举例来说，当食物被辐射时，通常30％到60％的光子以随机角度反向散射离开食物目标。反向散射的精确百分比取决于辐射的确切波长和食物自身的物理性质，且将随着辐射的确切波长和食物自身的物理性质而改变。此外，一些食物和其它材料将具有透射特性以使光子将穿过目标物品并将从目标的相反侧出去。不管光子是否从目标材料反向散射、反射或在穿过目标材料之后退出，它们都是浪费的能量，除非它们可以某种方式返回到目标物品。最近数十年来，辐射能量及产生辐射能量的成本已显著增加，因此用来提高效率的任何技术都是大家迫切需要的。本示范性实施例是用来增加有效辐射系统的效率的新颖技术。如上文所描述的，浪费的光子的问题对于许多不同的有效或受引导辐射处理及有效辐射加热系统来说是常见的。通常，因为问题的困难性，很少或没有做出努力来“回收”光子并将其返回到目标物品以从原本浪费的光子中获得额外有用的吸收功能。如果做出过努力来提供一些形式的返回手段，那么其通常涉及弯曲成或形成椭圆形或抛物线形以便充当反射器的一些类型的平面反射器。从设计的立场来看，这变得极其复杂，因为此类数学形状一般与特定的焦点或焦点组相关地起作用。反射器系统的有效设计变成确定尺寸及合适的几何形状的集中练习，从而导致难以设计在大范围的大小中适用的简单或复杂的反射器的配置。因此，对系统效率和能量效率的损失来说，其变成经常被忽视的非常困难的设计挑战。在使用大的、平坦的、反射性表面的程度上，其在真正增加效率方面是如此低效以致提供它们可能都是徒劳。相互放置在合适的角度的多个大的、平坦的表面可提供一些随机效应，但其并没有普遍性帮助。即使此类反射器配置提供一些标称有效性，其也很少提供将光子返回到目标物品上的确切位置(光子在这里将是最有用的)的功能。如果要在矩形炉腔里面辐射目标物品，那么壁可由反射材料制成，或者可由反射材料覆盖。遗憾的是，即使炉的内壁相互正交，也不能达到所需的结果。通过使用台球桌的实例可容易对此进行说明。如果我们将目标球放置在桌上某处，且接着随机瞄准第二个球(表示光子的路径)，那么我们可界定数千个永远都无法撞击目标球的反弹模式。事实上，第二个球可能从一个反弹球弹回到另一反弹球再弹回到其它反弹球直到其在不撞击目标球的情况下将能量用完为止。光子通过每一次弹回或反射类似地将能量释放到壁(其能量的耗尽将取决于其正在撞击的材料的类型)且其可在其到达对准辐射的物品之前就耗尽其能量。
技术实现思路
在当前描述的实施例的一个方面中，用于辐射处理或加工目标物品的系统包括可操作以产生辐射的辐射源，所述辐射源经配置以将辐射引向目标物品，及辐射区，目标将被定位在其中以进行辐射，所述辐射区至少部分由贴近的隅角立方体反射器材料来界定，所述隅角立方体反射器材料包括隅角立方体反射器阵列且可操作以将辐射反射回目标物品，辐射已为从目标物品反射、从目标物品反向散射或穿过目标物品中的至少一者)。在当前描述的实施例的另一方面中，所述系统为烹饪炉。在当前描述的实施例的另一方面中，目标物品为食物或有机物品。在当前描述的实施例的另一方面中，系统包含在瓶成形系统内。在当前描述的实施例的另一方面中，目标物品为塑料瓶预成形件。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料包含至少一个孔隙，可穿过所述孔隙通过隅角立方体材料朝向所述目标物品引导辐射。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料包括辐射区的封围物的一部分。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料包括辐射区的封围物的一半以上。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料基本覆盖炉辐射区的内表面的全部，只不过(在一些情形下)隅角立方体反射器材料不覆盖辐射源。在当前描述的实施例的另一方面中，将隅角立方体反射器材料定位以使其在策略上定位在杂散辐射将可能需要改向到目标物品的至少一些区域中。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料在圆周上围绕预成形件的长轴，但是其允许接近以将预成形件放入辐射腔及从辐射腔拿出以促进高速生产。在当前描述的实施例的另一方面中，所述接近由允许穿过辐射腔的线性或弓形行进路径组成。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料围绕预成形件，从而在其正被辐射期间的至少部分时间期间形成辐射腔。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料并入有色颜料，以使材料对人类观看者来说表现为有色表面且使隅角立方体材料在辐射波长下是起作用的。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料被涂覆在前表面或后表面中的至少一者上，使得所述材料至少反射85％的750nm以上的波长。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料被涂覆在前表面或后表面中的至少一者上且至少反射95％的波长。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料操作以在1600nm以上起作用。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体材料涂层是铝、银、金、铜及镉或其合金中的至少一者。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体反射器材料并入面向辐射目标物品的光滑且可洗的表面。在当前描述的实施例的另一方面中，隅角立方体阵列的接受角是±45°。在当前描述的实施例的另一方面中，辐射处理或加工方法包括使用辐射区内的辐射源辐射目标物品，且使用至少部分界定辐射区的贴近的隅角立方体阵列反射器材料将辐射(其为从目标物品反射的辐射、从目标物品散射的辐射或透射穿过目标物品的辐射中的一者)反射回目标物品。在当前描述的实施例的另一方面中，辐射是出于对目标物品进行加热、干燥、固化及脱水中的至少一者的目的。在当前描述的实施例的另一方面中，在烹饪炉或加工炉内实施辐射布置。在当前描述的实施例的另一方面中，目标物品为食物或有机物品。在当前描述的实施例的另一方面中，在瓶成形系统内实施所述方法。在当前描述的实施例的另一方面中，目标物品为塑料瓶预成形件。在当前描述的实施例的另一方面中，在制造或填充过程中，目标材料为金属、玻璃或塑料中的一者。附图说明图1为隅角反射器的说明。图2(a)-(d)为隅角立方体反射器的说明。图3(a)-(c)为隅角立方体反射器材料的薄片或阵列。图4a为常规炉的说明。图4b为根据当前描述的实施例的炉的说明。图5a为瓶预成形件的说明。图5b为根据当前描述的实施例的用来辐射瓶预成形件的系统的说明。图6为根据当前描述的实施例的用来辐射瓶预成形件的系统的说明。图7(a)-(d)为根据当前描述的实施例的系统的辐射区的一部分的说明。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.07 US 61/332,5121.一种用于辐射处理或加工目标物品的系统，所述系统包括：辐射源，其操作以产生辐射，所述辐射源经配置以朝向目标物品引导辐射；及辐射区，所述目标物品将被定位在其中以进行辐射，所述辐射区至少部分由贴近的隅角立方体反射器材料封围，所述隅角立方体反射器材料包括隅角立方体反射器阵列，其中所述隅角立方体反射器尺寸足够小且相互邻接，且所述隅角立方体反射器材料经配置以使得已经从所述目标物品上反射、反向散射或穿过所述目标物品中的至少一者的辐射照到所述隅角立方体反射器阵列的反射器且被所述反射器反射回至所述目标物品上的与第一位置大致相同的第二位置，该第一位置是辐射从所述目标物品上反射、反向散射或穿过所述目标物品中的至少一者的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是烹饪炉且所述目标物品是食物或有机物品。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包含在瓶成形系统内且所述目标物品是塑料瓶预成形件。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述隅角立方体反射器材料包含至少一个孔隙，可穿过所述至少一个孔隙通过所述隅角立方体反射器材料朝着所述目标物品引导辐射。5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述隅角立方体反射器材料包括所述辐射区的封围物的一部分。6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述隅角立方体反射器材料大体上覆盖所述辐射区的全部，只不过所述隅角立方体反射器材料不覆盖辐射源。7.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述隅角立方体反射器材料经定位以使其在策略上位于其中杂散辐射将可能需要改向到所述目标物品的至少一些区域中。8.根据权利要求3所述的系统，其中所述隅角立方体反射器材料在圆周上围绕所述预成形件的长轴，但是允许接近以将预...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐·W·科克伦，
申请(专利权)人：派拉斯科IP有限责任公司，
类型：
国别省市：