CN103260837A - 具有增强的微波发射系统的木材加热器 - Google Patents

Abstract

一种能够加热木材捆束且配备有用于发射和/或分配微波能量的优化系统的微波加热器。该微波发射系统可以包括至少部分地设置在加热器内部的一个或多个分离微波发射器。该微波分配系统可以包括一个或多个移动反射器，用于导射从分离发射器发射出的微波能量。

Description

具有增强的微波发射系统的木材加热器

技术领域

本发明一般地涉及适用于加热木材的微波加热系统。

背景技术

电磁辐射（例如微波辐射）是用于将能量输送至物体的已知途径。电磁辐射快速有效地穿过物体并加热该物体的能力已证明在许多化学和工业工艺中是有利的。此外，因为使用微波能量作为热源通常是非侵入性，所以微波加热在处理“敏感性”介电材料（例如食品和药品）中尤其有用，甚至可以用于加热具有相对较差导热性的材料（例如木材）。然而，安全有效地施加微波能量的复杂性和细微差别（特别是在工业规模中）已严重限制其在若干类型工业过程中的应用。

由于在多种用途中的宽广适用性、可再生性质及其相对较低的成本，因而木材是目前最广为使用的建筑材料之一。然而，因为木材是天然产品，所以其物理和结构特性不仅在不同材种之间而且在不同的树或者甚至在相同树的不同位置之间会有显著变化。此外，木材通常是吸湿的，这会影响其尺寸稳定性，并且其生物化学组成使得它易受昆虫和真菌攻击的影响。因此，现已开发出通过改变化学、物理和/或结构特性来提高木材稳定性的若干类型木材处理工艺。处理方法的例子包括：浸渍处理、涂覆处理、热改性、和化学改性。后两种处理方法通常比其它方法更大程度地改变木材的性质，因此这些类型的方法通常涉及更复杂的方案和系统。例如，许多化学和热处理方法会在真空下和/或在一种或多种处理化学剂存在下执行。因此，限制了这些类型技术的工业化，而且仍然有多种问题需要加以克服以使这些方法大规模地工业化。

因此，对于适用于对木材进行化学处理或热处理的更高效且更高性能价格比的工业规模系统存在着需求。对于适用于种类广泛的步骤和用途（包括木材的处理）的高效且高性能价格比的工业规模微波加热系统也存在着需求。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种用于制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的系统；该系统包括：至少一个用于产生微波能量的微波发生器、用于接收木材捆束（bundle）的微波加热器、用于将微波能量的至少一部分从至少一个微波发生器引导至微波加热器的微波分配系统。微波分配系统至少包括至少部分地设置在微波加热器内部的第一分离发射器。第一分离发射器包括TM_ab波导段、至少两个TE_xy波导段以及联接在TM_ab波导段和至少两个TE_xy波导段之间的模式转换分离器。模式转换分离器构造成将从TM_ab波导段接收的TM_ab模式微波能量转换成TE_xy模式微波能量的至少两个独立部分，该至少两个独立部分各自被引导至至少两个TE_xy波导段中的一个，其中，a和y为0并且b和x为1和5之间的整数。

本发明的另一个实施例涉及一种用于制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的系统；该系统包括：至少一个用于产生微波能量的微波发生器、用于接收木材捆束的微波加热器、以及用于将至少一部分微波能量从至少一个微波发生器引导至微波加热器中的微波分配系统。微波分配系统至少包括可操作地将微波能量的至少一部分发射至微波加热器内部的第一微波发射器和第二微波发射器，其中第一和第二微波发射器位于微波加热器的大致相对侧。微波加热器至少包括第一可移动反射器和第二可移动反射器，其中第一可移动反射器和第二可移动反射器分别构造成导射（raster）从第一和第二微波发射器发射出的微波能量。

本发明的又一个实施例涉及一种用于制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的方法；该方法包括：（a）产生微波能量，（b）在TM_ab模式中经过微波加热器第一侧壁位置中的第一单个开口传递微波能量的至少一部分，其中a为0并且b为1和5之间的整数，（c）在微波加热器中将经过第一单个开口的微波能量转换成至少两个独立的TE_xy模式微波部分，其中x为1和5之间的整数并且y为0，（d）将至少两个独立的TE_xy模式微波部分同时发射至微波加热器内部，以及（e）利用发射至微波加热器内部的至少两个独立的TE_xy模式微波部分的至少一部分来加热木材捆束的至少一部分。

本发明的又一个实施例涉及一种用于制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的方法；该方法包括：（a）产生微波能量，（b）将微波能量的至少一部分引导至微波加热器内部，其中该引导包括使微波能量经过第一对微波发射器，其中第一对微波发射器通常彼此位于微波加热器的相对侧，（c）将微波能量从至少一个微波发射器发射至微波加热器内部，以及（d）利用至少一个可移动反射器来导射被发射到微波加热器中的微波能量的至少一部分，由此加热木材捆束。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的木材处理系统的俯视图，具体示出了用于将木材捆束运输到化学改性反应器和木材加热器（以及从其中运输出）的导轨系统；

图2是根据本发明一个替代实施例的木材处理系统的俯视图，具体示出了用于将木材捆束运输到多个化学改性反应器和多个木材加热器（以及从其中运输出）的转台系统；

图3是根据本发明一个替代实施例的木材处理系统的俯视图，具体示出了用于将木材捆束运输到多个化学改性反应器和多个木材加热器（以及从其中运输出）的滚筒系统；

图4a是根据本发明一个实施例的适用于制造化学改性木材的通过式木材处理系统的俯视图，具体示出了包括单独的轴向对准两门容器并且包括位于反应器和加热器容器之间的蒸气容纳室的化学改性反应器和木材加热器；

图4b是图4a的通过式木材处理系统的等轴测视图，具体示出了示例性的蒸气容纳室的爆炸板/壁；

图4c是图4a和图4b中所示蒸气容纳室的剖视图，具体示出了示例性的允许流体（例如，空气）从外部环境流入蒸气容纳室的一对单向孔口；

图4d是图4a的通过式木材处理系统的侧视图，但也示出了用于经过蒸气容纳室吸入蒸气和气体并且经过位于加热器出口的产品蒸气除去结构吸入蒸气和气体的通风系统；

图5是根据本发明一个实施例的微波加热系统的示意图，具体示出了微波加热器，该微波加热器配备有真空系统并且经由微波分配系统接收来自微波发生器的微波能量；

图6是根据本发明各种实施例的适于用作化学改性反应器和/或微波加热器的两门通过式容器的等轴测视图，具体示出了该容器的形状和尺寸部分；

图7a是根据本发明一个实施例的微波加热器的门凸缘与容器凸缘的结合的局部剖视图，具体示出了由门凸缘和容器凸缘所共同构成并且具有相互平行延伸且彼此并排的两个室的微波扼流圈；

图7b是类似于图7a中所示扼流圈但具有以相互呈锐角延伸的扼流圈腔的微波扼流圈的局部剖视图；

图7c是配备有图7a中所示微波扼流圈构造的微波加热器的门凸缘的剖视等轴测视图，具体示出了形成于扼流圈的导壁中的多个周向地相互间隔的末端开口的槽或间隙；

图7d是在根据本发明一个实施例的配备有具有可拆除部的微波扼流圈的微波加热器上的打开门的侧视图，具体示出了包括多个单独地可拆除和可更换的扼流段的微波扼流圈的可拆除部；

图7e是前面图7d中所示“G”形可拆除扼流圈部的剖视图；

图7f是根据本发明第一替代实施例的“J”或“U”形可拆除扼流圈部的剖视图；

图7g是根据本发明第二替代实施例的“L”形可拆除扼流圈部的剖视图；

图7h是根据本发明第三替代实施例的“I”形可拆除扼流圈部的剖视图；

图8a是根据本发明一个实施例的微波加热器的剖视等轴测视图，具体示出了配备有具有位于发射器相对侧的交错发射开口的细长波导发射器的加热器；

图8b是图8a中所示波导发射器的放大局部视图，具体示出了发射开口的构造以及限定发射开口的侧壁的厚度；

图9a是根据本发明一个实施例的微波加热系统的侧视图，具体示出了用于将微波能量输送至微波加热器的微波分配系统；

图9b是图9a中所示微波加热器的俯视剖视图，具体示出了包括在微波加热器一侧的一对TM_ab发射器以及在微波加热器相对侧的第二对TM_ab发射器的微波分配系统；

图9c是说明术语“相对侧”和“相同侧”所表示含义的图；

图9d是说明术语“轴向对准”所表示含义的图；

图9e是根据本发明一个实施例的微波发射和反射或分配系统的局部剖视等轴测视图，具体示出了类似于图9b中所示发射系统但还包括与各微波发射器相关的可移动反射器的发射系统；

图9f是适用于微波加热系统（如本文中所述）的反射器的一个实施例的等轴测视图，具体示出了具有带第一构造的凹凸的非平面型反射面的反射器；

图9g是适用于本文中所述微波加热系统的反射器的另一个实施例的等轴测视图，具体示出了具有带第二构造的凹凸的非平面型反射面的反射器；

图9h是适用于本文中所述微波加热系统的反射器的一个实施例的侧面正视图，具体示出了反射器表面的曲率；

图9i是前面图9e中所示微波发射器和反射器对的放大剖视等轴测视图，具体示出了用于提供反射器摆动的致动器系统；

图10a是根据本发明一个实施例的微波加热系统的侧视图，具体示出了配备有多个TM_ab阻挡组件的微波分配系统；

图10b是图10a中所示TM_ab阻挡组件中的一个组件的轴向剖视图，具体示出了具有两个浮动密封窗和在阻挡组件与波导的结合附近的阻抗变换直径阶跃变化的阻挡组件，在阻挡组件和波导之间联接有阻挡组件；

图10c是在微波加热器内部接收木材捆束的状态下图10a中所示微波加热系统的端视图，具体示出了微波加热器，其配备有在加热器的相对侧的分离微波发射器以及用于导射从分离发射器发射出的微波能量的可移动反射器；

图10d是图10c中所示一个分离发射器的放大侧视图，具体示出了从分离发射器发射出的两个独立的微波能量部分的发射角；

图10e是用于使反射器运动的系统的一个实施例的放大视图，具体示出了用于导致反射器摆动的致动器以及在致动器穿过微波加热器壁的位置阻止流体泄漏的波纹管；

图11a是根据本发明一个实施例的微波加热系统的示意性俯视图，具体示出了包括以交替方式将微波能量发送至不同微波发射器的多个微波开关的加热系统；

图11b是根据本发明一个替代实施例的微波加热系统的示意图，具体示出了包括以交替方式将微波能量发送至不同微波发射器的多个微波开关的加热系统；

图12是木材捆束的示意图，特别地示出了当确定内表面温度时（如实例1中所示）时所采用的构造；

图13是包含从图12中所示复合捆束的表面B'至D'中所获得热数据的累积频率直方图；

图14是说明由乙酰化木材捆束的外推热数据所获得的预测温度分布（如实例2中所示）的累积频率直方图；

图15a是说明在不使用可移动反射器的情况下被加热木材捆束的温度分布的累积频率直方图；

图15b是说明在使用可移动反射器的情况下被加热木材捆束的温度分布的累积频率直方图；

图16a是说明在可移动反射器不存在下被加热木材捆束的温度分布的累积频率直方图；

图16b是说明在可移动反射器存在下被加热木材捆束的温度分布的累积频率直方图；

图17a给出了预测TE₁₀阻挡组件的峰值电场强度的计算机模拟结果；

图17b给出了预测TM₀₁阻挡组件的峰值电场强度的计算机模拟结果；

图18是在TE₁₀和TM₀₁微波阻挡组件内部作为能量水平的函数的击穿压力的图解比较；

图19a给出了预测最接近微波容器（不包括微波扼流圈）的门凸缘和体凸缘的电场强度的计算机模拟结果；并且

图19b给出了预测最接近微波容器（包括微波扼流圈）的门凸缘和体凸缘的电场强度的计算机模拟结果，具体示出了扼流圈防止或者显著地使从容器中的微波泄漏最小化的能力。

具体实施方式

根据本发明的一个实施例，提供一种加热系统。根据本发明各种实施例的加热系统可以包括：加热源、加热容器（例如，加热器）、和可选的真空系统。通常，根据本发明一个实施例的加热系统可以适合于用作独立的加热单元，或者可以用作采用多种步骤中的化学反应器或者与该反应器结合使用。现在将参照各附图来详细描述根据本发明若干实施例的加热系统。

在一个实施例中，本发明的加热系统可以用于加热木质纤维材料。木质纤维材料可以包括任何材料，这些材料包括纤维素和木质素以及可选地其它材料（例如半纤维素）。木质纤维材料的例子可以包括但不限于：木材、树皮、洋麻、大麻、剑麻、黄麻、农作物秸秆、坚果壳、椰子外壳、草和谷皮和茎、玉米秸秆、甘蔗渣、针叶树和硬木树皮、玉米棒子、其它农作物剩余部分、及其任何组合。

在一个实施例中，木质纤维材料可以是木材。木材可以是软木材或硬木材。合适木材种类的例子可以包括但不限于：松树、冷杉、云杉、白杨、橡树、枫树、山毛榉。在一个实施例中，木材可以包括红橡木、红槭、德国榉木、或者太平洋白枫。在另一个实施例中，木材可以包括松树种，松树种则包括例如新西兰辐射松、欧洲赤松、厚皮刺果松、长叶松、短叶松、或者沼泽松，其中后四种可以统称为“南方黄松”。由根据本发明一个实施例的加热系统所加工的木材可以采用任何合适形式。合适形态木材的非限制性例可以包括但不限于：碎木、木纤维、木屑、木片、小木块、木刨花、木股、和木细刨花。在一个实施例中，在本发明的一个或多个加热系统中处理的木材可以包括：锯成木材、剥皮树干或树枝、板、厚木板、薄木片、梁、轮廓、方形木材、或者任何其它木材切割。

通常，可以利用两种以上尺寸来限定木材的尺寸。该尺寸可以是实际“测量的”尺寸或者可以是标称尺寸。本文中使用的术语“标称尺寸”是指利用木材的尺寸定型计算的尺寸。标称尺寸可以大于测量的尺寸。例如，干燥的“2×4”可以具有1.5英寸×3.5英寸的实际尺寸，但仍然使用“2×4”的标称尺寸。应当理解的是，除非另有说明，本文中所提及的尺寸通常是标称尺寸。

在一个实施例中，木材可以具有三种尺寸：长度或最长尺寸；宽度或第二最长尺寸；以及厚度或最短尺寸。各尺寸可以大致相同，或者这些尺寸中的一种或多种尺寸可以不同于一种或多种其它尺寸。根据一个实施例，木材的长度可以为至少6英寸、至少1英尺、至少3英尺、至少4英尺、至少6英尺、或者至少10英尺。在另一个实施例中，木材的宽度可以是至少0.5英寸、至少1英寸、至少2英寸、至少4英寸、至少8英寸、至少12英寸、或至少24英寸和/或不超过10英尺、不超过8英尺、不超过6英尺、不超过4英尺、不超过3英尺、不超过2英尺、不超过1英尺、或不超过6英寸。在又一个实施例中，木材的厚度可以为至少0.25英寸、至少0.5英寸、至少0.75英寸、至少1英尺、至少1.5英尺、或至少2英尺和/或不超过4英尺、不超过3英尺、不超过2英尺、不超过1英尺和/或不超过6英寸。

根据一个实施例，木材可以包括一块或多块的实木、工程实木、或者其组合。本文中使用的术语“实木”是指至少一种尺寸的测量值为至少10厘米但其它尺寸是任何尺寸（例如，具有如前所述尺寸的木材）的木材。本文中使用的术语“工程实木”是指具有最小尺寸实木的木质体（例如，至少一种尺寸为至少10 cm），但它是由较小木材体和至少一种粘合剂所构成。工程实木中的较小木材体可以或可以不具有前述关于实木的一种或多种尺寸。工程实木的非限制性例可以包括：木层压板、纤维板、取向刨花板、胶合板、华夫刨花板、碎料板、单板层积材。

在一个实施例中，可以将木材集合在捆束中。本文中使用的术语“捆束”是指以任何合适方式堆叠、放置和/或固定在一起的2块以上的木材。根据一个实施例，捆束可以包括通过带、皮带、或者其它合适的装置堆叠并且彼此联接的多个板。在一个实施例中两块以上的木材可以直接接触，或者在另一个实施例中木材块可以利用布置在它们之间的至少一个间隔体或“粘着剂”而至少部分地间隔。

在一个实施例中，木材捆束可以具有任何合适的尺寸和/或形状。在一个实施例中，木材捆束可以具有至少2英尺、至少4英尺、至少8英尺、至少10英尺、至少12英尺、至少16英尺、或至少20英尺和/或不超过60英尺、不超过40英尺、或不超过25英尺的总长度或最长尺寸。木材捆束可以具有至少1英尺、至少2英尺、至少4英尺、至少6英尺、至少8英尺和/或不超过16英尺、不超过12英尺、不超过10英尺、不超过8英尺、不超过6英尺、或不超过4英尺的高度或者第二最长尺寸。在一个实施例中，木材捆束可以具有至少1英尺、至少2英尺、至少4英尺、至少6英尺和/或不超过20英尺、不超过16英尺、不超过12英尺、不超过10英尺、不超过8英尺、或不超过6英尺的宽度或最短尺寸。捆束的总体积，包括各板之间的空间（如果有的话）可以为至少50立方英尺、至少100立方英尺、至少250立方英尺、至少375立方英尺，或者至少500立方英尺。根据一个实施例，导入本发明一个或多个加热系统的反应器和/或加热器（例如，在加热或处理之前）中的木材捆束的重量（或者一个或多个被处理物体、物品、或负载的累积重量）可以为至少100磅、至少500磅、至少1000磅、或者至少5000磅。在一个实施例中，木材捆束的形状可以是立方体或立方形。

在另一个实施例中，可以利用本发明的一个或多个加热系统对木材进行化学改性、干燥和/或热改性，由此制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材。已经过干燥和/或热改性的木材可称为“热处理”的木材，因而术语“热处理木材”是指已被加热、干燥和/或热改性的木材。本文中使用的术语“热改性”表示在外源性处理剂不存在下至少部分地改变一块或多块木材的至少一部分的化学结构。在一个实施例中，其特定构造将被详细描述的加热系统可以用于在热改性步骤中加热和/或干燥木材，由此提供热改性木材捆束。根据一个实施例，在木材加热器和/或干燥器中热改性可以与木材的加热和/或干燥同时发生，而在另一个实施例中可以在木材加热器或干燥器中在不热改性的情况下对木材进行加热和/或干燥。本文中使用的术语“干燥”表示通过加热或者其它合适形式的能量而导致或加速蒸发或者从木材中除去一种或多种液体或者可热去除成分的至少一部分。热改性步骤可以包括使木材与一个或多个传热剂（例如水蒸气）、加热的惰性蒸气（如氮气或空气）、或者甚至液体传热介质（例如加热的油）接触的步骤。在另一个实施例中，在热改性期间可以使用辐射热源。热改性木材可以具有显著低于未处理木材的湿气含量并且可以具有增强的物理和/或力学性能，例如增加的柔性、更高的耐腐败性和抗生物攻击性、和增加的尺寸稳定性。

在又一个实施例中，根据本发明各种实施例的加热系统可以用于对木材进行化学改性。本文中使用的术语“化学改性”表示当存在一个或多个外源性处理剂时至少部分地改变一块或多块木材的至少一部分的化学结构。特定类型的化学改性步骤可以包括但不限于：乙酰化和其它类型的酯化、环氧化、醚化、糠基化、甲基化、和/或三聚氰胺处理。合适处理剂的非限制性例可以包括：酸酐类（例如，乙酸酐、邻苯二甲酸酐、琥珀酰酐、顺丁烯二酸酐，丙酸酐、或者丁酸酐）；酰基氯；烯酮类；羧酸类；异氰酸酯类；醛类（例如，甲醛、乙醛、或者双官能醛类）；三氯乙醛；硫酸二甲酯；烷基氯；β-丙内酯；丙烯腈；环氧化物（例如，环氧乙烷、环氧丙烷、或者氧化丁烯）；双官能环氧化物；硼酸盐；丙烯酸酯类；硅酸盐；及其组合。

用于对木材进行化学改性的步骤可以包括：化学改性步骤接着是加热步骤。在可以在化学改性反应器中执行的化学改性或反应步骤期间，可以使木材接触一种或多种前述外源性处理剂，该外源性处理剂可以与未处理木材的至少一部分官能团（例如，羟基）发生反应，由此提供化学改性的木材。在化学改性步骤期间，可以进行一种或多种热引发的化学反应，该化学反应可以或者可以不被外部能量源（例如，热能或电磁能，包括例如微波能量）。在许多类型的化学改性中化学改性步骤的具体细节有变化，但与未处理木材相比大部分化学改性木材可以具有增强的结构、化学和/或机械特性，包括更低的吸湿性、更高的尺寸稳定性、更高的抗生物性和抗虫性、增加的耐腐性、和/或更高的耐候性。

在一个实施例中，可以在木材乙酰化反应器中对木材进行乙酰化处理。乙酰化可以包括用乙酰基取代表面或近表面的羟基。在一个实施例中，乙酰化期间所使用处理剂可以含有至少50%重量百分比、至少60%重量百分比、至少70%重量百分比、至少80%重量百分比、至少90%重量百分比、至少98%重量百分比、或100%重量百分比浓度的乙酸酐，以及余量（如果有的话）包括乙酸和/或一个或多个稀释剂或者可选的乙酰化催化剂。在一个实施例中，用于乙酰化的处理剂可以包括具有至少80:20、至少85:15、至少90:10、或者至少95:5的酸酐/酸重量比的乙酸/乙酸酐混合物。

在乙酰化之前，可以利用炉干燥、真空脱气或者其它合适方法对木材进行干燥从而将其湿气含量（例如，水）减小至不超过25%重量百分比、不超过20%重量百分比、不超过15%重量百分比、不超过12%重量百分比、不超过9%重量百分比、或者不超过6%重量百分比。在乙酰化期间，可以利用任何合适方法使木材与处理剂接触。合适的接触方法的例子可以包括但不限于：蒸气接触、喷射、液体浸泡、或者其组合。在一个实施例中，在使木材与处理剂接触期间处理容器的温度可以不超过50℃、不超过40℃、或者不超过30℃，同时压力可以为至少25 psig、至少50 psig、至少75 psig和/或不超过500 psig、不超过250 psig、或不超过150 psig。

一旦接触步骤完成，液体处理剂（如果存在）的至少一部分可以可选地从反应器中排出并且可以加热以引发和/或催化反应。在一个实施例中，可以通过将微波能量、热能、或其组合导入容器而将木材温度提高到至少50℃、至少65℃、至少80℃和/或不超过175℃、不超过150℃、或不超过120℃，同时将反应器内的压力维持在至少750托、至少1000托、至少1200托、或至少2000托和/或不超过7700托、不超过5000托、不超过3500托、或不超过2500托。根据一个实施例，加入到反应器中的热量的至少一部分可以从非微波源被传递至木材，所述非微波源例如是包含至少50、至少75、至少90、或至少95%重量百分比的乙酸的热蒸气流，余量包含乙酸酐和/或稀释剂。在一个实施例中，将热蒸气（一部分的热蒸气可以凝结在正在处理的木材捆束的至少一部分上）导入反应容器达至少20分钟、至少35分钟、或至少45分钟和/或不超过180分钟、不超过150分钟、或不超过120分钟。

在反应步骤后，“化学浸湿”的化学改性木材可以包括至少一种能够通过加热和/或蒸发而除去的化学成分。本申请全文中使用的术语“化学地浸湿”或“化学浸湿”是指由于化学处理或改性因而含有至少部分存在于液相中的一种或多种化学品的木材。“化学浸湿”的木材捆束是指其中至少一部分被至少部分地化学浸湿的木材捆束。一种或多种化学品的一些例子可以包括：反应剂、浸渍剂、反应产物等。例如，当木材被乙酰化时，可以通过蒸发除去剩余的乙酸和/或乙酸酐的至少一部分。本文中使用的术语“酸浸湿”是指含有残余的乙酸和/或乙酸酐的木材。“酸浸湿”的木材是指其中至少一部分至少部分地被酸浸湿的木材捆束。根据本发明的一个实施例，化学浸湿或酸浸湿木材可以包含至少20%重量百分比、至少30%重量百分比、至少40%重量百分比、或至少45%重量百分比和/或不超过75%重量百分比、不超过60%重量百分比、或不超过50%重量百分比的一种或多种可热去除或可蒸发的化学品（例如乙酸和/或乙酸酐）。本文中使用的术语“可热去除”或“可蒸发”化学成分是指可以通过加热和/或蒸发而除去的成分。在一个实施例中，可蒸发或可热去除成分或化学品可以包括乙酸。

然后，可以通过闪蒸从化学浸湿木材中除去一种或多种可热去除化学品中的至少一部分。在一个实施例中，可以通过将反应器内的压力从至少1000托、至少1200托、至少1800托、或至少2000托和/或不超过7700托、不超过5000托、不超过3500托、不超过2500托、或不超过2000托的压力减小到大气压而完成闪蒸步骤。在另一个实施例中，闪蒸步骤可以通过将反应器的压力从升高的压力（如上所述）或大气压减小至不超过100托、不超过75托、不超过50托、或不超过35托的压力而完成。根据一个实施例，在闪蒸步骤后，化学浸湿木材中剩余的一种或多种可热去除化学成分的量（例如，化学含量）可以为至少6%重量百分比、至少8%重量百分比、至少10%重量百分比、至少12%重量百分比、或至少15%重量百分比和/或不超过60%重量百分比、不超过40%重量百分比、不超过30%重量百分比、不超过25%重量百分比、不超过20%重量百分比、或不超过15%重量百分比。

根据一个实施例，可以在化学改性步骤后执行加热步骤以进一步加热和/或干燥化学改性（或化学浸湿）木材，由此提供经加热和/或经干燥的化学改性木材捆束。本文中使用的捆束或其它物品或材料被称为“经加热的”只是方便地表明捆束的至少一部分的温度已升高到超过环境温度。类似地，在本申请全文中使用的捆束或其它制品或材料被称为“干燥”只是方便地表明至少一些可热去除化学品已从捆束的至少一部分中除去，在一些实施例中利用加热。在一个实施例中，加热步骤可以可操作地进一步减小存在于木材中的一种或多种可热去除化学成分的水平。在加热步骤期间所采用的能量源可以是适于加热和/或干燥木材的任何辐射、导热和/或对流的能量源。在一个实施例中，加热器可以是利用微波能量的微波加热器。在另一个实施例中，可以利用另一个热源直接或间接地（通过例如热气体注入、带夹套或者热水伴热容器、或者其它手段）加热容器的至少一部分，例如一个或多个侧壁。在此本实施例中，可以将侧壁加热到至少45℃、至少55℃、或至少65℃和/或不超过115℃、不超过105℃、或不超过95℃的温度。加热步骤可以在任何合适的条件下执行，包括超过、等于或接近大气压的压力。下面将详细描述适用于制造化学改性和/或热改性木材的各种加热系统的具体实施例。

可以通过执行加热步骤而除去化学浸湿木材中剩余的一种或多种可热去除化学成分总量的至少50%、至少65%、至少75%、或者至少95%。在一个实施例中，这可以对应于至少100磅、至少250磅、至少500磅、或者至少1000磅的被除去总液体。在一个实施例中，由于加热步骤，基于捆束的初始（预加热）重量，经加热或干燥的化学改性木材可以含有不超过5%重量百分比、不超过4%重量百分比、不超过3%重量百分比、不超过2%重量百分比、或者不超过1%的一种或多种可热去除化学品（例如，乙酸）。另外，基于木材的初始（预加热）重量，经加热或干燥的化学改性木材可以具有不超过6%重量百分比，不超过5%重量百分比、不超过3%重量百分比、不超过2%重量百分比、不超过1%重量百分比、或者不超过0.5%重量百分比的水含量。在一个实施例中，在加热步骤后木材可以具有约为0%的水含量。

在一个实施例中，化学改性步骤和加热步骤可以发生在单个容器中。在另一个实施例中，可以在独立的容器中执行化学改性步骤和加热步骤，使得化学改性反应器和加热器的内部容积是位置上有区别的。本文中使用的容器的“内部容积”是指容器所包含的整个空间，包括当关闭时被容器的门所限定或者在门内的任何体积。本文中使用的术语“位置上有区别”表示内部容积不重叠。当化学改性反应器和加热器包括独立的容器时，可以利用各种类型的木材运输系统在两个容器之间运输木材。在一个实施例中，运输系统可以包括导轨（如图1中所示）、轨道、带、吊钩、滚筒（如图3中所示）、带环、手推车、机动车辆、叉车、皮带、转台（如图2中所示）、以及其任意组合。现在将参照图1-图3来详细描述能够制造化学改性和/或热改性木材的木材处理设备的各种实施例。

现在参照图1，木材处理设备10的一个实施例被图示为包括化学改性系统20、加热系统30、运输系统40、和原材料和成品材料存储区60a、b。化学改性系统20包括化学改性反应器22、反应器加热系统24、可选的反应器加压/降压系统26。加热系统30包括加热器32、能量源34、可选的加热器加压/降压系统36。运输系统40包括用于在存储区60a、b之间运输木材的多个运输段42a-e、反应器22、和加热器32，如下面详细描述。

在操作中，可以利用运输段42a从原材料存储区60a去除一个或多个木材捆束。尽管在图1中图示为包括轨道或导轨，但应当理解的是运输段42a可以包括适于在存储区60a和反应器22之间移动木材的任何类型的运输机构。如图1中所示，然后可以将木材经由打开的反应器进口门28导入或装载入反应器22。此后，可以关闭第一反应器进口门28从而能够根据上述的一个或多个步骤对放置在反应器22内的木材进行化学改性。

一旦反应完成，可以从反应器22中去除化学浸湿木材并且运输至加热器32。根据一个实施例，可以经由反应器进口门28从反应器22中去除化学浸湿木材，并且经由运输段42b运输至加热器32。在另一个实施例中，可以经由可选的反应器出口门29去除木材，并且经由运输段42c运输至加热器32，如图1中所示。然后，可以经由打开的加热器进口门38将化学浸湿木材导入或装载入加热器32，然后可以关闭进口门38，由此在加热器进口门38和加热器32体之间形成流体密封在开始木材的加热之前。当存在可选的反应器和加热器出口门29、39时，出口门29、39通常可以位于反应器22和加热器32中各自反应器和加热器进口门28、38的相对端。

在各种实施例中，在将木材在加热器32内加热的期间，加压系统36可以用于维持加热器32内部压力不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、或者不超过75托。在一个实施例中，真空系统可以可操作地将加热器32内部压力减小至不超过10毫托（10^-3托）、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或者不超过0.1毫托。另外，当加热器32包括微波加热器时，可以利用详细描述的一个或多个特征物（包括例如可选的微波扼流圈、一个或多个微波发射器等）将能量导入加热器32内部，由此加热和/或干燥木材捆束的至少一部分。

根据一个实施例，木材处理设备10可以包括多个反应器和/或加热器。可以使用容易数量的反应器和/或加热器，并且反应器和/或加热器可以布置成任何合适的构造。例如，木材处理设备10可以使用至少1、至少2、至少3、至少5和/或不超过10、不超过8、或者不超过6反应器和/或加热器。当使用多个反应器和/或加热器时，可以以任何合适的组合或比率将这些容器配对。例如，反应器与加热器的比率可以为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、2:3、3:2、1:4、4:1、4:2、2:4、3:4、4:3或者任何合理组合。根据一个实施例，一个或多个反应器和/或加热器可以包括单独的进口和出口门，而在另一个实施例中，一个或多个反应器和/或加热器可以包括用于记载和卸载木材的单个门。在一个实施例中，可以经由加热器进口门38从加热器34中去除加热和/或干燥木材，并且经由运输段42d将该迷彩运输至存储区60b。可替代地，可以经由可选的加热器出口门39去除木材，如果存在，并且经由段42e运输至存储区60b，如图1中所示。将参照图2和图3简要地描述采用根据本发明若干实施例的多个反应器和加热器的木材处理设备的各种构造。

现在转向图2，示出了根据本发明一个实施例的木材处理设备110。木材处理设备110包括图示为122a、122b、122n的多个反应器以及图示为132a、132b、132n的多个加热器。根据一个实施例，各反应器122a、122b、122n以及各加热器132a、132b、132n包括单个门128a、128b、128n、138a、138b、138n，用于选择性地允许木材进出各容器。另外，木材处理设备110可以包括可旋转平台（图示为转台140）可操作地定位木材捆束102，以便可以在在通常由箭头190a-c所指的各种方向上在反应器122a、122b、122n，加热器132、132b、132n，和存储区160之间运输木材捆束102。

现在参照图3，图示的木材处理设备210的另一个实施例包括图示为222a，222n的多个化学改性反应器以及图示为232a、232b、232n的多个加热器。如图3中所示，各反应器包括各自的反应器进口门228a、228n以及可选的反应器出口门229a、229n。类似地，各加热器232a、232b、232n包括加热器进口门238a、238b、238n以及可选的加热器出口门239a、239b、239n。图3中所示运输系统240包括多个段242a-j和244a-e，这些端可操作地运输木材进出反应器222a、222n和加热器232a、232b、232n或者在其间运输木材。尽管图示为包括传动皮带段，运输系统240可以包括一个或多个段包括任何合适的运输机构，如前面的详细论述。

根据一个实施例，在操作中，利用运输段242a而装载入第一反应器222a的木材可以经过反应器进口门228a被导入。一旦化学改性步骤完成，可以经由反应器进口门228a从反应器222a中去除化学浸湿木材，随后可以利用各自的运输段242e、242f、242g将该木材运输至加热器232a、232b或232n中的一个加热器。在一个替代实施例中，在被运输至加热器232a、232b或232n之前，可以利用运输段244a从反应器222a中去除木材，可以经过反应器出口门229a去除该木材，如前所述。另外，可以以与所述类似的方式将在反应器222n中处理的木材装载、化学改性和运输至加热器232a、232b、232n中的一个加热器。

此后，可以根据本文中描述的一种或多种方法对运输至加热器232a、232b、和232n的捆束或化学浸湿木材捆束进行加热和/或干燥。在一个实施例中，加热器232a、232b、和232n中的至少一个加热器可以包括微波加热器。一旦加热步骤完成，可以经由各自的进口门238a、238b、238n从加热器232a、232b和232n或者可选地从各自的出口门239a、239b、239n（当存在时）中去除经加热和/或干燥的捆束。随后，可以根据是否从加热器进口门238a、238b、238n或者加热器出口门239a、239b、239n中去除木材捆束，而利用运输段242h、i、j或者244c、d、e将经改性的木材捆束运输至后继的加工和/或贮存步骤。

前述化学改性步骤可以在任何合适的规模下进行。例如，上述木材处理设备可以包括实验室规模、试验工厂规模或工业规模的木材处理设备。在一个实施例中，用于制造化学改性和/或热改性木材的木材处理设备可以是具有至少500000板英尺、至少1百万板英尺、至少2.5百万板英尺、或者至少5百万板英尺的年生产能力的工业规模设备。本文中使用的术语“板英尺”是指用测量144立方英寸的单位所表示的木材体积。例如，具有2英寸×4英寸×36英寸尺寸的板具有288立方英寸的总体积，或者2板英尺。在各种实施例中，单个化学改性反应器的内部容积（即，“反应器内部容积”）和/或单个加热器的内部容积（即，“加热器内部容积”）可以为至少100立方英尺、至少500立方英尺、至少1000立方英尺、至少2500立方英尺、至少5000立方英尺、或者至少10000立方英尺从而适应工业规模操作。

甚至当在工业规模中执行时，可以以相对较短的总循环时间执行化学和/或热改性步骤，如本文中所述。例如，根据一个实施例，利用本发明的一个或多个系统执行化学和/或热改性步骤的总循环时间，从开始改性步骤的时间到加热步骤完成的测量时间可以不超过48小时、不超过36小时，不超过24小时、不超过12小时、不超过10小时、不超过8小时、或者不超过6小时。这与许多常规木材处理方法相反，常规处理方法可以具有持续数天或者甚至数周的总循环时间。

根据本发明的一个实施例，本发明的木材处理设备可以包括一个或多个蒸气容纳室和/或通风结构，该接受管用于在木材运输期间基本上使外部环境（即，靠近化学改性反应器和加热器的外部环境）与化学浸湿的化学改性木材隔离。蒸气容纳室和/或通风结构可以连接到通风系统，该通风系统从容纳/通风区中去除气体环境的至少一部分，由此使一个或多个不合适的蒸气相化学品向外部环境的泄漏最小化。现在将参照图4a-图4d更详细地描述采用蒸气容纳室和/或通风结构的木材处理设备的其它细节和一个实施例。

图4a是联接到化学改性反应器322和加热器332的蒸气容纳室360的俯视图。当经由位于反应器322和加热器332之间的运输区361将木材从化学改性反应器322运输至加热器332时，蒸气容纳室360可以可操作地部分或者几乎完全地使外部环境与经化学改性的木材捆束隔离。本文中使用的术语“隔离”是指阻止一个或多个区域之间的流体连通。根据一个实施例，蒸气容纳室360可以联接到通风系统（图4a中未示出）可操作地从蒸气容纳室360内部除去蒸气和气体的至少一部分，由此减小、最小化或防止反应器322内部、加热器332内部所容纳的一种或多种可热去除化学成分的泄漏，和/或防止该化学成分从经化学改性的木材捆束泄漏到外部环境。

在一个实施例中，化学改性反应器322可以包括：用于接收来自外部环境的木材捆束的反应器进口门328、以及用于在化学改性后释放来自化学改性反应器322的木材捆束的反应器出口门329。另外，加热器332可以包括加热器进口门328，该进口门用于接收经化学改性的捆束以及从化学改性反应器322中去除化学浸湿木材。根据一个实施例，加热器332也可以包括加热器出口门339，该加热器出口门339与加热器进口门338分开，用于从加热器332中去除木材。在一个实施例中，各自的反应器和加热器进口门328、338以及反应器或加热器出口门329、339，当存在时，可以位于反应器322或加热器332的大致相对端，使得反应器322和加热器332的各自中心伸长轴，在图4b中图示为轴线370a、b，可以延伸经过各自的进口328、338和出口329、339门。在一个实施例中，反应器322和加热器332彼此轴向对准使得图4b中的中心伸长轴370a、b大致彼此对准，而在另一个实施例中，轴线370a、b可以彼此平行。本文中使用的术语“大致对准的”是指两个或更多个容器，这些容器构造成在它们各自中心伸长轴的交叉点之间所形成的最大锐角不超过20°。在一些实施例中，大致对准的容器的2个伸长轴的交叉点之间的最大锐角可以不超过10°、不超过5°、不超过2°、或者不超过1°。在一些实施例中，反应器322和加热器332可以布置成并排的构造（未图示）。

根据图4a中所示的一个实施例，蒸气容纳室360可以密封地联接到反应器322和加热器332，以便在将木材捆束从反应器322运输至加热器332期间使外部环境基本上与运输区361隔离。本文中使用的术语“密封地联接”是指两个或更多个物体相互附接、紧固、或结合，使得从这种物体的连接点的流体泄漏被显著减少或者几乎阻止。在一个实施例中，反应器进口门328和/或加热器出口门339，当存在时可以通到外部环境，同时反应器出口门329和/或加热器进口门338可以通到蒸气容纳室360的内部，由此在经由运输区361在反应器322和加热器332之间运输期间使外部环境与来自化学反应器322、加热器332、和/或化学浸湿木材捆束的蒸气或气体隔离。

蒸气容纳室360可以以任何合适方式构造。在图4a和图4b所示的一个实施例中，蒸气容纳室360包括联接到顶板结构344和地板（未图示）的四个通常为直立的壁342a-d。尽管在图4a和图4b中图示为通常附接到顶板结构344，用于从蒸气容纳室360内部除去蒸气和气体的蒸气出口导管349可以可替代地附接到一个壁342a-d或者地板。下面将更详细地描述关于从蒸气容纳室360中除去蒸气和气体的其它细节。

在本发明的一个实施例中，至少一个壁342a-d可以包括至少一个爆炸板或爆炸壁343，该板或壁在蒸气容纳室360内发生爆炸或快速加压的情况下控制压力释放的方向。在一个实施例中，爆炸板343可以附接到蒸气容纳室360的顶板344和/或地板（未图示）。爆炸板或壁l343可以铰接、束缚或紧固到蒸气容纳室360的另一个结构从而防止或减小爆炸板或壁343由于爆炸而自由地以不希望的速度从蒸气容纳室360中突出的可能性。爆炸板或壁343可以具有大致实心表面，如图4b中所示，或者可以包括多个板条或槽（未图示）。通常，壁342a-d中不是爆炸板/壁343的部分是由高强度材料制成，例如预制混凝土墙板、混凝土砌块、或者钢板。尽管在本文中图示为具有四个壁，但应当理解的是也可使用具有各种其它形状的蒸气容纳室。

如图4c中所示，蒸气容纳室360可以配备有一个或多个孔口370a、b，用于选择性地允许流体从外部环境流入蒸气容纳室360的内部。在一个实施例中，孔口370a、b是允许流体从外部环境流入蒸气容纳室360的单向孔口，如图4c中的箭头380a、b所指，但减小、阻止或者基本上防止流体从蒸气容纳室360的内部流出到外部环境中。可以经由孔口370a、b流入蒸气容纳室360的外部流体的例子包括周围空气或者一个或多个惰性气氛（例如氮气）。

在一个实施例中，孔口370a、b可以构造成维持蒸气容纳室360内部和外部环境之间的预定压力差。通过维持蒸气容纳室360内部和外部环境之间的预定压力差，孔口370a、b可以控制将流体从外部环境吸入蒸气容纳室360的速率。为了维持蒸气容纳室360内部和外部环境之间相对恒定的压力差，孔口370a、b可以配备有控制机构（例如，电子致动器、液压致动器、气动致动器、或者机械弹簧），用以基于经过孔口370a、b的压力差来改变孔口370a、b的开放度。当外部环境与蒸气容纳室360内部之间的压力差过高时，孔口370a、b更大地打开，类似地当压力差过低时孔口370a、b向闭合位置移动。在一个实施例中，孔口370a、b可以被弹簧加载并且被朝向闭合位置偏置，以便当蒸气容纳室360与外部环境之间的压力差低于阈值时关闭孔口370a、b，但是当蒸气容纳室360内的压力低于外部环境压力的量超过阈值压力差值时，打开孔口370a、b从而允许将外部流体吸入蒸气容纳室360。

此外，当孔口370a、b被弹簧加载时，通过当压力差较高而自动地向闭合位置移动以及当压力差较低时自动地打开得更大，孔口有助于维持蒸气容纳室360内部与外部环境之间大致恒定的压力差。在一个实施例中，在运输期间将蒸气容纳室360维持在次大气压（sub-atmospheric pressure），并且可以维持在至少0.05英寸水、至少0.1英寸水、或者至少0.15英寸水和/或不超过10英寸水、不超过1英寸水、或不超过0.5英寸水的真空度。在一个实施例中，孔口370a、b构造成允许以至少2、至少4、或至少5次交换/小时吸出蒸气容纳室360的速率将流体从外部环境（例如，周围空气）吸入蒸气容纳室360，其中一次交换等于一体积的蒸气容纳室360。本文中使用的术语“交换/小时”是指更换系统内流体的总体积的总次数/小时，通过将从系统中除去的蒸气的体积流量除以总系统容量而计算。

在一个实施例中，蒸气容纳室360的尺寸可以是使得反应器和加热器322、332（例如，定位反应器和加热器的内部容积）彼此相互间隔至少2英尺、至少4英尺、或至少6英尺和/或不超过50英尺、不超过30英尺、或不超过20英尺的距离。在一个实施例中，蒸气容纳室的长度可以与反应器322和加热器332之间的距离相同或者大致相同。根据一个实施例，蒸气容纳室360的长度与反应器322总长度的和/或加热器332的总长度的比率可以是至少0.1:1、至少0.2:1、或者至少0.3:1和/或不超过1:1、不超过0.6:1、或不超过0.5:1。当反应器322和加热器332之间的空间被最小化时，在打开期间反应器出口门329与加热器进口门338能够彼此接触。在该实施例中，反应器出口门329和加热器进口门338可以构造成当两者都完全被打开时彼此嵌套/重叠（但彼此不接触）。

图4d是包括反应器322、加热器332和蒸气容纳室360的木材处理设备416的侧视图。图4d另外描绘了采用位于加热器332的出口门339附近的产品蒸气除去系统或结构400的一个实施例。产品蒸气除去系统400可以构造成将蒸气从加热器332的出口门339附近的区域（例如复原室）运输出来并远离该区域。此构造可以大致减少并且在一些实施例中可以几乎防止蒸气从离开加热器332的经化学处理的木材捆束逸出和/或蒸气从反应器322和/或加热器332逸出到外部环境。如图4d中所示，蒸气容纳室360和产品蒸气除去系统400均可以连接或者可操作地联接到普通通风系统402。通风系统402用于将蒸气和气体从蒸气容纳室360中吸出和/或穿过产品蒸气除去系统400。尽管图4d中示出了一个常用的用于蒸气容纳室360和产品蒸气除去系统400的通风系统402，但可以使用用于木材处理设备的各容纳/通风区的单独的通风系统。

在图4d所示的实施例中，产品蒸气除去系统400包括设置在通风柜404和加热器332之间的通风罩404和通风室406。通风罩404和通风室406可以连接到将蒸气从通风罩404和/或通风室406中吸出的通风系统402。通风室406可以构造成经过加热器出口门339接收化学改性的木材捆束，加热器出口339通入通风室406。

通风室406可以配备有通风室出口408，经化学改性木材经过该出口进入在通风罩404下方的冷却位置。在一个实施例中，通风室出口408可以配备有门409，当将该门关闭时基本上将外部环境与通风室406内部隔离。当给通风室配备这种门时，通风室也可以配备有类似于蒸气容纳室360的孔口370a、b的孔口（未图示），如前面参照图4c所描述。然而，在另一个实施例中，通风室出口408构造成不断地允许流体从外部环境进入通风室406的内部。在该实施例中，通风室出口408可以完全地打开从而允许流体经过该出口自由流动。可替代地，通风室出口408可以部分地被柔性材料（例如，悬挂的VISQUEEN片或者VISQUEEN的条）包覆，该柔性材料允许化学处理木材捆束经过该出口但至少部分地阻止流体经过该出口自由流动。在本发明的一个实施例中，可以将通风室406完全排除，并且通风罩404可以位于与加热器332的出口门339相邻的位置。

如图4d中所示，通风系统402可以包括一个或多个真空发生器410、处理装置412、偏流器414、多个蒸气出口导管349a-c。真空发生器410可以可操作地分别经由出口导管349a、b、c从蒸气容纳室360、通风罩404、和/或通风室406中吸出蒸气。处理装置412可以可操作地除去利用真空发生器410从蒸气容纳室360、通风罩404、和/或通风室406中吸出的蒸气的一种或多种成分的至少一部分或者改变其组成。合适处理装置的例子可以包括但不限于洗涤器、热氧化器、催化氧化器或者其它催化步骤、和/或沉淀器。

根据一个实施例，偏流器414可以通过如下方法可操作地调节真空发生器410的总通风容量：引导蒸气流进入蒸气出口导管349a、b、c由此将通风系统402的总通风容量在蒸气容纳室360和产品蒸气除去结构（例如，通风罩404、和/或通风室406）之间进行分配。本文中使用的术语“总通风容量”是指可利用真空发生器或其它来源系统所除去蒸气的最大体积，表示为基于时间的速率。在蒸气容纳室360、通风罩404和/或通风室406之间的总通风容量的分配的可以有利地例如适应化学改性处理的各种步骤。在一个实施例中，偏流器414可以可操作地均匀地分配总通风容量，一般表示为“X”，因而将?X提供给蒸气容纳室360，将?X提供给通风罩404，将?X提供给通风室406。在另一个示例性实施例中，偏流器414可以将更多的通风容量分配至三个区域的一个区域，例如蒸气容纳室360，因而将?X提供给蒸气容纳室360，将?X提供给通风罩404，并且将?X提供给通风室406。

现在将参照图4d详细地描述木材处理设备416的操作的一个实施例。第一个木材捆束（本文中用字母“C”代表）可以经由反应器进口门328装载到化学改性反应器322中并且被化学处理。同时，第二个木材捆束（这里用字母“B”表示）可以经由加热器进口门338导入加热器332并且被加热和/或干燥。虽然分别在化学改性反应器322和加热器332中对捆束C和B进行化学改性和加热/干燥，但可以将本文中用字母“A”表示的第三个木材捆束从通风室406去除并且位于通风罩404的下方，通常如图4d中所示。

一旦捆束A已充分干燥，则可以将其从通风罩404中去除并且运输至存储区（未图示）。然后，可以利用偏流器414对通风系统402的总通风容量的分配进行调节，使得分配至蒸气容纳室360通风容量的量增加同时使分配至通风罩404通风容量的量减小。接着，在捆束“B”的加热完成后，可以连续地打开加热器进口和出口门338、339并且可以在进入通风系统402前将存在于加热器332内部的任何剩余蒸气或气体除去并使该蒸气或气体经过蒸气容纳室360。在一个实施例中，加热器332的蒸发还可以包括将外部流体（例如，周围空气或者其它惰性气氛）经过通风罩404和通风室406吸入系统，当存在时。然后，外部流体可以经由加热器出口门339进入加热器332并且在离开加热器332前经由加热器进口门338经过加热器332的内部而进入蒸气容纳室360。一旦在蒸气容纳室360中，外部流体，连同从加热器332内部除去的任何剩余的蒸气或气体，可以通过通风系统402以至少2次交换/小时、至少4次交换/小时、或者至少6次交换/小时的速率从蒸气容纳室360中吸出。例如，如果通风系统具有100立方米的总体积并且蒸气除去速率为200立方米/小时，交换/小时可以是（200立方米/小时）/（100立方米）也即2次交换/小时。

一旦从蒸气容纳室360中除去外部流体和剩余的蒸气/气体，则可以经由加热器出口门339从加热器332中去除捆束B，使捆束B通过位于通风罩404下方的通风室406（如果存在）以冷却和/或进一步干燥捆束B，如前详细描述。然后，可以在相继打开反应器出口门329和反应器进口门328之前，关闭加热器出口门339。此后，可以利用通风系统402从化学改性反应器322内部蒸发掉剩余的蒸气或气体。在一个实施例中，可以将外部流体（例如，周围空气或者其它惰性气氛）经由反应器进口门328吸入反应器322并且使其在经由反应器出口门329进入蒸气容纳室360之前经过反应器322的内部。如上所述，然后可以以至少2次交换/小时、至少4次交换/小时、或者至少6次交换/小时的速率经由蒸气出口导管349a从蒸气容纳室360中吸出外部流体以及任何剩余的蒸气或气体。

此后，可以经由反应器出口门329从化学改性反应器322中去除捆束C并且沿运输路径399经过蒸气容纳室360。在一个实施例中，产品通风系统402可以用于在反应器322和加热器332之间运输木材捆束期间从蒸气容纳室360中抽出气体和蒸气。然后，可以将化学湿润的捆束C经由加热器进口门338导入加热器332内部，在开始捆束C的加热之前。接着，在依次关闭反应器进口门328、反应器出口门329、和加热器进口门338，可以将第四捆束（未图示）装载到化学改性反应器322内部。可以减少总通风容量流向蒸气容纳室360的分配，同时增加对通风罩404的分配，由此冷却和/或进一步干燥捆束B。在重复上述步骤以处理一批新的木材捆束之前，可以将第五捆束（未图示）放置在装载区（未图示）或者反应器进口门328附近。

应当理解的是，在上述操作程序中，一些步骤可以优选地按所描述顺序执行，同时一些步骤可以同时地执行和/或可以转换一些步骤的顺序。上述系列的步骤只是用来描述一种操作木材处理系统416的示例性方法。

微波加热系统

根据一个实施例，上述一个或多个加热系统可以包括利用微波能量来加热一个或多个物体或物品的微波加热系统。除了上述木材处理设备的一个实施例外，根据本发明一个实施例的微波加热系统具有用于多种其它步骤的宽广适用性。应当理解的是，虽然本文中主要地描述用于加热“木材”或“木材捆束”的步骤，但本文中描述的方法和系统同样也适用于对一个或多个制品、物件或负载进行加热的用途。可以应用微波加热系统的其它类型的用途的例子（如本文中所述）可以包括但不限于高温真空陶瓷和金属烧结、熔融、钎焊、和各种材料的热处理。在一个实施例中，微波加热系统可以包括真空系统（例如，微波真空加热器）并且可以用于材料的真空干燥例如矿产品和半导体、食品（例如水果和蔬菜）的真空干燥、陶瓷和纤维性模具的真空干燥、以及化学溶液的真空干燥。

现在转向图5，图示的根据本发明一个实施例的微波加热系统420包括至少一个微波发生器422、微波加热器430、微波分配系统440、可选的真空系统450。由微波发生器422产生的微波能量可以经由微波分配系统440的一个或多个部件被引导至微波加热器430。将简要地描述关于微波分配系统440的部件和操作的其它细节。当存在时，真空系统450可以可操作地将微波加热器430内的压力减小至不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、或者不超过75托。在一个实施例中，真空系统可以可操作地将微波加热器430内的压力减小到不超过10毫托（10^-3托）、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或者不超过0.1毫托。现在，将在下面详细地描述微波加热系统420的各部件。

微波发生器422可以是能够制造或产生微波能量的任何装置。本文中使用的术语“微波能量”是指具有300 MHz和30 GHz之间的频率的电磁能量。本文中使用的术语表示范围的“在……之间”意图包括叙述的端点。例如，“x和y之间的”数字可以是x、y或者从x至y的任意值。在一个实施例中，微波加热系统420的各种构造可以使用频率为915 MHz或2.45 GHz的微波能量，这两种微波能量通常被标示为工业微波频率。合适类型的微波发生器的例子可以包括但不限于：磁控管、速调管、行波管、和回旋管。在各种实施例中，一个或多个微波发生器422能够输送（例如，具有最大输出）至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或者至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或者不超过1000 kW。尽管图示为包括一个微波发生器422，但微波加热系统420可以包括2个以上构造成以类似方式操作的微波发生器。

微波加热器430可以是任何装置能够接收和利用微波能量加热一个或多个物品（包括例如木材捆束）。在一个实施例中，至少75%、至少85%、至少95%、或者基本上全部的热量或能量可以由微波加热器430以微波能量的方式提供。微波加热器430也可以用作微波干燥器，该微波干燥器可以进一步可操作地利用微波能量来干燥设置在其中的一个或多个物品，如本文中所述。

现在转向图6，微波加热器530的一个实施例被图示为包括容器体532和门534，门534用于选择性地允许并且阻断一个或多个物体（未图示）进出微波加热器530的内部536。在一个实施例中，微波加热器530的容器体532可以是沿中心伸长轴535的细长体，该细长体可以取向在大致水平方向，如图6中所示。容器体532可以具有任何合适形状和尺寸的剖面。在一个实施例中，容器532的剖面可以是大致圆形或者圆形，而在另一个实施例中，剖面可以是椭圆形。根据一个实施例，容器体532的剖面的尺寸和/或形状可以沿伸长方向变化，而在另一个实施例中其剖面的形状和/或尺寸可以保持大致相同。在图6所示的实施例中，微波加热器530的容器体532包括水平取向的细长圆柱形容器体具有圆形剖面的。

微波加热器530可以具有最大总内部尺寸或长度L、和最大内直径D，如图6中所示。在一个实施例中，L可以是至少8英尺、至少10英尺、至少16英尺、至少20英尺、至少30英尺、至少50英尺、至少75英尺、至少100英尺和/或不超过500英尺、不超过350英尺、不超过250英尺。在另一个实施例中，D可以是至少3英尺、至少5英尺、至少10英尺、至少12英尺、至少18英尺、至少20英尺、至少25英尺、或者至少30英尺和/或不超过25英尺、不超过20英尺，或者不超过15英尺。在一个实施例中，微波加热器530长度与其内直径（L:D）的比率（L:D）可以为至少1:1、至少2:1、至少3:1、至少4:1、至少6:1、至少8:1、至少10:1和/或不超过50:1、不超过40:1、或者不超过25:1。

微波加热器530可以由任何合适材料制成。在一个实施例中，微波加热器530可以包括至少一个导电和/或高反射性材料。合适材料的例子可以包括但不限于所选择的碳素钢、不锈钢、镍合金、铝合金、和铜合金。微波加热器530可以几乎完全地由单一材料制成，或者可以使用多种材料来制造微波加热器530的各种部分。例如，在一个实施例中，微波加热器530可以由第一材料制成，然后可以用第二材料在其内和/或外表面的至少一部分上进行涂覆或加层。在一个实施例中，涂层可以包括以上所列出金属或合金中的一种或多种，而在另一个实施例中，涂料或涂层可以包括玻璃、聚合物、或者其它介电材料。

微波加热器530可以限定适于接收负载的一个或多个空间。例如，在一个实施例中，微波加热器530可以限定构造成接收并且容纳一个或多个木材捆束的捆束接收空间（图6中未示出）。负载（例如，木材）可以以静态或动态方式位于微波加热器530的内部536。例如，在一个实施例中，其中负载静止地位于微波加热器530内，负载可以是在加热期间相对静止并且可利用静态定位装置（未图示）加以固定，例如架子、平台、停止的推车、停止的带等。在另一个实施例中，其中负载动态地位于微波加热器530内，在加热期间在对至少一部分加热时可以利用一个或多个动态定位装置（未图示）使负载运动。动态定位装置的例子可以包括但不限于连续移动带、滚筒、水平和/或竖直振动平台、和旋转平台。在一个实施例中，可将一个或多个动态定位装置用于通常的连续步骤，同时可将一个或多个静态定位装置应用于成批处理或者半成批处理。

根据本发明的一个实施例，微波加热器530还可以包括一个或多个密封机构，用于在处理期间减小、阻止、最小化或者基本上防止流体和/或微波能量泄漏入或泄露出容器内部536。如图6中所示，容器体532和门534可以分别具有各自的体侧和门侧密封面531、533。在一个实施例中，当门534被关闭时体侧和门侧密封面531、533可以直接地或者间接地形成门534与容器体532之间的流体密封。当体侧与门侧密封面531、533的至少一部分彼此发生直接物理接触时，可以形成直接密封。如果把用于使微波加热器530的内部与外部环境（图6中未示出）流体分离的一个或多个弹性密封件至少部分地挤压在门侧和/或体侧密封面533、531，则当门534关闭时可以在门534与容器体532之间形成间接密封。弹性密封件的例子可以包括但不限于O型圈、缠绕垫片、密封垫圈等。根据一个实施例，容器体532与门534之间所形成的直接或间接密封可以使微波加热器530当根据程序B1标题为“喷射测试”并且使用Varian型号938-41检测器执行氦气泄漏测试时在体532与门534的结合处或附近具有不超过10^-2托升/秒、不超过10^-4托升/秒、或者不超过10^-8托升/秒的流体泄漏速率，上述“喷射测试”描述于由Alcatel真空技术公司出版的标题为“氦气泄漏检测技术”的文件中。在一个实施例中，当微波加热器530内部的环境包括次大气压或者复杂的处理环境时，流体密封尤其有用。

根据本发明一个实施例的微波加热器还可以包括微波扼流圈，该微波扼流圈用于当门534关闭时阻止或基本上防止微波加热器530门534与容器体532之间的微波能量泄漏（例如，在534与容器体532的结合处或附近）。本文中使用的术语“扼流圈”是指微波容器的任何装置或部件；在施加微波能量期间该装置或组件可操作地减少从容器中泄漏或逸出的能量的量。在一个实施例中，扼流圈可以是与不使用扼流圈相比可操作地减少容器的微波泄漏量达至少25%、至少50%、至少75%、或者至少90%的任何装置。在本发明的一个实施例中，微波扼流圈可以可操作地允许当利用Narda Microline型号8300板带环各向同性辐射监测器（300MHz至18GHz）在距离容器5 cm处测量时不超过50毫瓦/平方厘米（mW/cm²）、不超过25 mW/cm²、不超过10 mW/cm²、不超过5 mW/cm²、或者不超过2 mW/cm²的经过扼流圈泄漏出加热器的微波能量。

此外，与当处于次大气压时经常失效的常规微波扼流圈相反，根据本发明一个实施例的微波扼流圈可以可操作地基本上阻止微波能量泄漏，甚至在高真空条件下。例如，在一个实施例中，当微波加热器内的压力不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过100托、或者不超过75托时。在一个实施例中，当微波加热器内的压力不超过10毫托（10^-3托）、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或者不超过0.1毫托时，微波扼流圈（如本文中所述）可以抑制来自加热器的微波能量泄漏至上述程度。此外，根据本发明一个实施例的微波扼流圈可以在大规模单元（例如具有至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或不超过1000 kW的微波能量输入速率的微波加热器）中维持其防泄漏水平。

在一个实施例中，在将微波能量导入容器时在扼流圈650附近基本上可以不发射电弧放电（例如，在加热步骤期间），甚至在上述的微波能量和真空压力水平下。文本中使用的术语“电弧放电”是指不期望的、未控制的电释放，至少部分地由周围流体电离化所引起。电弧放电（其会损坏设备和材料且会引起很大的着火或爆炸危险）在较低压力下具有较低阈值，特别是次大气压（例如，真空）。通常，常规系统限制能量输入速率从而最小化或避免电弧放电。然而，与常规系统相反，当该压力不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过100托、不超过75托、不超过10毫托（10^-3托）、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或者不超过0.1毫托和/或至少50托或者至少75托并且在扼流圈出或附近基本上没有弧放电时，根据本发明实施例的微波加热器可以可操作地以至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或不超过1000 kW的速率接收微波能量，并且可以导入微波加热器（可选地，称为真空微波加热器或者真空微波干燥器）。

现在参照图7a，提供了微波扼流圈650的一个实施例的剖面段，当门634关闭时，微波扼流圈650用于基本上阻止门634与微波加热器的容器体632之间的微波能量泄漏。如图7a中所示，当门634关闭并且各自的门侧633和体侧631密封面彼此直接或间接接触时，微波扼流圈650的至少一部分被协作地限定或形成在门634和容器体632之间。在一个实施例中，也可以存在可选的流体密封件660，用以抑制、最小化或者基本防止流体泄漏入或者泄漏出微波加热器，如前所述。流体密封件660（当存在时）可以联接到容器体632或者如图7a中所示联接到门634。

根据图7a中所示的一个实施例，当微波加热器的门634被关闭时，微波扼流圈650限定第一径向延伸的扼流圈腔652、第二径向延伸的扼流圈腔654、和至少部分地设置在第一和第二扼流圈腔652、654之间的径向延伸扼流圈导壁656。在图7a中所示的一个实施例中，当门634关闭时第一扼流圈腔652被限定在容器体632和扼流圈导壁656之间，同时将第二扼流圈腔654至少部分地设置在门634和扼流圈导壁656中，使得扼流圈导壁l656大致联接到微波加热器的内部并且可以径向位于微波加热器内部和由密封件660（当存在时）所形成的流体密封之间。在本发明的另一个实施例（图7a中未示出）中，第二扼流圈腔654可以至少部分地由容器体632所限定，使得当门634被关闭时第二扼流圈腔654可以位于容器体632和扼流圈导壁656之间，使得扼流圈导壁656大致联接到容器体632。

在一个实施例中，当门634关闭时，第二扼流圈腔654的至少一部分可以沿第一扼流圈腔652的至少一部分延伸。在一个实施例中，当门634关闭时，至少40%、至少60%、至少80%、或者至少90%的第二扼流圈腔654的总长度可以沿第一扼流圈腔654延伸。第一和/或第二扼流圈腔652、654的总长度，在图7a中用字母“L”表示，可以是微波加热器的内部微波能量的主导波长的长度的至少1/16倍、至少1/8倍、至少1/4倍和/或不超过1倍、不超过3/4倍、或者不超过1/2倍。第一和/或第二扼流圈腔652、654的长度L可以为至少1英寸、至少1.5英寸、至少2英寸、或至少2.5英寸和/或不超过8英寸、不超过6英寸、或不超过5英寸。

如图7b中所示，相对延伸角Φ可以被限定在由直线690所标示的第一扼流圈腔652的延伸方向与由直线692所标示的第二扼流圈腔654的延伸方向之间。在各种实施例中，相对延伸角Φ可以不超过60°、不超过45°、不超过30°、或者不超过15°。在一些实施例中，第二扼流圈腔654的延伸方向可以大致平行于第一扼流圈腔652的延伸方向，如图7a中所示。

现在参照图7c，示出了微波扼流圈的局部等距剖面部。如图7c中所示，扼流圈导壁656可以整体地形成入门634中。根据一个实施例，导壁656可以包括沿导壁656周向设置的多个相互间隔的末端开口的间隙670。在一个实施例中，各间隙的中心线之间的间距可以为至少0.5英寸、至少1英寸、至少2英寸、或至少2.5英寸和/或不超过8英寸、不超过6英寸、或不超过5英寸。

根据本发明的另一个实施例，扼流圈650的至少一部分可以包括可拆除地联接到容器体632或门634的可拆除部651。在一个实施例中，可拆除部651可以可拆除地联接到门634。本文中使用的术语“可拆除地联接”表示以如下方式附接：使得可以在一部分的扼流圈可以在不明显损坏或者破坏容器体、扼流圈、和/或门的情况下除去。在一个实施例中，可拆除的扼流圈部651可以包括导壁656的至少一部分或者全部。图7d示出了具有至少一个可拆除部651的微波扼流圈。在图7d所示的一个实施例中，导壁656可以联接到可拆除扼流圈部651。可拆除扼流圈部651可以包括多个可拆除扼流圈段653a-e，这些段各自可拆除地联接到门634或容器体632（实施例未图示）。在一个实施例中，可拆除扼流圈部651可以包括至少2、至少3、至少4、至少6、至少8和/或不超过16、不超过12、不超过10、或者不超过8可拆除扼流圈段653。根据一个实施例，其中可拆除扼流圈部651通常具有环形的直径，可单独拆除的扼流圈段653a-e可以具有通常为弧形的形状，如图7d中所示。

可以根据任何已知方法（包括例如螺栓、螺杆）或者任何其它类型的合适的可拆除紧固装置将可拆除扼流圈部651紧固到门634或容器体632。在一个实施例中，可以用磁力将可拆除扼流圈部651紧固到门634或容器体632。部分地根据期望的紧固方法，可拆除扼流圈部651可以具有多种剖面形状。例如，如图7e-h中所示，可拆除扼流圈部651可以限定通常为G形（如图7e中所示）、通常为J形或U形（如图7f中所示）、通常为L形（如图7g中所示）、或者通常为l形（如图7h中所示）的剖面。

在操作中，在不拆除部分或者基本上再加工容器体632和/或门634从而恢复微波加热器正常操作的情况下，可拆除扼流圈部651可以附接到、除去、和/或随后更换。例如，在一个实施例中，多个可单独拆除的扼流圈段653a-e可以单独且独立地附接到门634和/或容器体632。随后，当微波扼流圈的一个或多个部分受损坏或者需要更换时，可以从容器体632或者门634中单独地和独立地分离或者除去一个或多个单独地可拆除扼流圈段653和/或整个可拆除扼流圈部651并且用一个或多个新的（例如，更换）可拆除扼流圈段653和/或新的可拆除扼流圈部651加以更换。在一个实施例中，分离然后重新附接到（例如，除去并且更换到）容器体632或门634的可拆除扼流圈段或者段653a、b、c、d和/或e的数量可以不多于或者不超过可拆除部651的扼流圈段653a-e的总数。

根据微波能量的行为可以将微波加热器530（一般地示于图6）分类成单一模式腔、多模式腔、或准光学腔。本文中使用的术语“单一模式腔”是指被设计成可操作地在单个特定模式中维持腔内的微波能量。经常，单一模式腔的设计和特性可以限制容器的尺寸和/或将负载位于该室内的方式。因此，在一个实施例中，微波加热器530可以包括多模式或者准光学模式腔。本文中使用的术语“多模式腔”是指腔或室，其中以半随机或者未引导方式将微波能量激发至多个驻波模式。本文中使用的术语“准光学模式腔”是指其中大部分但不是全部能量以受控制的方式被引导向特定区域的腔或室。在一个实施例中，多模式腔在容器中心附近具有比准光学腔更高的能量密度，同时准光学腔可以影响微波能量的准光学性质以便更严密地控制和引导能量排放入腔内部。

转回图5中所示的微波加热系统420，微波分配系统440可操作地将由微波发生器422所产生微波能量的至少一部分传递或引导至微波加热器430内部，如以上简要的描述。如图5中示意性地示出，微波分配系统440可以包括至少一个波导442可操作地联接到一个或多个微波发射器，图示为发射器444a-c。可选地，微波分配系统440可以包括一个或多个微波模式转换器446（该转换器用于改变经过的微波能量的模式）、和/或一个或多个微波开关（未图示）（用于选择性地发送微波能量至一个或多个微波发射器444a-c）。现在将详细地描述关于特定部件和微波分配系统440的各种实施例的其它细节。

波导442可以可操作地将微波能量从微波发生器422运输至一个或多个微波发射器444a-c。本文中使用的术语“波导”是指能够将电磁能量从一个位置引导至另一位置的任何装置或材料。合适的波导的例子可以包括但不限于同轴电缆、包层光纤、介电填充的波导、或者任何其它类型的传输线。在一个实施例中，波导442可以包括一个或多个介电填充的波导段用于将微波能量从微波发生器422输送至一个或多个发射器444a-c。

波导442可以被设计和构造成在特定的主导模式中传送微波能量。本文中使用的术语“模式”是指微波能量的通常固定剖面场模式。在本发明的一个实施例中，波导442可以构造成在TE_xy模式下传送微波能量，其中x为在1至5范围内的整数并且y为0。在本发明的另一个实施例中，波导442可以构造成在TM_ab模式下传送微波能量，其中a为0并且b为在1至5范围内的整数。应当理解的是，本文中使用的用于描述微波传播模式的a、b、x、和y值的上述限定的范围在本说明书的全文中均适用。此外，在一些实施例中，当系统的两个以上部件被描述成“TM_ab”或者“TE_xy”部件时，对于各部件a、b、x和/或y的值可以相同或不同。在一个实施例中，对于给定系统的各部件a、b、x和/或y的值是相同的。

波导442的形状和尺寸可以至少部分地取决于从其中经过的微波能量的期望模式。例如，在一个实施例中，波导442的至少一部分可以包括具有通常为矩形剖面的TE_xy波导，而在另一个实施例中，波导442的至少一部分可以包括具有通常为圆形的剖面的TM_ab波导。根据本发明的一个实施例，圆形剖面波导可以具有至少8英寸、至少10英寸、至少12英寸、至少24英寸、至少36英寸、或者至少40英寸的直径。在另一个实施例中，矩形剖面波导的短尺寸可以为至少1英寸、至少2英寸、至少3英寸和/或不超过6英寸、不超过5英寸、或不超过4英寸，同时长尺寸可以为至少6英寸、至少10英寸、至少12英寸、至少18英寸和/或不超过50英寸、不超过35英寸、或不超过24英寸。

如图5中示意性地示出，微波分配系统440可以包括一个或多个模式转换段446可操作地改变经过其中的微波能量的模式。例如，模式转换器446可以包括TM_ab-TE_xy模式转换器，用于将微波能量的至少一部分的模式从TM_ab改变成TE_xy模式。在另一个实施例中，模式转换446可以包括TE_xy-TM_ab模式转换器，用于接收TM_ab模式能量并且在TE_xy模式中转换和释放微波能量。a、b、x和y的值可以在前述范围内。微波分配系统440可以包括任何数量的模式转换器446，并且在一个实施例中可以包括至少1、至少2、至少3、或者至少4个位于微波分配系统440内各种位置的模式转换器。

现在转向图5，微波分配系统440可以包括一个或多个微波发射器444，该微波发射器用于经由波导442接收来自发生器422的微波能量并且将微波能量的至少一部分发射或释放到微波加热器430内部。本文中使用的术语“微波发射器”或者“发射器”是指能够发射微波能量至微波加热器内部的任何装置。根据本发明各种实施例的微波分配系统可以使用至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少8、至少10和/或不超过100、不超过50、或不超过25个微波发射器。微波发射器可以具有任何合适的形状和/或尺寸，并且可以由任何材料制成，包括例如选择的碳素钢、不锈钢、镍合金、铝合金、和铜合金。在一个实施例中，其中微波分配系统440包括两个或更多个微波发射器，各发射器可以由相同材料制成，而在另一个实施例中，两个或更多个发射器可以由不同材料制成。

在操作中，由一个或多个微波发生器422产生的微波能量可以可选地经由波导442被发送或引导至一个或模式转换器446（如果存在）。此后，在引导至一个或多个微波发射器之前可以将波导442中的微波能量可选地分离成两个或更多个独立的微波部（例如，至少三个部分，如图5中所示），如图5中的发射器444a-c中所示。微波发射器444a-c可以部分或完全地设置在微波加热器430内部并且可以可操作地引导或发射微波能量的至少一部分经由一个或多个相互间隔的发射位置进入加热器430的内部，由此加热和/或干燥设置在其中的物体、物品、或负载，包括例如一个或多个木材捆束。下面将详细描述关于微波加热系统的各种实施例的具体构造和细节。

现在转向图8-10，提供根据本发明的微波加热系统的若干实施例。尽管被描述成构造成接收并且加热木材捆束，但应当理解的是下述微波加热系统可以适用于前述的任何其它步骤和系统，以及其中使用微波加热的任何系统或步骤。此外，应当理解的是，尽管参照具体附图或实施例进行了描述，但下述的所有元件和部件可适用于根据本发明一个或多个实施例的任何微波加热系统。

现在转向图8a和图8b，微波加热系统720的一个实施例被图示为包括微波加热器730和微波分配系统740，该分配系统用于将微波能量从微波发生器（未图示）输送至加热器730。在各种实施例中，可选的真空系统（未图示）可以可操作地将微波加热器730内部压力减小到例如不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过300托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、不超过75托和/或不超过10毫托（10^-3托）、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或不超过0.1毫托。下面将详细描述微波加热系统720的一个或多个实施例的若干特征。

现在转向图8a，微波分配系统740被图示为包括细长波导发射器760，该发射器760至少部分地并且可以完全地设置在微波加热器730的内部。如图8a中所示，细长的波导发射器760可以大致水平地在微波加热器730内部延伸。本文中使用的术语“大致水平地”表示在与水平成10°度的范围内。在一个实施例中，细长波导发射器760的长度与微波加热器730内部空间总长度的比率可以为例如至少0.3:1、至少0.5:1、至少0.75:1、或者至少0.90:1。在一个实施例中，大致水平延伸的细长波导发射器760可以位于朝向微波加热器730的内部空间的上或下半部，并且当存在时通常设置在微波加热器730的相对端可以至少部分地或完全地在竖直方向上设置在加热器进口门738和可选的加热器出口门上方（未图示）。本文中使用的术语“上”和“下”的容积是指位于容器内部容积的上竖直或者下竖直部的区域。在一个实施例中，细长的波导发射器760可以例如完全地设置在微波加热器730内部空间的最上方的三分之一、四分之一、或五分之一内，而在另一个实施例中细长波导发射器760可以例如设置在最下方的三分之一、四分之一、或者五分之一的微波加热器730的总内部空间内。为了测量上述总内部空间的“最上”或“最下”部分，容器剖面中从容器的各自的最上或者下壁向剖面的期望部分的中心伸长轴（例如，三分之一、四分之一、或五分之一）延伸的部分，可以沿中心伸长轴延伸，由此限定容器内部空间的“最上”或“最下”部分的容积。

如图8a中所示，可以构造成接收和加热木材捆束的微波加热器730包括加热器进口门738，该进口门可以可选地包括扼流圈（未图示），该扼流圈构造成允许将木材捆束702导入捆束接收空间739。尽管图示为是直接接触，但应当理解的是捆束702还可以包括设置在板之间的一个或多个间隔体或“粘着剂”。在一个实施例中（未图示），微波加热器730还可以包括可选的加热器出口门739，该出口门位于微波加热器730的加热器进口门738的相对端。当微波加热器730包括独立的加热器出口门739时，可以可选地经由进口门738装载木材捆束702，使其经过微波加热器730并且经由出口门739卸载，而不是经过加热器进口门738装载和卸载。此实施例中的词语“进口”和“出口”门不是限制性的，可以可选地经由门739装载木材捆束702，经过微波加热器730并且经由门738卸载。此外，在另一个实施例中，例如当可选的出口门739不存在时，可以从进口门738装载（插入）和卸载（除去）捆束702。在一个实施例中，细长的波导发射器760可以位于微波加热器730中大致在捆束702下方（未图示）或上方，以便当捆束702进出和/或经过加热器730内部时，不必使细长的发射器移动、除去、收回或重新定位。

现在转向图8b，提供细长波导发射器760的局部详细等轴测视图。在一个实施例中，细长的波导发射器760可以是大致空心的并且包括一个或多个侧壁。一个或多个侧壁可以构造成多种方式，使得细长波导发射器760可以具有多种剖面形状。例如，在一个实施例中，细长波导发射器760可以具有限定大致为圆形或椭圆形剖面形状的单个侧壁。在另一个实施例中，如图8b中所示，细长波导发射器760可以包括四个大致为平面的侧壁764a-d，这些侧壁布置成给予发射器760大致矩形的横向（或者，在另一个实施例中，正方形）剖面构造。细长的波导发射器760可以构造成以任何合适模式（包括TE_xy和/或TM_ab模式）传送和/或发射微波能量，如前面的详细描述。根据一个实施例，细长的波导发射器760可以包括细长的TE_xy发射器，在一个实施例中，该发射器可以具有市售的矩形波导尺寸，例如WR284、WR430或WR340。细长波导发射器760的特定尺寸可以是任何合适的尺寸，并且在一个实施例中可以定制。

如图8b中所示，细长波导发射器760的一个或多个侧壁可以限定多个发射开口，这些开口用于将微波能量释放或发射至微波加热器730内部。尽管在图8b中描绘为限定具有通常为矩形形状并且具有圆形端部的多个细长槽767a-e，但发射开口767a-e可以具有任何合适的形状。各细长槽767a-e可以限定长度（在图8b标示为“L”）和宽度（在图8b中标示为“W”）。在一个实施例中，细长槽767a-e的长度-宽度（L:W）比可以为例如至少2:1、至少3:1、至少4:1、或者至少5:1。另外，如图8b中所示，细长的槽767a-e可以取向在相对于水平方向的各种角度。在一个实施例中，细长槽767a-e可以以相对于水平方向的角度（例如至少10°、至少20°、至少30°和/或例如不超过80°、不超过70°、或者不超过60°）延伸。在一个实施例中，各细长槽767a-e可以具有相同的形状、尺寸和/或取向。在一个实施例中，单独细长槽767a-e的形状、尺寸和/或取向可以不同。细长槽767a-e的形状、尺寸和/或取向的变化可以影响从细长波导发射器760中所发射能量的分配。尽管在图8b的实施例中图示为未被覆盖，但一个或多个发射开口767可以基本上被与发射开口相邻的一个或多个覆盖结构（未图示）所覆盖，发射开口可操作地防止流体流入和流出开口767，但是允许微波能量经过其中释放。

如图8b中所示，一个或多个发射开口767a-e可以至少部分或完全地被细长波导发射器760的一个或多个侧壁764a-d所限定。在一个实施例中，至少50%、至少75%、至少85%、或者至少90%的发射开口767a-e的厚度例如可以被一个或多个侧壁764a-d所限定。根据图8b中所示的实施例，发射开口767a-e可以至少部分或完全地被两个大致直立的侧壁764a、c所限定。本文中使用的术语“大致直立的”表示与竖直方向成30°角的范围内。在一个实施例中，细长的发射器760的侧壁764a-d可以相对较厚，而在另一个实施例中，侧壁764a-d可以是相对较薄。例如，侧壁764a-d的平均厚度，在图8b中标示为×可以为至少1/32（0.03125）英寸、至少1/8（0.125）英寸、至少3/16（0.1875）英寸和/或例如不超过1/2（0.5）英寸、不超过1/4（0.25）英寸、不超过3/16（0.1875）英寸、或不超过1/8（0.125）英寸。根据一个实施例，其中细长波导发射器760的一个或多个侧壁相对较薄，细长波导发射器760可以以至少50%、至少75%、至少85%、至少90%、或者至少95%的微波发射效率将微波能量发射至微波加热器730内部。本文中使用的术语“微波发射效率”可以定义成通过将以下方程式的结果转换成%：（总能量导入发射器-从所有发射器开口释放出的总能量）÷（导入发射器的总能量）。

可以根据任何合适的构造或布置沿细长的波导发射器760来布置发射开口767a-e。在图8b中所示的一个实施例中，发射开口767a-e可以包括设置在发射器760一侧的第一组发射开口（例如，发射开口767a、b）以及设置在另一侧（通常是细长波导发射器760的相对侧）的第二组发射开口（例如，发射开口767c-e）。根据一个实施例，第一和第二组发射开口可以彼此轴向交错，使得相应的开口（例如，开口767a、c，图示为发射对或者开口对780a，以及开口767b、d，图示为发射或开口对780b）彼此不轴向对准。尽管图8b中示出仅有两个发射开口对780a、b，但应当理解的是可以使用任何期望数量的发射开口对。

根据一个实施例，各发射对780a、b包括设置在细长波导发射器760一侧的一个发射开口（例如，对780a的开口767a和对780b的开口767b均设置在侧壁764a上）、以及设置在发射器760的相对侧的另一个发射开口（例如，对780a的开口767c和对780b的开口767d，在图8b中均设置在侧壁764c上）。在一个实施例中，设置在细长波导发射器760相对侧的开口767a、c和767b、d可以轴向对准，而在另一个实施例中相对地相互间隔的开口767a、c和767b、d可以组成多个“近邻的”对（例如，发射对780a、b分别包括“近邻”的开口767a、c和767b、d）。在一个实施例中，例如当使用奇数的发射开口时，一个或多个单个发射开口可突出并且不形成具有任何其它开口的对。在一个实施例中，突出的开口可以是端开口，例如图8b中所视的端开口767。

根据一个实施例，其中对780a、b包括开口的近邻对，发射开口对780a、b的发射开口767a-d中的至少一个开口构造成消除例如由近邻对780a、b的一个或多个其它发射开口767a-d所产生的反射回波导760的内部空间的微波能量的至少一部分。例如，由对780a的开口767a所导致的微波能量反射可以至少部分地、基本上、或者几乎完全地被对780a的其它开口767b的构造消除。以类似的方式，由对780b的开口767c所导致的微波能量反射可以至少部分地、基本上、或者几乎完全地被对780b的其它开口767d的构造所消除。

此外，在一个实施例中，当把发射开口767a-d布置在近邻对中时，从开口对780a、b的各发射开口767a-d传输至微波加热器730内部的能量的总量可以等于导入发射器760的微波能量总量的一部分。例如，在一个实施例中，其中发射器包括N对的发射开口和单个端开口，从各对发射开口发射出的微波能量的部分（和/或未配对的或单个端开口）可以用以下公式：1/（N+1）表示。因此，根据图8b中所示的一个实施例，其中N=2，由各对780a、b发射的能量的总量可以等于被导入细长波导发射器760的总能量的1/（2+1）或1/3。类似地，在这种实施例中从未配对发射开口发射出的能量（例如，图8b中的单个端开口767e）可以用公式1/（N+1）表示。因此，在图8b中所示的实施例中，发射开口767e也可以发射导入细长波导发射器760的总能量的大约1/3。

图9a-h中示出了微波加热系统820的另一个实施例。如图9a中所示，微波加热系统820包括微波加热器820和微波分配系统840，该微波分配系统可操作地将微波能量从微波发生器（未图示）运输至加热器820。在一个实施例中，微波加热系统820也可以包括真空系统（未图示），该真空系统用于将微波加热器830内的压力减小至低于大气压。如图9a中所示，微波加热器830可以包括加热器进口门838，该进口门用于将木材捆束（或者其它负载）导入加热器830内部。可选地，微波加热器830可以包括加热器出口门（图9a中未示出），该出口门通常设置在加热器830的加热器进口门838的相对端的。另外，微波加热器830可以包括多个相互间隔的发射开口，例如图9a中图示为841a、b的发射开口，位于沿微波加热器830的一个或多个外侧壁831的各种位置。发射开口841a、b可以可操作地容纳微波分配系统840的一个或多个部件，由此便于将微波能量传输至微波加热器830内部。现在将参照图9b-h更详细地描述关于微波分配系统840的其它细节。

转向图9b，示出了微波加热器830的俯视局部剖视图，具体示出了多个微波发射器844a-d，这些微波发射器直接或间接地联接到微波加热器830的相对侧壁831a、b。本文中使用的术语“间接地联接”是指用于至少部分地将一个或多个发射器连接到容器的一个或多个中间设备。发射器844a-d可以可操作地经由一个或多个打开的出口845a-d将微波能量发射到微波加热器830的内部，如图9b中所示。尽管图9b中示出包括四个发射器844a-d，应当理解的是微波加热器830可以包括任意期望数量的发射器。在一个实施例（未图示）中，微波加热器830可以包括两个额外的发射器，这两个发射器轴向地位于图9b中的发射器844a、b的左侧和/或位于发射器844c、d的右侧。这两个额外的发射器（未图示）可以面朝相同方向和/或不同方向。例如，在图9b中所示的一个实施例中，发射器844a-d被图示为面朝相反方向。此外，在一个实施例（未图示）中，微波加热器830可以包括四个额外的发射器，在图9b中以类似方式布置成发射器844a-d，如下面进一步的描述。

根据任何合适构造，微波发射器844可以位于沿着、内部或者接近微波加热器830。在一个实施例中，微波发射器844可以构造成包括两对发射器。在这些对内部的单独发射器通常可以位于微波加热器830相同侧（例如，这些对包括发射器844a和844d并且其它对包括发射器844b和844c）或者通常在相对侧（例如，这些对包括微波发射器844a和844b，其它对包括844c和844d）。

本文中使用的术语“大致相对侧”或“相对侧”是指两个发射器被定位成使得被限定在两者之间的径向对准角在从至少90°至180°的范围内。“径向对准角（β）”的定义是从各发射器的中心向容器中心伸长轴延伸的两条直线之间所形成的角。例如，图9c示出了示例性的发射器845和846a，从而在这两个发射器之间限定径向对准角β₁。位于容器的大致相对侧的两个发射器之间的径向对准角可以为至少120°、至少150°、至少165°和/或不超过180°或者大约180°。在一个实施例中，两个发射器通常可以位于为相对的侧壁上，通常如图9b中所示，而在另一个实施例中，两个相对设置的发射器可以位于加热器（未图示）的竖直顶部和底部或者附近。

在一个实施例中，其中一对或多对射器包括位于微波加热器的大致相对侧的单独发射器（例如，图9b中的发射器844b和844a或者发射器844c和844d），这些对中的单独发射器也可以彼此轴向对准。本文中使用的术语“轴向对准”是指限定在0°至45°范围内的轴向对准角的两个发射器。本文中使用的“轴向对准角”可以被从各发射器的中心之间延长出的最短直线（也与容器的伸长轴交叉）与在垂直于伸长轴的方向延长出的直线之间所形成的角所限定。在图9d中，轴向对准角是形成于直线850（该直线850是在示例性发射器845和846的中心之间延长出）和垂直于伸长轴835a的直线852之间。在一个实施例中，轴向对准的发射器可以至少限定0°和/或例如不超过30°或不超过15°的轴向对准角。

在另一个实施例中，在反射器对内部的单独发射器通常可以位于微波加热器的相同侧。本文中使用的术语“大致相同侧”或者“相同侧”是指两个发射器具有在从至少或等于0°至90°的范围内的径向对准角β。图9c中的示例性发射器845和846b位于微波加热器的大致相同侧，因为限定在这两个发射器之间的径向对准角（例如β₂）不超过90°。在一个实施例中，设置在微波加热器相同侧的两个发射器可以至少限定为0°和/或不超过60°、不超过30°、不超过15°、或大约0°的径向对准角。

在一个实施例中，其中一对或多对的发射器包括位于微波加热器的大致相同侧的单独发射器（例如，图9b中的发射器844a和844d或者发射器844b和844c），这些发射器对内的单独发射器也可以彼此轴向地相邻。本文中使用的术语“轴向相邻”是指位于微波加热器相同侧使得在该侧没有其它发射器设置在轴向相邻发射器之间的2个以上发射器。根据一个实施例中，其中微波分配系统包括2对以上相对地定位的微波发射器，第一对中的一个发射器通常设置在第二对的一个发射器的相同侧，由此形成轴向相邻的发射器对。

如图9b中所示，各微波发射器844a-d可以限定各自的用于将微波能量发射到微波加热器830内部的打开出口845a-d。打开出口可以定位成以任何合适的模式或方向成将能量发射至微波加热器830内部。例如，在图9b中所示的一个实施例中，轴向相邻发射器的打开出口（例如，发射器844a、d的出口845a、d以及发射器844b、c的出口845b、c）可以取向成在大致平行于外侧壁的方向上彼此面对，发射器联接到该外侧壁（例如，发射器844a、d的侧壁831以及发射器844b、c的侧壁831b），由此在一般方向上释放微波能量。本文中使用的术语“大致平行”表示在平行方向的10°范围内。在一个实施例中，至少一个打开的出口845a-d可以被取向成在大致平行于微波加热器830的伸长轴（图9b中标示为直线835）的方向上释放能量。根据一个实施例，至少一个打开出口845a-d可以被取向成朝向加热器830的轴向中点。本文中使用的容器的“轴向中点”是由垂直于伸长轴835的平面所限定并且与伸长轴835的中点839交叉，如图9b中所示。在一个实施例中，各打开出口845a-d被取向成朝向加热器830的轴向中点，使得前侧发射器844a、b的打开出口845a、b大致面向背侧发射器844c、d的打开出口845c、d，如图9b中所示。

根据一个实施例，在操作中，可以经由波导842a-d将由一个或多个微波发生器（未图示）所产生微波能量运输至发射器844a-d，这些发射器将能量发射到微波加热器830的内部。尽管图9b中未示出，但任何数量或构造的微波发生器可以用于产生用于微波加热系统820的微波能量。在一个实施例中，可以使用单个发生器经由波导842a-d和发射器844给加热器830提供能量；而在另一个实施例中，加热系统820可以包括2个以上的发射器。根据另一个实施例，可以利用一个或多个微波发生器的网络使得在大致相同的时间从至少1个、至少2个、至少3个或者所有4个微波发射器844a-d发射出微波能量。在一个实施例中，一个或多个发射器844a-d可以联接到单个发生器，并且可以利用一个或多个微波开关在发射器之间分配来自发生器的能量。在另一个实施例中，一个或多个发射器844a-d可以具有单独的专用发生器，使得将至少75%、至少90%或者基本上全部的由发生器所产生微波能量发送至单个发射器。参照图11a和11b简要地描述关于微波发生器、波导和发射器及其操作的具体实施例的其它细节。

利用波导段842a-d所传送的微波能量可以采用任何合适的模式，包括例如TM_ab模式和/或TE_xy模式，其中a、b、x和y具有如前定义的值。在一个实施例中，波导段842a-d各自包括TE_xy波导段，段842a和842d构造成穿过侧壁831a并且段842b和842c构造成穿过侧壁831b而径向延伸入微波加热器830的内部且向伸长轴835延伸，如图9b中所示。

根据本发明的一个实施例，可以在发射至微波加热器830内部之前（或者同时），改变经过波导段842a-d所传送微波能量的模式。例如，在一个实施例中，由微波发生器产生的TE_xy模式能量（图9b中未示出）可以在经过一个或多个模式转换段之后以TM_ab模式能量的方式被发射成微波能量，在图9b中图示为模式转换器850a-d。模式转换器可以具有任何合适尺寸和形状，并且可以将任何合适数量的模式转换器微波分配系统840。在一个实施例中，一个或多个模式转换器850a-d可以设置在微波加热器830内部空间（容积）的外部，而在另一个实施例中，模式转换器850a-d可以部分或完全地设置在微波加热器830内部。模式转换器850a-d可以位于侧壁831a、b中（或者附近），或者如图9b中所示，可以与微波加热器830的外侧壁831a、b相互间隔。

根据一个实施例，其中模式转换器850a-d被部分或完全地设置在加热器830内，微波能量可以最初在TE_xy模式中进入微波加热器，随后可以将能量的至少一部分转换使得从发射器844a-d发射至微波加热器830内部的能量的至少一部分可以在TM_ab模式中。在一个实施例中，波导段842a-d可以包括TE_xy波导段，该段可操作地在TE_xy模式中将微波能量从发生器传递至加热器830。在一个实施例中，可以将TE_xy波导段842a-d的至少一部分并入发射器844a-d，如图9b中所示。当能量从波导段842a-d经过模式转换器850a-d时，该能量被转换成TM_ab模式。随后，在经由TM_ab开放出口845a-d被释放到加热器830中之前，离开模式转换器850a-d的TM_ab模式能量可以经过各自的TM_ab波导段843a-d（图9b中示出完全设置在微波加热器830内部并且与其侧壁833分开）。

根据图9e中所示的另一个实施例，微波加热系统820可以包括一个或多个反射器890a-d，这些发射器位于打开的出口845a-d附近并且可操作地反射或分配从发射器844a-d发射至微波加热器830内部的微波能量。在一个实施例中，反射器可以是固定或静止反射器，以便反射或分配能量同时反射器的位置不改变。在图9e中所示的另一个实施例中，一个或多个反射器890可以是可移动反射器，该发射器可操作地改变位置从而将微波能量反射或分配至微波加热器830内部。图9e中的各可移动反射器890a-d提供各自的反射面891a-d，这些反射面用于反射或分配从微波发射器844a-d发射出的能量。如图9e中所示，各反射面可以与外侧壁831a、b相互间隔并且可以定位成使得发射器844a-d的各自发射开口845a-d中的一个或多个面向它们各自的反射面891a-d，这些反射面相应地定位直接接触或者反射来自发射开口845a-d的微波能量的至少一部分。在一个实施例中，从微波发射器844a-d中发射的微波能量的至少一部分或者基本全部可以至少部分地接触并且可以至少部分地被各自的反射器表面891a-d反射或分配。在一个实施例中，一个或多个反射面891a-d可以取向成面对大致平行于外侧壁831a、b的伸长方向。

在一个实施例中反射器表面891a-d可以大致为平面型，而在其它实施例中一个或多个反射器表面891a-d可以是非平面型。例如，在一个实施例中，一个或多个非平面型反射器表面891a-d可以限定曲率，如图9h中所示的实施例中所示。反射器表面891a-d可以是平滑的或者可以一个或多个凸面。本文中使用的术语“凸面”是指反射器中是可操作地分配而不是反射能量的表面的区域。在一个实施例中，凸面可以具有通常为凸状的形状，如图9f和9g中所示的凸面893a、b。在另一个实施例中，凸面可以具有通常为凹形的形状，例如凹陷或者其它类似的凹口。

根据本发明一个实施例的，一个或多个反射器890a-d可以是可移动反射器。可移动反射器可以是可操作地改变位置的任何反射器。在一个实施例中，可移动反射器890a-b可以是振动反射器，该发生器能够以指定的模式移动，例如通常上下模式或者围绕轴线旋转的模式。在一个实施例中，可移动反射器可以随机运动的反射器，该反射器可操作地以多种随机和/或无计划运动的形式运动。

可移动反射器890a-d可以根据任何合适方法可移动地联接到微波加热器830。例如，在图9i中所示的一个实施例中，微波加热器830可以包括反射器驱动器系统（或者致动器）899，该驱动器系统用于使反射器890在加热器830内部空间内运动。如图9i中所示，反射器驱动器系统899可以包括一个或多个支承臂892，这些支承臂牢固地将反射器890联接到振动轴893。为了使轴893旋转由此使反射器890以进出模式运动，如通常由箭头880所指，电机898可以使轮子896转动到使得线性轴895可以通常以偏心方式联接。如由箭头881所指，当轮子896转动时轴895通常做上下运动，由此导致杠杆臂894使轴893枢轴线897旋转，如通常由箭头882所指示。因此，反射器890通常可以在箭头880所指方向上运动，并且可以在至少部分地由反射器890的运动所决定的模式中可操作地反射或分配从微波反射器844的释放开口845发射出的微波能量的至少一部分。

图10a-f中示出了微波加热系统920的又一个实施例。如图10a的一个实施例中所示，微波加热器930包括用于将木材捆束902装载入加热器930内部的加热器进口门938、以及用于从微波加热器930中去除捆束902的加热器出口门939。尽管在图10a中图示为包括单独的进口和出口门938、939，但应当理解的是在另一个实施例中微波加热器930可以仅包括单个门，该门用于将木材捆束902装载至（和卸载出）微波加热器930内部。在图10a中所示的实施例中，加热器进口和出口门938、939通常可以位于微波加热器930的相对端，使得捆束902通常可以利用运输机构例如手推车（未图示）经过加热器930。另外，微波加热系统920可以包括可选的用于控制加热器930内部压力的真空系统（未图示）。

如图10a中所示，微波加热系统920可以包括微波分配系统940，该系统包括限定在微波加热器930的外侧壁931中的多个相互间隔的发射开口941a-d。各发射开口941可以可操作地接收微波发射器（未图示），该微波发射器用于将能量发射至微波加热器930内部。微波发射器可以至少部分地或完全地设置在微波加热器930内部。下面将更详细地描述一种或多种类型微波发射器的具体实施例。

根据一个实施例，由微波发生器（未图示）所提供的微波能量在经过外部TE_xy-TM_ab模式转换器950a-d之前可以在TE_xy模式中经过波导段942a-d而传递，TE_xy-TM_ab模式转换器950a-d将经过其中的能量转换成TMab模式。所形成的TM_ab模式微波能量然后可以经由各自的波导段942e-h离开模式转换器950a-d，如图10a中所示。此后，在经由TM_ab波导段942i-l进入微波加热器930之前，TM_ab波导段942e-h中的微波能量的至少一部分可以穿过各自的阻挡组件970a-d。本文中使用的术语“阻挡组件”是指可操作地使微波加热器与外部环境流体隔离同时仍然允许微波能量通过的任何装置。例如，在图10a中所示的一个实施例中，各阻挡组件970a-d可以各自包括至少一个密封窗构件972a-d，这些窗构件可以让微波能量透过，但提供各上游942e-h TM_ab波导段与各下游942i-l TM_ab波导段之间的期望程度的流体隔离。本文中使用的术语“密封窗构件”是指构造成将提供充分的在窗构件任一侧上两个空间之间的流体隔离从而能够维持经过这种窗构件的压力差的窗构件。现在将参照图10b来详细描述关于阻挡组件970a-d的具体实施例的其它细节。

根据本发明一个实施例的阻挡组件可最小化或排除电弧放电，甚至在高能量通过量和/或低操作压力下。根据本发明的一个实施例，各阻挡组件970a-d可以允许能量以至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或不超过1000 kW的速率经过其各自的窗构件972a-d，同时微波加热器930内的压力可以不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、或者不超过75托。在一个实施例中，微波加热器内的压力可以不超过10毫托、不超过5毫托、不超过2毫托、不超过1毫托、不超过0.5毫托、或者不超过0.1毫托。在一个实施例中，可以将微波能量引导经过阻挡组件970a-d，以便将电磁场维持在低于电弧放电的阈值，由此防止或减小阻挡组件970a-d中的电弧放电。

现在转向图10b，示出了阻挡组件970的轴向剖视图。阻挡组件970包括第一密封窗构件972a以及设置在阻挡壳体973内的可选的第二密封窗构件972b。当存在时，第二密封窗构件972b可以可操作地与第一密封窗构件972a合作以提供TM_ab波导段975a、b上游（例如，进口）和下游（例如，出口）之间期望水平的流体隔离，同时允许微波能量的至少一部分从第一TM_ab波导段975a通向第二TM_ab波导段975b。根据一个实施例，第一和第二TM_ab波导段975a、b可以具有圆柱形剖面。在一个实施例中，波导段975a、b可以是单个连续波导的两端，其中可以设置阻挡组件970，而在另一个实施例中波导段可以是两个独立的波导部分或部件，这两个独立的波导部分或部件紧固或联接到阻挡组件970的任一侧。

如图10b中所示，阻挡壳体973可以包括第一或者入口部973a、可选的第二或中间部973b、以及第三或出口部973c；并且第一密封窗构件972a设置在第一和第二部973a、b之间，第二密封窗构件972b设置在第二和第三部973b、c之间。根据一个实施例，第一、第二和第三段973a、b、c的各自压力可以是不同的。例如，在一个实施例中，第一段973a的压力可以超过第二段973b的压力，第二段973b的压力可以超过第三段973c的压力。可以分别利用任何合适的紧固装置（例如螺钉、螺栓等（未图示））将阻挡壳体973的第一、第二和第三部973a-c固定到一起。此外，阻挡组件970a-d还可以包括一个或多个阻抗变换器，该阻抗变换器改变微波辐射的阻抗。在图10b中所示的实施例中，一个例子是阻抗变换直径阶跃变化974a、b，该阶跃变化用于使从微波发生器（未图示）向微波加热器中的负载（未图示）的能量传输最大化。在一个实施例中，阻抗变换直径阶跃变化974a、b可以无畏于至少一个密封窗构件972、b的附近，而在另一个实施例中阶跃变化974a、b可以位于入口和/或出口TM_ab波导975a、b的附近或者至少部分地被它们所限定。

如图10a和图10b中所示，密封窗构件972a、b可以包括一个或多个圆盘。各圆盘可以由具有合适程度的耐腐蚀性、强度、流体抗渗性、微波能量透过性的任何材料制成。合适材料的例子可以包括但不限于氧化铝、氧化镁、二氧化硅、氧化铍、氮化硼、莫来石、和/或高分子化合物（例如TEFLON）。根据一个实施例，圆盘的损耗角正切可以不超过2×10^-4、不超过1×10^-4、不超过7.5×10^-5、或者不超过5×10^-5。

这些圆盘可以具有任何合适的剖面。在一个实施例中，圆盘可以具有与相邻波导975a、b的剖面兼容的剖面。在一个实施例中，这些圆盘可以具有大致呈圆形的剖面并且可以具有厚度，在图10b中标识为“x”，等于经过阻挡组件970的微波能量的主导波长长度的至少1/8、至少1/4、至少1/2和/或不超过1、不超过3/4、或不超过1/2。这些圆盘的直径可以为一个或多个邻接的波导975a、b的直径的至少50%、60%、75%、90%和/或不超过95%、85%、70%、或60%。

密封窗构件972a-d的各圆盘可以可操作地以任意合适方式联接到各自的阻挡组件970a-d。在一个实施例中，各密封窗构件972a-d可以包括一个或多个密封装置，该密封装置柔性地联接到阻挡壳体973和/或密封窗构件972a、b。本文中使用的术语“柔性地联接”表示紧固、附接或者布置成在不直接接触一个或多个刚性结构的情况下固定构件。例如，在图10b所示的一个实施例中，阻挡组件970可以包括多个弹性环982a、b和984a、b，这些弹性环被压缩在各种段973a-c之间并且可操作地将密封窗构件972a、b柔性地联接入阻挡壳体973。

根据一个实施例，各个上游982a、b和下游984a、b弹性环可以可操作地充分防止或限制流体在阻挡组件970第一和第二973a、b和/或第二和第三973b、c部之间流动。例如，当根据描述于由Alcatel真空技术出版的题目为“氦气泄漏检测技术”文件中题目为“喷射测试”的程序B1并且使用Varian型号938-41检测器执行氦气泄漏测试时，密封窗构件972a-d和/或阻挡组件970a-d的流体泄漏率可以不超过10^-2托升/秒、不超过10^-4托升/秒，或者不超过10^-8托升/秒。另外，各密封窗构件972a、b可以在不发生断裂、破裂、破碎或缺陷的情况下单独地可操作地维持或承受密封窗构件972a、b和/或阻挡组件970上的压力差，该压力差的量例如为至少0.25 atm、至少0.5 atm、至少0.75 atm、至少0.90 atm、至少1 atm、或者至少1.5 atm。

现在转向图10c，示出了微波加热系统920的剖面。图10c中所示微波加热系统包括微波分配系统940，该系统包括至少一对微波发射器（例如，发射器944a和944h）通常设置在微波加热器930的相对侧。尽管图10c中图示包括单个发射器对，但应当理解的是微波分配系统940还可以包括一个或多个额外的类似地（或者略微不同地）构造的微波发射器对，在一些实施例中，来自各对的一个发射器通常设置在微波加热器930的相对侧。此外，在另一个实施例（图10c中未示出）中，微波分配系统940可包括位于微波加热器930的大致相同侧的两排以上在竖直方向上相互间隔的微波发射器。在一个实施例中，微波加热器930的每一侧可以包括两排以上的竖直方向相互间隔的发射器，使得来自每对相对布置的发射器的一个发射器可以比来自另一对相对布置的发射器的一个发射器位于更高的竖直高度。例如，在一个实施例中，发射器944a和/或944h可以位于略高于图10c中所示的竖直高度，并且另一对发射器可以定位成使得两个发射器中的一个将会位于微波加热器930的相同侧但位于比发射器944a大致更低的竖直高度，并且另一发射器可以位于微波加热器930的相同侧但位于比发射器944h大致更低的竖直高度。此外，尽管图示为是竖直方向相互间隔的发射器的分离发射器944a、h，但在一个实施例中可以是任何类型的本文中所述的微波发射器（或者各种类型的任意组合）。

如图10c中所示，微波分配系统940包括联接到至少一对微波发射器944a、h的多个波导段942。例如，如图10c的实施例中所示，发射器944a可以联接到波导段942a、942e和942i，同时发射器944h可以联接到波导段942x、942y和942z可操作地将微波能量从一个或多个微波发生器（图10c中未示出）输送至微波加热器930内部。在一个实施例中，微波分配系统940可以包括一个或多个模式转换器947a-d，如图10c中所示，联接到一个或多个波导段942。根据一个实施例，模式转换器947a-d可以可操作地将经过其中的微波能量的传输模式从TE_xy模式改变成TM_ab模式（即，TE_xy-TM_ab模式转换器）或者从TM_ab模式转变成TE_xy模式（即，TM_ab-TE_xy模式转换器）。例如，如图10c中所示，模式转换器947a和947c可以各自在微波进入波导942e和942y时可操作地将经过波导942a和942x所传递的微波能量从TE_xy模式转换成TM_ab模式。如前所述，a、b、x和y的值可以相同或不同的并且可以具有上面所给出的值。可选地，模式转换器947b和947d可以可操作地将经过波导942e和942i所传递的微波能量以及将经过942y和942z所传递的能量从TM_ab模式转换成TE_xy模式。

此外，在图10c中所示的一个实施例中，至少一个模式转换器947a-d可以包括模式转换器分离器，该模式转换器分离器可操作地改变从其中所经过微波能量的模式并且将其分离成两个以上独立的微波能量流，以便释放到微波加热器的内部空间。根据一个实施例，第二模式转换器947b和947d可以各自包括至少部分地设置在微波加热器930内部的模式转换分离器。在另一个实施例中，第二模式转换分离器947b和947d可以完全地设置在微波加热器930的内部并且可以各自分别是分离发射器944a和944h的一部分，如图10c中所示。下面将简短地描述关于分离发射器944a、h的其它细节。

根据本发明的一个实施例，其中微波分配系统940在一个或多个波导段中包括2个以上的模式转换器，延伸经过并包括任何阻挡组件的电长度（如果存在）的第一和第二模式转换器之间的总电长度可以等于从其中经过的微波能量竞争模式的非整数个半波长的值。本文中使用的术语“电长度”是指微波能量传输的电路径，表示为沿给定路径传送所需的微波能量的波数。在一个实施例中，其中物理传输路径包括一个或多个不同类型的传输介质具有两种以上不同介电常数，传输路径的物理长度可以短于电长度。因此，电长度取决于一些因素，包括例如微波能量的具体波长、传输介质的厚度和类型（例如，介电常数）。

根据一个实施例，延伸经过并且包括阻挡组件970a、h的总电长度TM_ab的第一模式转换器947a、c和第二模式转换器947b、d之间的总电长度可以等于微波能量的竞争模式的非整数个半波长。本文中使用的术语“非整数”是指不是整数的任何数字。于是，非整数个半波长可对应于n乘以λ/2的距离，其中n为任何非整数的数字。例如，数字“2”是整数，而数字“2.05”是非整数。因此，对应于微波能量的竞争模式的半波长的2.05倍的电长度将会是该竞争模式的非整数个半波长。

本文中使用的术语“微波能量的竞争模式”是指沿给定路径传播但不同于意图沿该路径传播的微波能量期望或目标模式的微波能量的任何模式。竞争模式可包括单个最普遍的模式（即，主导竞争模式）或者多种不同的非普遍竞争模式。当存在多种竞争模式时，延伸经过并且包括任何阻挡组件（如果存在）的电长度的第一和第二模式转换器之间的总电长度，可以等于多种竞争模式的至少一种模式的非整数个半波长的值，在一个实施例中，可以等于主导竞争模式的非整数个半波长的值。

例如，在图10c中所示的一个实施例中，第一模式转换器947a、c包括TM_ab模式转换器，该转换器可操作地将各波导段942a和942d中的微波能量的至少一部分从TE_xy模式转换成波导段942b和942e中的TM_ab模式。然而，实际上，可以将微波能量的至少一部分转换成不同于期望模式的模式。在本文中，不同于期望的模式的任何模式通常被称为微波能量的“竞争模式”。在本发明的一个实施例中，其中微波能量的期望模式是TM_ab模式，微波能量的竞争模式可以是TE_mn模式，其中n为1并且m为1和5之间的整数。因此，在一个实施例中，延伸经过并且包括阻挡组件970a的电长度的在第一和第二模式转换器947a和947b之间的TM_ab波导942e和942i的总电长度，可以等于TE_mn模式的非整数个半波长，其中n为1并且m为1和5之间的整数。在另一个实施例中，m可以是2或3。

在一个实施例中，选择波导段942、模式转换器947a-d、和/或阻挡组件970a、h的物理长度和性质，可以使阻挡组件970a、h内的能量浓度最小化。例如，根据一个实施例，虽然至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或者不超过1000 kW的能量可以经过阻挡组件970a、h，但阻挡组件970a、h内的至少一个密封窗构件的至少一部分的温度（图10c中未示出）可以变化不超过10℃、不超过5℃、不超过2℃或者不超过1℃。在另一个实施例中，可以如上所述方式维持经过至少一个密封窗构件的压力差和/或微波加热器930内的压力，并且具有类似的结果。

根据图10c中所示的一个实施例，位于大致相对侧并且至少部分地设置在微波加热器930内部的单独的微波发射器944a、h中的至少一个可以包括分离发射器，该分离发射器限定至少两个用于发射微波能量至微波加热器930内部的释放开口。尽管在图10c中图示为包括发射器的单个对（例如，第一分离发射器944a和第二分离发射器944h），应当理解的是微波加热器930可以包括任何合适数量的发射器或者发射器对，如本文中所述。

图10d中描绘了分离发射器944的一个实施例。分离发射器944可以包括用于接收微波能量的单个进口或开口951以及用于发射微波能量单个（未图示）或两个或更多个释放开口或出口45a、b。在一个实施例中，单个分离发射器的微波能量进口与释放出口的比率可以为1:1、至少1:2、至少1:3、或者至少1:4。根据一个实施例，导入进口951的微波能量的模式可以与经由释放开口945a、b发射的微波能量的模式相同，而在另一个实施例中该模式可以是不同的。例如，在一个实施例中，其中分离发射器944包括模式转换分离器949，导入微波加热器的第一侧壁的单个进口的微波能量可以经历模式转换并且被分为至少两个独立的微波能量部分，其随后可以发射到加热器的内部，可选地在不同模式中。例如，在图10d中所示的一个实施例中，分离发射器944可以包括TM_ab波导段942，一个或两个或更多个TE_xy波导段943a、b以及设置在这两个波导点之间的TM_ab-TE_xy模式转换分离器949。在操作中，在TE_xy模式中从波导943a、b的各自出口945a、b中同时或几乎同时地释放出微波能量的一个或多个独立部分之前，在TM_ab模式中经由波导段942所导入的微波能量经过模式转换分离器949。

当发射器944包括单个释放开口时，模式转换分离器949可以仅仅是模式转换器949（不是分离器），该模式转换器用于改变从其中经过的微波能量的模式。例如，在一个实施例中，其中发射器944包括单个释放开口（图10d中未示出），发射器944可以包括单个TM_ab波导段、单个TE_xy波导段、和TM_ab-TE_xy模式转换器949。模式转换器可以位于微波加热器的外部、部分地位于微波加热器的内部、或者完全地位于微波加热器的内部。在操作中，在TE_xy模式中被释放之前，经由进口波导段所导入的TM_ab模式中的微波能量可以经过模式转换器949。单个开口发射器的释放开口可以取向成相对于水平或可以大致平行于水平方向的任何合适的角度。在一个实施例中，来自单个开口发射器的能量释放可以取向成相对于水平方向为至少20°、至少30°、至少45°、或至少60°和/或不超过100°、不超过90°、或不超过80°的角度。

当存在多个释放开口时，分离发射器944的各释放开口945a、b可以相互取向成使得从来自其中的微波能量释放的路径限定相对释放角Θ，如图10d中所示。在一个实施例中，微波能量释放开口945a、b的路径之间的相对释放角可以为至少5°、至少15°、至少30°、至少45°、至少60°、至少90°、至少115°、至少135°、至少140°和/或不超过180°、不超过170°、不超过165°、不超过160°、不超过140°、不超过120°、不超过100°、或不超过90°。在一个实施例中，释放开口945a、b的取向也可以描述成微波能量释放的路径相对于TM_ab波导段942的延伸轴948的取向。在一个实施例中，各释放开口945a、b可以构造成以各自的第一和第二释放角（φ1和φ2）从TM_ab波导段942的延伸轴948中释放出微波能量。在一个实施例中，φ1和φ2可以是大致相同的，如通常图10d中所示，或者在另一个实施例中，这两个角度中的一个可以大于另一角度。在各种实施例中，φ1和/或φ2可以为至少5°、至少10°、至少15°、至少30°、至少35°、至少55°、至少65°、至少70°和/或不超过110°、不超过100°、不超过95°、不超过80°、不超过70°、不超过60°、或不超过40°。

在一个实施例中，分离发射器944可以是竖直取向的分离发射器，这种发射器944包括：至少一个向上取向的释放开口（例如，945a），其构造成在相对于水平线的向上角度上发射微波能量；至少一个向下取向的释放开口（例如，945b），其构造成以相对于水平线为向下角度发射微波能量。尽管在图10c中示出为包括竖直取向的分离发射器944a、h构造成以相对于水平方向的角度释放能量；在另一个实施例中，微波加热器930的一个或多个分离发射器944a、h可以水平取向，使得分离发射器（如上所述）旋转90°。在另一个实施例中，一个或多个分离发射器944a、h可以旋转达0°和90°之间的角度。在一个实施例（未图示）中，微波加热器可以包括：位于加热器一侧的两个以上竖直方向相互间隔的排的水平取向的分离发射器，以及通常在相同加热器的相对侧的两个或更多个竖直方向上相互间隔的排的水平取向的分离发射器。根据此实施例，竖直方向上相互间隔的发射器排可以包括单开口发射器、水平取向的分离发射器、竖直取向的分离发射器、或者其任意组合。

在图10c中所示的一个实施例中，微波加热器930可以包括1个以上（或者至少2个）的可移动反射器990a-d，这些反射器位于微波加热器930内的各种位置并且构造成将从一个或多个微波发射器944a、h的一个或多个释放开口945a-d发射的微波能量导射至微波加热器930内部。反射器990a-d可以具有任意的合适构造，例如包括一个或多个前述特征物的构造，参照图9f-h。此外，尽管通常图示为包括四个可移动反射器990a-d，但应当理解的是微波加热器930可以包括任何合适数量的可移动反射器。在一个实施例中，微波加热器包括n个分离发射器可以包括至少2n个可移动反射器。在另一个实施例中，微波加热器可以使用总共4个可移动反射器，各反射器限定大致沿微波加热器930的长度延伸的反射器表面，使得两个或更多个轴向相邻的发射器“共用”一个或多个反射器或反射面。

不管所使用反射器的具体数量是多少，各反射器990a-d可以可操作地将经由释放开口945a-d离开发射器944a、h的微波能量的至少一部分导射到微波加热器930中，由此加热和/或干燥捆束或者其它物体、物品或负载的至少一部分。本文中使用的术语“导射”表示将能量引导、投射、或集中在某个区域。与常规的反射或分配能量对比，导射能量涉及更大程度的定向引导或集中，这可以通过利用微波能量的准光学性质而实现。与常规方法相反，导射不包括使用静止反射面或者常规模式搅拌装置，例如风扇。在一个实施例中，微波加热器可以包括多个分离发射器对（例如，两对以上的发射器），其中各对包括具有大致相似构造的两个发射器（如上所述）。在一个实施例中，各对的一个发射器可以位于微波加热器的大致相对侧或者位于大致相同侧，如前面的详细描述，参照图9c和9d。根据一个实施例，一个或多个可移动反射器990a-d可以位于各微波发射器944的一个或多个释放开口的附近（和/或定位成面对）。在一个实施例中，其中第一和第二发射器944a和944h各自包括限定各自的向上取向的释放开口945a和945c和各自向下取向的释放开口945b和945d的分离微波发射器，至少一个可移动反射器可以位于释放开口945a-d的一个或多个释放开口附近，用于将从分离发射器944a、h（例如，两个以上独立的TE_xy模式微波部分）释放的微波能量的至少一部分导射至微波加热器930的内部。在图10c中所示的一个实施例中，微波加热器930可以包括至少四个可移动反射器，各反射器限定各自的反射面并且位于分离发射器944a、h的各自释放开口945a-d附近。如图10c中所示，可移动反射器990a-d可以位于微波加热器930的左下象限（例如，反射器990a）、左上象限（例如，反射器990b）、右上象限（例如，反射器990c）、和右下象限（例如，反射器990d）。当发射器944a、h是水平取向的分离发射器或者单个开口发射器时也可以存在两个或更多个反射器990a-d，如前面的详细描述。

可移动反射器990a-d可以改造成两个竖直方向相互间隔的对（例如，反射器990a与反射器990b成对，反射器990c与反射器990d成对）和/或两个水平方向上相互间隔的对（例如，反射器990b与反射器990c成对，反射器990a与反射器990d成对）。如图10c中所示，竖直方向上相互间隔的反射器对（例如，反射器对990a、b和990c、d）可以位于分离发射器944a、h附近使得一个可移动反射器位于发射器944a、h的各释放开口945a-d的附近（例如，释放开口945a-d面向各自的可移动反射器990a-d）。如图10c中所示，可移动反射器990b和990c可以位于比各自的移动反射器990a和990d更高的竖直高度上，使得分离发射器944a、h可以在竖直方向上位于竖直方向相互间隔的发射器对之间（例如，发射器944a位于竖直方向上相互间隔的反射器对990a、b之间；发射器944h位于竖直方向上相互间隔的反射器对990c、d之间）。在一个实施例中，可移动反射器990被定位成使得反射器表面991面对其相应微波发射器的打开的出口（未图示）。在另一个实施例中，一个或多个可移动反射器990a-d可以位于与微波加热器930的中心伸长轴对准或者位于面向微波加热器930的中心伸长轴（图10c中未示出）。

可移动反射器990a-d可以直接或间接地联接到微波加热器的一个或多个侧壁并且可以以任何合适的方式使其运动或致动。一个或多个反射器990a-d可以沿编程的（计划的）路径运动，或者在随机或非重复模式导致一个或多个运动。当存在多个反射器990a-d时，两个或更多个反射器990a-d可以具有相同或相似的运动模式，在一个实施例中，而在相同或另一个实施例中，两个或更多个反射器990a-d可以具有不同的运动模式。根据一个实施例，至少一个反射器990a-d可以在通常为弧形形状的路径中运动并且可以以某个速度和/或停留时间经过总路径的各种段或“区域”。区域的尺寸和数量以及反射器移动经过各区域的速度或者反射器在各区域的停留时间取决于多种因素，例如捆束的尺寸和类型、木材的类型、以及初始木材捆束和最终木材捆束的初步的和期望的特征。

在一个实施例中，可以根据本文中所述的一个或多个实施例单独地驱动或致动各反射器990a-d，而在另一个实施例中两个或更多个反射器可以连接到常用驱动机构（例如，在相同时间被致动的旋转轴）。图10e中示出了用于利用致动器960使反射器990移动的驱动机构的一例。致动器960可以是具有固定部961的线性致动器，该固定部961联接到微波加热器的侧壁933并且连接到可移动反射器990的可扩张部963。根据图10e中所示的一个实施例，固定部961的至少一部分可以延伸经过外侧壁933进入风箱结构964，由此将致动器960密封地联接到侧壁933。在一个实施例中，风箱结构964可以可操作地减少、最小化、或者几乎防止流体流入或流出致动器960延伸经过侧壁933的位置。如图10e中所示，可移动反射器990还包括支承臂980，该支承臂通过枢轴联接到微波加热器的侧壁933。本文中使用的术语“通过枢轴联接”是指附接紧固或结合的两个或更多个物体，使得至少一个物体通常可以围绕固定点移动或枢转。在操作中，驱动器970使线性致动器960的可扩张部963以进出方式运动，如由箭头971所指。线性致动器960的可扩张部963允许可移动反射器990在通常为弧形的模式中运动，如箭头973所指。可以用任何合适方式控制驱动器970，包括例如采用一个或多个可编程自动控制系统（未图示）。

根据本发明的一个实施例，有利的是使限定在微波加热器内部未被占据的、无障碍、或者开放容积的量最小化。本文中使用的术语“总开放容积”是指在不把木材捆束设置在该容器中时未被物理障碍物占据的容器内部中的空间的总体积。在本发明的一个实施例中，木材捆束总体积（包括在各单独木块之间的空间）与微波加热器总开放容积的比率可以为至少0.20、至少0.25、至少0.30、至少0.35。在一些前述实施例中，该比率也不超过0.75、不超过0.70、或者不超过0.65。

在一个实施例中，微波加热器可以限定无障碍捆束接收空间用于接收木材捆束的。无障碍捆束接收空间也可以构造成接收所发射的微波能量的至少一部分以加热和/或干燥其中的一个或多个物体（或者捆束）。微波加热器930的无障碍捆束接收空间在图10c中被表示为951。本文中使用的术语“无障碍捆束接收空间”是指能够接收并容纳木材捆束的限定在微波加热器内部的空间。在一个实施例中，无障碍捆束接收空间可以限定类似形状的体积并且在能够被装载到微波加热器930内和/或能够在微波加热器930内处理的最大尺寸木材捆束所占据体积的10%内。例如，如果微波加热器能够容纳的最大捆束尺寸为1000立方英尺，那么当在加热器930中对木材捆束进行处理时未占据的捆束接收空间将会具有容积（在一个实施例中1100立方英尺）以及类似的形状（例如，立方形的）。

捆束接收空间可以是“无障碍的”，因为它可以不包括以持久方式设置在其中的任何物理障碍物（例如，波导，发射器、反射器等）。在本发明的一个实施例中，微波加热器可以包括圆形的剖面形状，虽然无障碍捆束接收空间951可以限定立方形的容积和/或构造成接收具有立方形形状的木材捆束。在一个实施例中，微波加热器930的总开放容积与无障碍捆束接收空间的容积之比可以为至少0.20、至少0.25、至少0.30、至少0.35。在部分的前述实施例中，该比率也不超过0.75、不超过0.70、或者不超过0.65。

根据一个实施例，无障碍捆束接收空间951的至少一部分可以被限定在两个或更多个“障碍物”之间，包括例如2个以上的发射器、反射器、波导、或者位于微波加热器930的相同或者通常为相对侧占据加热器内部空间内的物理空间的其它物体。在一个实施例中，其中微波加热器930包括两个相对设置的门（例如，通常设置在微波加热器930相对端的进口门928和出口门），无障碍捆束接收空间951的至少一部分可以被限定在两个相对设置的门之间。在图10c中所示的一个实施例中，在无障碍捆束空间951内不设置发射器944a、h或者可移动反射器990a-d（是障碍物的例子）。在一个实施例中，其中无障碍捆束接收空间的至少一部分被限定在两个以上障碍物（例如，波导、发射器、反射器等）之间，一个或多个障碍物的最外边缘与无障碍捆束接收空间（和/或捆束，当存在时）之间的最小间隙可以为至少0.5英寸、至少1英寸、至少2英寸、至少6英寸、至少8英寸和/或不超过18英寸、不超过10英寸、或不超过8英寸。在一个实施例中，障碍物之一在被装载到加热器930中时不与捆束物理接触。

现在将一般性地参照用于加热木材捆束的步骤来描述根据本发明的微波加热系统的操作的一个或多个实施例。然而，应当理解的是本文中所述加热步骤的一个或多个元件也可以适用于加热其它物品的步骤，如前所述。此外，应当理解的是微波加热系统的上述实施例中的一个或多个实施例（包括参照图8-图10及其变形），可以根据至少部分或全部的下面详细描述的操作步骤、方法和/或步骤而操作。

为了开始对木材捆束的加热，可以首先将木材装载至微波加热器内部，该微波加热器内部可以前述的本发明的一个或多个实施例而构造。在一个实施例中，在加热和/或干燥之前，捆束可以具有（例如，在加热之前）至少100磅、至少250磅、至少375磅、或者至少500磅的总初始重量。一旦装载，可以利用真空系统（如果存在）将加热器的压力减小到不超过550托、不超过450托、不超过350托、不超过300托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、或者不超过75托。

虽然将微波加热器内部维持在次大气压，但可以通过操作一个或多个微波发生器而开始将微波能量导入容器内部，由此加热和/或干燥捆束的至少一部分。在将微波能量导入微波加热器内部期间，容器内部压力可以超过、几乎等于或者低于大气压。根据一个实施例，在加热步骤期间微波加热器内部的压力可以为至少350托、至少450托、至少650托、至少750托、至少900托、或者至少1200托，而在另一个实施例中，微波加热器内的压力可以为不超过350托、不超过250托、不超过200托、不超过150托、不超过100托、或者不超过75托。在木材加热和/或干燥期间的总发生器能力或者能量导入微波加热器内部的速率可以为至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或至少1000 kW和/或不超过2500 kW、不超过1500 kW、或不超过1000 kW。

根据一个实施例，加热木材捆束的步骤可以包括多个单独的相继的加热循环。总加热步骤可以包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6和/或不超过20、不超过15、不超过12、或不超过10次的单独的相继的加热循环。各加热循环可以包括微波能量的导入，可选地在次大气压下。在一个实施例中，可以在不超过350托的压力下将微波能量导入微波加热器，而在另一个实施例中微波加热器中的压力可以是至少350托。

根据一个实施例，一个或多个单独的加热循环可以各自执行（例如，持续时间为）至少2分钟、至少5分钟、至少10分钟、至少20分钟、至少30分钟和/或不超过180分钟、不超过120分钟、或者不超过90分钟。总的来说，加热过程的整个长度（例如，总循环时间）可以为至少0.5小时、至少2小时、至少5小时、或至少8小时和/或不超过36小时、不超过30小时、不超过24小时、不超过18小时、不超过16小时、不超过12小时、不超过10小时、不超过8小时、或不超过6小时。

在一个实施例中，其中总加热步骤包括两个或更多个单独的加热循环，可以在与以前的循环不同的微波能量输入速率和/或在不同压力下执行一个或多个后继的单独加热循环。例如，在一个实施例中，可以在比以前循环更低的微波能量的输入速率和/或更低的压力下执行后继的单独加热循环。在另一个实施例中，可以在比以前的循环更高的微波能量输入速率和/或更高压力下执行一个或多个后继的单独加热循环。在又一个实施例，可以在比一个或多个以前的单独加热循环更低的微波能量输入速率和更高的压力、或者更高的微波能量输入速率和较低压力下，执行一个或多个后继的循环。根据一些实施例，当所有的加热步骤包括两个或更多个单独加热循环时，可以如上所述地执行第二（或者后继）循环中的一个或多个。在其它实施例，两个或更多个循环可以相同或几乎相同的压力和/或微波能量的输入速率执行。

根据一个实施例，总加热步骤可以包括第一相继的加热循环接着是第二次加热循环，其中在比第一次加热循环更低微波能量输入速率、更低的压力、或者同时更低的压力和输入速率下执行第二次加热循环。此外，在一个实施例中，当总循环包括3次以上的加热循环时，各后继循环（非第一次循环）的微波能量的输入速率和/或压力可以低于以前循环的微波能量的输入速率和/或压力。例如，在一个实施例中，可以在比第（n-1）次单独的加热循环更低的微波能量输入速率下、在比第（n-1）次单独的加热循环更低的压力下、或者在比第（n-1）次单独的加热循环更低的微波能量输入速率和更低的压力下执行第n次单独的加热循环。

在第一单独的加热循环期间，可以将第一最大输入速率的微波能量导入微波加热器。本文中使用的术语“微波能量的最大输入速率”是指在加热循环期间将微波能量导入加热器的最高速率。在各种实施例中，在第一单独加热循环期间所导入的微波能量的最大输入速率（例如，微波能量的第一最大输入速率）可以是例如至少5 kW、至少30 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少100 kW、至少150 kW、至少200 kW、至少250 kW、至少350 kW、至少400 kW、至少500 kW、至少600 kW、至少750 kW、或者至少1000 kW和/或例如不超过2500 kW、不超过1500 kW、不超过1000 kW、或不超过500 kW。

随后，可以执行第二单独加热循环，使得在一些实施例中在第二单独加热循环期间将微波能量导入微波加热器的第二最大输入速率（例如，微波能量的第二最大输入速率）可以是例如在第一加热循环期间所获得的最大输入速率的至少25%、至少50%、至少70%和/或例如不超过98%、不超过94%、或者不超过90%。类似地，当加热步骤包括三个以上的单独加热循环时，在一个实施例中第n个单独加热循环（例如，第三或第四循环）的微波能量的最大输入速率可以是例如第（n-1）（例如，以前的）单独加热循环中的最大输入速率的至少25%、至少50%、至少70%和/或例如不超过98%、不超过94%、不超过90%、或不超过85%。

在一个实施例中，可以在在低于第一（或者以前的）单独的加热循环的压力下执行第二（或后继的）单独加热循环。例如，在一个实施例中，其中在加热循环期间应用次大气压或者真空压力，在第一加热循环期间所达到最低压力可以为至少250托。随后，可以通过执行第二单独加热循环而使得在一个实施例中在第二循环期间所所达到的最低压力（例如，所实现的最高水平的真空压力）可以例如至少25%、至少50%、至少70%、至少75%、至少80%，和/或在一个实施例中例如不超过第一加热循环期间所达到最低压力的98%、94%、或者90%。类似地，当加热过程包括3个以上单独的加热循环时，在一个实施例中第n个单独加热循环的压力例如可以是（n-1）次单独加热循环期间所达到最低压力至少25%、至少50%、至少70%、至少75%、至少80%和/或不超过98%、不超过94%、不超过90%、或不超过85%。

下面的表1中总结了根据本发明一个实施例的连续的第一、第二、第三和第n次单独加热循环的宽范围、中等范围和窄范围的微波能量速率（表示为最大发生器输出的百分率）以及压力（单位为“托”）。本文中使用的术语“最大发生器输出”是指由加热系统内全部微波发生器累积产生的整个组的最大组合。在一个实施例中，一个或多个加热循环的微波能量的最大输入速率也可以表示为最大发生器输出的百分率，如表1中所示。

表1：单独加热循环的微波能量速率和压力

根据本发明的一个实施例，一个或多个单独的加热循环可以分别包括：加热期（例如，第一、第二、或第n加热期），其中将微波能量导入加热器；可选的休息期（例如，第一、第二、或第n个休息期）其中将减小的量或者基本上不将微波能量导入加热器。例如，在加热期期间，可以以足以加热和/或至少部分地干燥湿润或化学浸湿的木材捆束的至少一部分的输入速率将微波能量导入微波加热器，同时在一个实施例中在休息期期间导入微波加热器的微波能量的输入速率可以不超过加热期内所导入微波能量的最大输入速率的25%、10%、5%、或者1%。在一个实施例中，其中采用多次单独的加热循环，各循环可以包括一个或多个加热期以及一个或多个休息期。例如，当采用两个单独的相继加热循环时，第一次单独加热循环可以至少包括第一加热期和第一休息期，同时第二独立的加热循环可以至少包括第二加热期和第二休息期。可替代地，第二加热期可以接在第一加热期之后并且无过渡的休息期。

在一个实施例中，各加热期可以具有例如至少5分钟、至少10分钟、至少15分钟、至少30分钟和/或例如不超过60分钟、不超过40分钟、不超过30分钟、或不超过20分钟的时间段。在一个实施例中，休息期可以具有例如至少5分钟、至少10分钟、或至少20分钟和/或例如不超过90分钟、不超过60分钟、或不超过40分钟的持续时间。在一个实施例中，在单独加热循环中加热期长度与休息期长度的比率可以是例如至少0.5:1、至少1:1、至少1.25:1、或者至少2:1和/或例如不超过5:1、不超过3:1、不超过2.5:1、或不超过1.5:1。

在各加热期期间，可以通过任何合适的方式将微波能量导入微波加热器。例如，在一个实施例中，可以在加热期的整个时间段以大致连续的方式从一个或多个发射器发射出微波能量。在一个实施例中，可以在一个时间从单个发射器发射出能量，而在另一个实施例中，可以同时地从两个或更多个发射器发射出能量。可以利用自动控制系统，对来自各发射器的微波能量释放的数量、定时、持续时间、协调、和同步加以控制。当释放到微波加热器中的能量包括在两个或更多个发射器之间切换时，也可以由控制系统控制该切换，如不久将要详细描述的。

根据一个实施例，可以将能量导入微波加热器使得各加热期可以包括两种以上的不同加热模式（也称为释放模式、释放阶段、或者加热阶段）。在一个实施例中，在各加热阶段期间可以从一个或多个发射器发射出不同速率的微波能量。例如，在一个实施例中，在第一加热阶段期间，可以以高于从第二发射器发射出的速率从第一发射器发射出能量，而在第二加热阶段期间，可以在高于第一发射器的速率下从第二发射器发射出微波能量。根据一个实施例，一个或多个发射器可以将微波能量发射至微波加热器内部，同时一个或多个发射器可以基本上不发射能量至微波加热器内部，由此将能量集中在木材捆束（或其它物体）的不同位置。各独立的加热阶段可以执行达如下的持续时间（即，持续时间为）：例如至少2分钟、至少5分钟、至少12分钟、至少15分钟和/或例如不超过90分钟、不超过60分钟、不超过45分钟、或不超过30分钟。在一个或两个独立的加热阶段之后可以是至少2分钟、至少4分钟、或至少6分钟和/或不超过15分钟、不超过12分钟、或不超过10分钟的可选的休息期。

当微波加热器包括四个以上发射器，微波分配系统可以构造成使得各发射器在独立的加热或释放阶段基于一个或多个微波开关的位置将微波能量发射至微波加热器的内部。例如，在一个实施例中，其中微波加热器包括第一、第二、第三和第四微波发射器，两个或更多个微波开关（例如，第一和第二微波开关）可以构造成使得在各自的第一、第二、第三和第四加热阶段可以占优势地从各发射器发射出微波能量。在一个实施例中，可以在大致相同的时间执行两个或更多个释放阶段，同时防止在大致相同的时间执行两个或更多个释放阶段。下面将参照图11a和图11b，详细描述关于采用包括交替释放阶段的加热期的微波加热器操作的其它细节。

现在转向图11a和图11b，示出了根据本发明一个实施例的微波加热系统1020的示意性俯视图。图示的微波加热系统1020包括至少四个用于产生微波能量的微波发生器1022a-d以及用于将微波能量的至少一部分引导至微波加热器1030内部的微波分配系统1040。微波分配系统1040还包括多个相互间隔的微波发射器1044a-h（在一个实施例中，可以包括一个或多个分离发射器），这些发射器可操作地将微波能量的至少一部分发射至微波加热器1040的内部。各微波发射器1044a-h可以可操作地联接到多个（在此附图中，第一至第四）微波开关1046a-d中的一个或多个，如图11a和图11b中所示。微波开关1046a-d可以以任何合适模式（包括例如TM_ab模式和/或TE_xy模式）可操作地将微波能量发送至一个或多个发射器1044a-h，如前面详细描述。在一个实施例中，经过微波分配系统1040传送的能量在被释放到微波加热器1030中之前可以改变模式至少一次。现在参照图11a和图11b来详细描述根据本发明的一个或多个实施例的操作微波加热系统1020的各种构造和方法。

各微波开关1046a-d可以可操作地引导、控制或分配流向各个位于微波加热器1030的大致相同侧或大致相对侧的两个以上微波发射器1044a-h的微波能量。例如，在图11a中所示的一个实施例中，各微波开关1046a-d可以联接到一对轴向相邻的微波发射器（例如，发射器1044a和1044b、发射器1044c和1044d、发射器1044e和1044f、以及发射器1044g和1044h），图示为发射器对1050a-d。在图11b中所示的另一个实施例中，各微波开关1046a-d可以联接到一对轴向对准的微波发射器（例如发射器1044a和1044h、发射器1044b和1044g，发射器1044c和1044f，以及发射器1044d和1044e），图示为发射器对1050e-h。

微波开关1046a-d可以是任何合适类型的微波开关，在一个实施例中可以是旋转微波开关。旋转微波开关可以包括外壳、设置在其中的内部发送元件、以及用于使内部发送元件在壳体内移动的致动器。在一个实施例中，内部发送元件可以可旋转地联接到外壳，并且致动器可以可操作地选择性地使内部发送元件相对于外壳旋转，由此切换或者引导经过其中的微波能量的流动方向。也可以使用其它类型的合适的微波开关。在一个实施例中微波开关1046a-d可以包括TE_xy开关，而在另一个实施例中微波开关1046a-d可以包括TM_ab开关。任何其它的合适部件（例如一个或多个模式转换器、阻挡组件、或者本申请中其它部分所描述但在图11a和11b中未图示的部件）可以位于微波开关1046a-d的上游或下游。

在操作中，微波开关1046a-d可以选择性地在第一加热（或释放）阶段和第二加热（或释放）阶段之间切换。在第一加热阶段期间，可以从一个或多个微波发射器中发射或释放出更多的能量，同时从一个或多个其它微波发射器发射出较少的能量。类似地，在第二加热阶段期间，可以从一个或多个其它微波发射器中发射或释放出更多的能量，同时在从一个或多个微波发射器中释放出之后可以发射较少的能量。

在一个实施例中，在第一加热阶段期间，各微波开关1046a-d可以构造成占优势地将微波能量发送至第一组微波发射器内的一个或多个发射器（在图11a和图11b中标示为一组“A”发射器）并且不占优势地将微波能量发送至第二组微波发射器的一个或多个发射器（在图11a和图11b中标示为一组“B”发射器）。在第二释放阶段期间，在各自的发射器对1050a-d和1050e-h中，各微波开关1046a-d可以构造成将微波能量占优势地发送至第二组的一个或多个发射器（例如，“B”发射器）并且不占优势地发送至第一组的一个或多个发射器（例如，“A”发射器），在图11a和图11b中。本文中使用的词语“占优势地”将微波能量发送至发射器以及“不占优势地”发送至发射器Y表示被开关所接收微波能量的至少50%被发送至发射器X，同时不超过被开关所接收微波能量的50%的被发送至发射器Y。在一个实施例中，例如至少75%、至少90%、至少95%，基本上所有的能量可以占优势地发送至发射器X，同时可以将例如不超过25%、不超过10%、不超过5%或者大致没有能量发送至发射器Y。

在一个实施例中，微波加热系统1030还可以包括用于控制微波开关1046a-d的操作和构造的控制系统1060。在一个实施例中，控制系统1060可以可操作地使各开关1046a-d处于第一释放阶段，使得所有的“A”发射器（例如，发射器1044a、c、e、g）发射微波能量至微波加热器1030内部，同时全部的“B”发射器（例如，发射器1044b、d、f、h）发射少量或基本上不发射微波能量至微波加热器1030内部，如图11a和11b中微波加热器1030的各自的阴影区和非阴影区所示。随后，控制系统1060可以可操作地使各开关1046a-d处于第二释放阶段，使得全部的“A”发射器（例如，发射器1044a、c、e、g）发射少量的或者基本上不发射微波能量至微波加热器1030内部，同时所有的“B”发射器（例如，发射器1044b、d、f、h）发射微波能量至微波加热器1030内部（在图11a和图11b中未示出）。

根据一个实施例，控制系统1060也可以基于一组预定的参数（包括例如循环时间，释放的总能量等）可操作地控制微波开关1046a-d在第一和第二释放阶段之间的切换。例如，在一个实施例中，控制系统1060可以可操作地将各微波开关1046a-d大致同时地配置成第一释放阶段，使得可以从各“A”发射器1044a、c、e、g中同时发射出微波能量达一时间段。在另一个实施例中，控制系统1060可以可操作地在将一个或多个开关1046a-d配置成第一释放阶段之间包括时延或时滞。因此，相对于从一个或多个其它“A”或“B”发射器中的能量释放，可以使从一个或多个“A”或“B”发射器发射出的微波能量发生延迟或者交错。在一个实施例中，控制系统1060可构造成允许一个或多个开关1046a-d处在第一释放阶段，同时一个或多个其它开关1046a-d处在第二释放阶段，使得可以同时从一个或多个“A”发射器以及一个或多个“B”发射器发射出微波能量。在本发明的一个实施例中，控制系统1060也可以可操作地至少部分地防止同时从直接相对的发射器对（例如，对1044a和1044h、对1044b和1044g、对1044c和1044f、对1044d和1044e）和/或轴向相邻的对（例如，对1044a和1044b、对1044和1044d、对1044e和1044f、对1044g和1044h）释放能量。

根据本发明一个实施例而构造和/或操作的加热系统可以比常规加热系统更高效地可操作地加热物体或负载。具体地，根据本发明各种实施例的加热系统可以可操作地处理大型工业规模的负载。在一个实施例中，如本文中所述的加热系统可以加热木材捆束或者其它负载具有累积预加热（或预处理）至少100磅、至少500磅、至少1000磅、至少5000磅、或者至少10000磅的重量。在各种实施例中，可以对木材捆束进行加热和/或干燥使得不超过木材总体积的例如20%、10%、5%、和2%可以达到不超过上阈值温度的温度。在相同实施例或其它实施例中，例如木材总体积的至少80%、至少90%、至少95%、和至少98%可以达到超过下阈值温度的温度。下和上阈值温度可以彼此相对地接近，并且可以例如在彼此的110℃内、105℃内、100℃内、90℃内、75℃内、或者50℃内。在各种实施例中，上阈值温度可以为至少190℃、至少200℃、或至少220℃和/或不超过275℃、不超过260℃、不超过250℃、或不超过225℃。在另一个实施例中，较低阈值温度可以为至少115℃、至少120℃、至少125℃、至少130℃和/或不超过150℃、不超过145℃、或不超过135℃。

根据一个实施例，木材总体积的至少80%、至少90%、至少95%、至少98%可以达到至少130℃、至少145、至少150℃、或至少160℃和/或不超过250℃、不超过240℃、不超过225℃、不超过210℃、或不超过200℃的最大温度。因此，具有最初（例如，预加热或预处理）至少100磅、至少500磅、至少1000磅、或者至少5000磅重量的木材捆束（可选地，化学浸湿木材捆束），可以在不超过48小时、不超过36小时、不超过24小时、不超过18小时、不超过16小时、不超过12小时、不超过10小时、不超过8小时、或者不超过6小时内加热。

可以通过下面的实例对本发明的各种方面作进一步说明。然而，应当理解的是这些实例仅以说明为目的而并非意图限制本发明的范围，除非具体说明。

实例

实例1：捆束内的能量分配曲线的确定

本实例提供从用于加热和/或干燥乙酰化木材捆束的试验规模的微波加热器中获得的实际数据。利用热图像来构建能量分配曲线，然后将对该曲线进行校正，在预测实例2中，以预测以工业规模加热的木材的化学湿气含量曲线。

类似于图10a、c、d和e中所示加热器的水平细长微波加热器被构造成具有12英尺的外直径和16英尺的总长度。加热器包括用于将木材捆束装载入和卸载出容器的进口门。将类似于图10c和图10d中所示的四个分离微波发射器布置在两个相对设置的对中并且经由TE₁₀波导的系统连接到FERRITE 75kW915 MHz微波发生器（从新罕布什尔州纳舒厄的Ferrite微波技术有限公司购得）。三个微波开关构造成将能量从发生器发送至各对的两个发射器中的一个，如下面的详细描述。

微波加热器还包括类似于图10c中所示的四个可移动反射器。各反射器限定大致沿加热器的长度延伸的连续反射面。四个分离发射器各自在竖直方向上位于一对可移动反射器上，以便利用设置在加热器的内部容积的四个象限中的反射面将从各分离发射器的各自向上和向下取向的释放开口中发射的能量导致至微波加热器内部。应用外部驱动器的各反射面通常利用轴沿弧形路径旋转。将详细地描述关于移动反射器的运动的细节。

让大约15000磅的乙酰化新西兰辐射松在环境大气湿度平衡，使得木材的平均水含量为2-3%重量百分比。然后，将木材捆扎成复合捆束，该复合捆束包括四个单独固定的堆（例如，图12a中所示的堆A-D）。该复合捆束，在图12a中图示为捆束1304，具有4英尺宽8英尺高16英尺长的标称尺寸。各堆A-C具有6英寸的宽度，堆D具有2.5英尺的宽度。在开始加热循环之前，将复合捆束1304导入微波加热器并且将门关闭和固定。

首先，微波开关构造成可以将来自发生器的能量同时发送至两个对角线相对的（例如，相对设置的、轴向-交错的）发射器，而剩余的两个对角线相对的发射器保持闲置。然后，以类似于前面给予图11a和图11b的发射器组“A”所述的方式启动发生器将75 kW的微波输送至第一对对角线相对的发射器。接着，在10分钟后，停止发生器，并且在第二加热模式期间将微波开关重新构造成将能量从第一组工作的对角线相对的发射器发送至一组闲置的对角线相对的发射器。然后以75 kW重新启动发生器并且将微波能量再次释放到加热器中。在另一个10分钟后，关闭发生器使得各开关可以恢复到原来的构造，由此将能量重新发送回第一对对角线相对的发射器。从轴向交错的发射器对交替地释放能量的此顺序以10分钟增量继续达总共80分钟（例如，100千瓦时）。

在各加热模式期间，通过控制各可移动反射器的运动和位置，而将从各微波发射器释放的能量导射到微波加热器内部。可编程逻辑控制器（PLC）被设置成利用伺服电机使各反射器以各种速度旋转经过其总弧形路径的各种部分（或区域）。反射器的上对和下对被编程为以相同的速度运动，但是各对反射器中的一个反射器的启动早于另一个发生器，由此避免该对的两个反射器以同步串联方式移动。下面的表2总结了运动的八个区域的边界（例如，开始和结束位置）和总长度、以及反射器上对和下对的各队的反射器速度和用在各区域的时间（例如，停留时间），表示为总反射器循环时间的百分率。应注意表2仅总结了各反射器的曲线的一半；一旦使各对反射器运动经过区域1-8（如下所述），那么各反射器以逆向模式行进，开始于区域8并且移动回到区域1。

表2：可移动反射器的曲线

一旦总加热循环完成，则关闭发生器并且将加热复合捆束运输至固定区，其中MIKRON7500型号带广角透镜的摄像机位于距离加热捆束一个细长侧大约10英尺处。从复合捆束中除去图12中所示的最外面的板堆（堆A），由此暴露堆B的内表面，在图12中标示为B'。摄像机以1幅图像/5秒的速率记录表面B'的热图像，20秒后从复合捆束中去除堆B。然后摄像机开始记录堆C的内表面的热图像，在图12中标示为表面C。20秒后，从捆束中去除堆C，由此暴露堆D的内表面，在图12标示为表面D'。表面D'的摄像机记录热图像达20秒，然后停止工作。

为了分析整个捆束体积中的复合温度分布，利用MikroSpec专业热成像软件（版本4.0.5，从英国Berkshire的Metrum公司获得）将在各表面B'至D'的感兴趣代表性区域获得的像素-像素温度数据输入电子数据表。累积频率直方图，将从复合捆束的所有内表面B'至D'获得的热数据示于图13。

如图13中所示，小于20%的捆束体积具有低于42℃或者超过52℃的温度。当校正为干燥的乙酰化木材捆束时，此类型的能量分配导致预测的化学湿气含量曲线，描述于预测实例2。

实例2：乙酰化捆束内化学湿气含量曲线的计算

此预测实例使用实例1中所获得实验能量分配数据来预测在构造成类似于前面实例1中所描述系统的工业规模微波加热系统中加热和/或干燥的乙酰化木材的化学湿气含量曲线（例如，总体积内一种或多种可热去除化学品的量和分配）。

将尺寸为大约101英寸高52英寸宽16英尺长的乙酰化木材捆束装载到具有11英尺、7英寸的内直径和17英尺的凸缘到凸缘长度的微波加热器中。可加压加热器包括相对设置的进口和出口开口，各开口能够用全直径中凹门密封。加热器的总内部容积为2605立方英尺，并且木材捆束总体积与微波加热器总开放（例如，未占据）容积的比率为0.29:1。在微波加热器加热之前，捆束具有大约10-15%重量百分比的“化学湿气含量”（即，一种或多种可加热蒸发化学品包括例如乙酸、乙酸酐、及其组合的量）。

在捆束的加热期间，以类似于如前面实例1中所描述的方法将微波能量导入微波加热器。另外，利用真空系统将加热器的内部压力维持在60托。80分钟后，关闭微波发生器，去除捆束，以前面实例1中所述方式获取捆束内表面的热图像。图14中给出从累积热数据中得出的预测的温度分布。

如图14中所示，乙酰化木材捆束的预期温度分布具有165℃的平均峰值温度，并且捆束的总体积的小于0.3%具有低于115℃或超过235℃的温度。对于如上所述处理的乙酰化木材的干燥捆束，根据将木材温度与化学湿气含量相关联的预先获得的经验数据，图14中的温度分布预测了化学湿气含量曲线，如表3中总结的。

表3：干燥的乙酰化木材的预期化学湿气含量曲线

温度	捆束体积的百分率	预测的湿气含量
			T<115℃	0.3%	大约2%重量百分比的湿气
115℃<T<135℃	2.2%	大约1%重量百分比的湿气
			T>235℃	0.3%	烧焦
115℃<T<235℃	99.4%	干燥
			135℃<T<235℃	97.2%	干燥

加热和/或干燥乙酰化木材的总体目的是除去剩余的乙酰化化学品（例如，通过使干燥捆束的化学湿气含量最小化），同时不过度干燥或焦烧经处理木材。如表3中所示，小于乙酰化捆束总体积的0.3%的未干燥（例如，具有2%重量百分比以上的湿气含量）或者被焦烧（例如，具有超过235℃的平均温度）。另外，捆束总体积的小于2.2%具有1%以上的湿气含量。因此，乙酰化捆束总体积的至少97.2（高达99.4%）被加热并干燥至小于1-2%重量百分比的化学湿气含量，同时使烧焦的木材量最小化。

实例3：在采用分离发射器的微波加热器中可移动反射器的影响

此实例示出了在使用多个分离发射器的微波加热器中应用可移动反射器对加热的木材捆束的表面温度分布的影响。利用HFSS软件（从宾夕法尼亚州卡农斯堡的Ansys公司获得）对微波加热器包括两对相对设置的分离发射器和位于各发射器出口附近四个可移动反射器类似于实例1中所描述加热器的A进行模型化。执行两种模拟。在第一模拟（模拟A）期间，反射器被模型化为静止在-4°的反射器位置（即，最接近壁）。在模拟B期间，各反射器被模型化为沿着反射器运动曲线，如前面实例1的表2中所描述。下面的图15a和图15b中示出了所形成的各模拟预测的温度分布。图15a和图15b中所示的代表性分配对应于平行于捆束的细长侧的内部竖直面并且位于各模拟的捆束的中部。

如图15a和图15b中所示，在模拟B中加热的木材（利用可移动反射器）显示具有高于在模拟A中加热的木材（静止反射器；161℃的平均温度）的平均温度（169℃的平均温度）的温度分布。在模拟A期间获得的较低平均温度表明：与当反射器被允许运动时（如模拟B中所建模的）相比，可以预测当反射器保持静止时将会需要较少的能量来达到捆束的内部平面。另外，在模拟B中加热的木材显示比在模拟A中加热的木材更窄的温度分布。例如，如图15b中所示，基于模拟B的温度分布结果可预测：小于捆束的10%低于140℃的温度且小于捆束的8%超过200℃的温度。然而，模拟A，如图15a中所示，预测的温度是超过20%的捆束温度小于140℃，10%的捆束温度超过200℃。因此，可以得出结论在使用相对设置的分离发射器的微波加热器中应用可移动反射器可以导致更均匀彻底的木材捆束的加热。

实例4：减小的能量加热循环对捆束温度分布的影响

本实例提供模拟结果示出了使用各自在较低水平的微波能量和/或较低压力下执行的两个或更多个单独加热循环的加热木材捆束的影响。

利用复合建模数据预测暴露至若干不同模拟加热曲线的具有52英寸×101英寸×129英寸标称尺寸的理论木材捆束的温度曲线。利用用于在各加热曲线下预测电磁场分配的HFSS软件（从宾夕法尼亚州的卡农斯堡的Ansys公司获得）和用于预测捆束中心竖直面（例如，“中心切片”）内的温度分布的MATLAB软件（从马萨诸塞州纳提克的Mathworks公司购得）执行五种模拟（例如，模拟A-E）。下面的表4中总结了各模拟A-E的各模拟加热曲线的细节。

表4：在模拟A-E中建模的加热曲线

将模拟的温度数据从MATLAB输入至电子数据表，并且执行统计学分析以确定（1）在加热循环期间的峰值最大温度，以及（2）将会烧焦（即，将会达到高于240 ℃的温度）的中心“切片”的总体积的百分比。下面的表5中示出了模拟A-E的结果。

表5：模拟A-E的峰值温度和烧焦的捆束体积

模拟	峰值温度	烧焦的体积（%）
			A	289	1.30
B	279	0.92
			C	269	0.64
D	270	0.59
			E	239	0.00

尽管在各总加热循环期间加入的功率总量是相同的（例如，87.5千瓦时），但定时、持续时间和施加给负载的能量水平却影响各模拟的最大峰值温度和烧水平。例如，如模拟A和E的峰值温度和烧焦体积所证实，允许木材在能量的两次施加（例如，单独的相继的加热循环）之间“休息”导致比不使用休息期更低的总峰值温度和更低的焦烧。当在后继循环中所使用的最大水平微波能量小于以前的循环时，预测的峰值温度和焦烧量也较低，正如由模拟B和C的比较所证实。此外，当采用三个（或更多的）后继循环时，各自处于低于以前的水平的能量下，看获得甚至较低峰值温度和/或焦烧的量，如模拟D中所示。

实例5：可移动反射器对加热的捆束木材温度分布的影响

此实例示出了应用可移动反射器对在微波加热器中加热和/或干燥的乙酰化木材捆束的最终温度分布的效果。如本文中所说明，可移动反射器有助于在加热器内部以更均匀的方式分配微波能量，因此当存在一个或多个可移动反射器时被加热的木材捆束的表面温度分布是较窄的并且具有更高的峰值温度。

类似于图9a、图9b和图9e中所示系统的微波加热系统包括经由一系列TE₁₀波导联接到真空微波加热器的FERRITE75 kW，915 MHz微波发生器（从新罕布什尔州纳舒厄的Ferrite微波技术有限公司购得）。三个旋转微波开关构造成选择性地将微波能量从发生器发送至位于微波加热器内部的四个微波发射器中的一个。各发射器被设计成在TE₁₀模式下接收能量，但包括设置在容器内部的模式转换器，该转换器用于在微波进入加热器之前将能量转换至TM₀₁模式。具有6.5英尺直径和8英尺总长度的真空加热器，包括用于装载和卸载木材的位于一端的单个门。该系统还包括用于在加热步骤期间维持350托以下的压力的真空泵。

通过执行两个实验性的试验（试验L和试验M）来确定在加热器内利用一组可移动反射器分配微波能量的影响。组装具有36英寸宽38英寸高8英尺长的标称尺寸乙酰化新西兰辐射松的粘接的水湿捆束。捆束包括位于中心的六块板组成的一排木板，这些板各自配备有置于在板中心附近钻出的孔中的光纤温度传感器。在加热步骤期间，利用该传感器来监测和记录峰值平均温度。在试验L期间不使用可移动反射器，在试验M期间使用四个可移动反射器，各自位于释放开口的附近，将四个微波发射器（通常如图9e中所示）中的一个用于内容器内分配能量。各反射器是由外部致动器驱动，类似于图9i中所示的发射器，在通常振动模式中。在各试验期间，将沿加热器侧安装在三个观察端口的MIKRON热成像摄像机用于获得沿捆束一侧的热数据。将各试验的数据输入电子数据表并且统计学组织在图16a（试验L）和图16b（试验M）中给出的表面温度频率分配中。

图16a和图16b示出了在利用可移动反射器执行的试验M期间所获得的温度分布比在不使用可移动反射器情况下执行的试验L期间所获得温度分布大约窄3-4℃。此外，试验M分配的峰值温度略高，表明可移动反射器的使用导致更均匀的捆束加热和更高的表面温度。

实例6：TE₁₀与TM₀₁阻挡组件的电场强度的比较

利用本实例提供模拟的结果来确定TE₁₀阻挡组件与TM₀₁阻挡组件的电场强度和能量密度之间的差异。利用HFSS^TM软件（从宾夕法尼亚州卡农斯堡的Ansys公司购得）对各组件进行建模。图17a和图17b示出了模拟结果的示意性描绘，具体示出了图17a中的用于比较的TE₁₀组件以及图17b中本发明的TM₀₁组件内的电场强度。

如图17a和图17b中所示，在75 kW下本发明的TM₀₁阻挡组件的峰值电场强度（0.9 kV/cm）是在75 kW下所测量的用于比较的TE₁₀阻挡组件（3 kV/cm）的峰值电场强度的大约3分之1。随后，TM₀₁阻挡组件的峰值能量密度是TE₁₀阻挡组件的峰值能量密度的大约9分之1。

实例7：对可在TE₁₀和TM₀₁阻挡组件中获得的击穿压力和最大能量水平的确定

本实例对可利用TE₁₀和TM₀₁阻挡组件所获得的不同水平微波能量下的击穿压力进行了比较。如本文中所示，TM₀₁阻挡组件能够在比TE₁₀阻挡组件更低水平的真空下以给定的能量水平操作和/或允许在给定的真空水平下使较高水平的微波能量经过。

在测试设备中构建用于在各种压力和能量水平下测试阻挡组件内的击穿压力的定制装置（即，在给定的能量水平下第一次发生电弧放电的压力）。该装置包括联接到一组TE₁₀波导的微波发生器，这组波导可操作地接收可拆除阻挡组件并且将该组件保持在波导之间。该装置包括：用于在测试前在各种温度将不同气体导入阻挡组件的气体系统、以及用于在测试期间控制组件内的压力的真空系统。该装置还包括自动电弧检测以及关闭系统，用于在组件内感测到电弧放电时关闭微波发生器。通过执行各种测试试验（试验A-H）而在各种能量水平下测量TE₁₀和TM₀₁阻挡组件的击穿压力。下面的表6总结了各试验A-H的条件，同时图18提供了各试验A-H的测量的作为能量水平的函数的击穿压力的图示。

表6：确定击穿压力的测试试验的总结

试验	阻挡组件（模式）	气体类型	气体温度，℃
				A	TE10	空气	99
B	TE10	空气	22
				C	TE10	氮气	100
D	TE10	氮气	22
				E	TE10	乙酸	95
F	TM01	氮气	90
				G	TM01	氮气	25
H	TM01	乙酸	90

如图18中所示，对于给定的能量水平，在发生电弧放电前，TM₀₁阻挡组件在低于TE₁₀阻挡组件的压力（即，更高水平的真空）下操作。例如，如通过对试验E和H进行比较（包括在90至95℃下使阻挡组件接触乙酸），对于20 kW的能量水平，在无电弧放电下TE₁₀阻挡组件可实现的最小操作压力为30托，同时TM₀₁阻挡组件能够在发生电弧放电前在15托或者甚至略低于15托下操作。因此，如本文中所述，对于相同的条件和能量水平，在没有电弧放电的情况下TM₀₁阻挡组件可以接触比TE₁₀阻挡组件更低的压力。

可替代地，亦如图18中所示，TM₀₁阻挡组件能够在相同压力和类似条件下且在比TE₁₀阻挡组件更高的能量水平下操作。例如，如通过对试验A与F进行比较所证实（均使用氮气，在90至99℃的温度下），在40托的压力下，TM₀₁阻挡组件可以在70 kW的预测能量水平下操作并且没有电弧放电，同时在发生电弧放电前TE₁₀组件可以接触大于15 kW的能量。此外，如由TE₁₀组件所形成的击穿压力与能量水平关系曲线的更陡的斜率所表明（如图18中所示），也可以得出结论：在能量的额外增加的真空损失（或者惩罚）方面，TE₁₀阻挡组件大于TM₀₁组件。因此，增加经过TM₀₁阻挡组件的能量的边际压力损失显著小于以类似方式操作的TE₁₀阻挡组件。

实例8：微波扼流圈

此实例示出了能够基本上最小化和/或防止能量从微波加热器内部泄漏出的微波扼流圈。利用HFSS软件（从宾夕法尼亚州卡农斯堡的Ansys公司获得）对不包括微波扼流圈的用于比较的微波加热器以及应用类似于图7a-图7h中所示扼流圈的扼流圈的本发明微波加热器进行建模。对在门与容器体的结合处或附近的电场强度进行模拟，并且计算在各容器内部（“内部区域”）以及接近各容器的门凸缘的容器的外部的区域（“凸缘区”）的所形成的电场平均强度。下面的表7中总结了用于比较的微波发生器与本发明微波加热器的这些区域的平均电场强度。

表7：使用和不使用微波扼流圈的微波容器的平均电场强度的比较

所模拟的区域	容器扼流圈？	平均电场强度（kV/cm）
			内部	否	0.25至0.39
凸缘	否	0.25至0.39
			内部	是	0.25至0.39
凸缘	是	<0.03

如表7中所示，在不使用微波扼流圈的用于比较的加热器内部和外部的平均电场强度大致相同，表明有从容器内部中的显著的微波能量泄漏。相反，在使用微波扼流圈的本发明微波加热器外部的电场平均强度，如本文中所述，大致低于本发明加热器内的电场平均强度，表明没有微波能量泄漏而保持在容器内部。这进一步由图19a和图19b中所给出模拟的视觉结果得到证实。

因此，可以得出结论微波扼流圈的使用（如本文中所述）可以充分减少、最小化或者几乎排除来自微波容器的微波能量泄漏。

实例9：在双容器系统中的木材乙酰化

本实例描述了试验规模的实验，其中在双容器系统对木材进行乙酰化和加热。如本文中所示，利用用于乙酰化步骤和加热步骤的独立容器能够在短时间内制造干燥的乙酰化木材。

试验规模的乙酰化反应器具有10英寸的直径和9英尺的长度。将若干南方黄松板炉干燥至6和8%重量百分比之间的湿气含量，将其装载入乙酰化反应器，将反应器门关闭和密封。利用真空系统将乙酰化反应器内的压力减小到40和70托之间，维持真空达20至45分钟以便从木材中除去剩余的空气和/或水。在保存期后，在室温下用乙酸酐填充反应器的内部空间，并且将反应器内的压力增加到80和90 psig之间，由此使乙酸酐对木材的浸渍最大化。

在40分钟后，从反应器中排出液体并且用温热的氮气使压力增加到1500托。在此同时，利用反应器蒸汽夹层使温度升高至140℃，一旦从反应器中排出全部液体则将热乙酸蒸气注入该反应器使其与木材接触，由此催化反应。在60分钟后，停止热蒸气注入并且在增加的反应器压力下进行乙酰化达1.5至3小时之间的时间段。此后，减小反应器内的压力，闪蒸掉剩余的乙酸和/或乙酸酐，由此至少部分地干燥乙酰化木材。然后将反应器内的压力进一步减小至60至80托。由此将板干燥至10和20%重量百分比之间的化学湿气含量。注入氮气以降低反应器内的温度。

一旦被冷却，去除乙酰化板，将其包裹在塑料中以使蒸气对外部环境的排放最小化，运输到通风柜，其中在导入微波加热器之间将板切割成16至18英寸长度。具有19英寸的直径和43英寸的长度的微波加热器，是型号μWAEVAC0350的真空微波干燥器（从德国Schwanewede的Pueschner微波功率系统公司购得），其中使用3.5 kW、2450 MHz微波发生器。在加热/干燥循环期间，对加热器的外壁进行电加热以防止乙酸和/或乙酸酐的凝结。

在装载微波加热器之前，在各乙酰化板的中心附近钻孔，将NEOPTIX光纤温度传感器插入该孔，用于在加热期间监测温度。然后将该板置于位于微波加热器中心的转台上，该转台还包括用于在加热期间检测重力数据的系统。将加热器上的门关闭并且密封，用氮气吹洗该室。打开位于该室的上壁的A模式搅拌器，使用真空泵将加热器内部压力减小到20和60托之间。然后开启微波发生器将400 W的能量发射到加热器中。在数分钟内，使板的温度升高至170℃和190℃之间。

在加热过程的持续时间期间，监测重力数据和温度数据并且利用可编程逻辑控制器（PLC）使发生器反复打开和关闭直到达到目标板温度。将该板维持在目标温度达30至90分钟，在加热循环完成后，可编程逻辑控制器关闭真空泵，使该室恢复至大气压。然后打开微波加热器的门，除去干燥板。经干燥乙酰化板的平均最终化学湿气含量小于5%重量百分比。

本发明的上述优选形式应当仅仅用于进行说明，而不应以限制性方式解释本发明的范围。在不背离本发明精神的情况下，本领域技术人员可以做出对上述示例性实施例的明显的修改。

发明人在此声明他们的意图是根据等同原则来确定和评定与不实质性地背离所附权利要求中所阐述的本发明文字表达范围的任何装置有关的本发明的合理范围。

Claims (30)

1.一种用于制造经化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的系统，所述系统包括：

至少一个微波发生器，所述至少一个微波发射器用于产生微波能量；

微波加热器，所述微波加热器用于接收木材捆束；以及

微波分配系统，所述微波分配系统用于将所述微波能量的至少一部分从所述至少一个微波发生器引导至所述微波加热器，

其中，所述微波分配系统至少包括至少部分地设置在所述微波加热器内部的第一分离发射器，

其中，所述第一分离发射器包括TM_ab波导段、至少两个TE_xy波导段、以及联接在所述TM_ab波导段与所述至少两个TE_xy波导段之间的模式转换分离器，

其中，所述模式转换分离器构造成将从所述TM_ab波导段接收的TM_ab模式微波能量转换成TE_xy模式微波能量的至少两个独立部分，所述至少两个独立部分各自被引导至所述至少两个TE_xy波导段中的一个，

其中，a和y为0，并且b和x为1和5之间的整数。

2.一种用于制造化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的系统，所述系统包括：

至少一个微波发生器，所述至少一个微波发生器用于产生微波能量；

微波加热器，所述微波加热器用于接收木材捆束；以及

微波分配系统，所述微波分配系统用于将所述微波能量的至少一部分从所述至少一个微波发生器引导至所述微波加热器中，

其中，所述微波分配系统至少包括可操作地发射所述微波能量的至少一部分至所述微波加热器内部的第一微波发射器和第二微波发射器，

其中，所述第一和所述第二微波发射器位于所述微波加热器的大致相对侧，

其中，所述微波加热器至少包括第一可移动反射器和第二可移动反射器，

其中，所述第一可移动反射器和所述第二可移动反射器分别构造成导射从所述第一和第二微波发射器发射出的微波能量。

3.如权利要求1所述的系统，其中，x和b为1。

4.如权利要求1或3所述的系统，其中，所述第一分离发射器完全地设置在所述微波加热器的内部，并且其中，所述第一分离发射器限定两个或更多个释放开口，用于将微波能量发射到所述微波加热器的内部。

5.如权利要求1、3或4中任一项所述的系统，还包括具有与所述第一分离发射器大致相似的构造的第二分离发射器，其中，所述第二分离发射器被至少部分地设置在所述微波加热器的内部，其中，所述第一分离发射器至少限定第一释放开口和第二释放开口，并且所述第二分离发射器至少限定第三释放开口和第四释放开口。

6.如权利要求2或5所述的系统，还包括用于在所述第一和所述第二发射器之间分配微波能量的微波开关。

7.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一和所述第二发射器位于所述微波加热器的大致相同侧。

8.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一和所述第二发射器位于所述微波加热器的大致相对侧。

9.如权利要求2或者5至7中任一项所述的系统，其中，所述第一和所述第二发射器在竖直方向上彼此相互间隔。

10.如权利要求5、7或8中任一项所述的系统，还至少包括第一可移动反射器和第二可移动反射器，用于分别导射从所述第一和所述第二分离发射器发射出的微波能量。

11.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一和所述第二微波发射器是第一和第二分离发射器，其中，所述第一分离发射器至少限定第一释放开口和第二释放开口，并且所述第二分离发射器至少限定第三释放开口和第四释放开口。

12.如权利要求2或11所述的系统，其中，所述第一和第二微波发射器各自包括完全地设置在所述微波加热器内部的模式转换器。

13.如权利要求5、7、8、10或11中任一项所述的系统，其中，至少所述第一和所述第三释放开口是向上取向的释放开口，其构造成以与水平方向成向上的角度发射微波能量，其中，至少所述第二和所述第四释放开口是向下取向的释放开口，其构造成以与水平方向成向下的角度发射微波能量。

14.如权利要求10或11所述的系统，还包括第三可移动反射器和第四可移动反射器，其中，所述第一、第二、第三和第四可移动反射器分别提供各自的第一、第二、第三和第四反射面，其中，所述第一和所述第二释放开口分别面向所述第一和所述第三反射面，其中，所述第三和所述第四释放开口分别面向所述第二和所述第四反射面。

15.如权利要求2或5至14中任一项所述的系统，还包括第三和第四微波发射器以及第一和第二微波开关，所述第一和第二微波开关用于在所述第一、第二、第三和第四微波发射器以及所述微波发生器之间分配微波能量。

16.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一和所述第二微波发射器中的至少一个仅限定一个释放开口，其构造成在TE_xy模式中将微波能量释放到所述微波加热器中，其中，y为0并且x为1和5之间的整数。

17.如权利要求1至16中任一项所述的系统，还包括真空系统，所述真空系统可操作地将所述微波加热器内的压力减小到不超过350托，其中，所述微波加热器具有至少100立方英尺的内部容积。

18.如权利要求1至17中任一项所述的系统，还包括可操作地对所述木材捆束的至少一部分进行化学改性的化学改性反应器以及可操作地将所述木材捆束从所述化学改性反应器运输至所述微波加热器的运输系统。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述化学改性反应器是乙酰化反应器，所述乙酰化反应器可操作地对所述木材捆束的至少一部分进行乙酰化。

20.一种用于制造经化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的方法，所述方法包括：

（a）产生微波能量；

（b）在TM_ab模式中引导所述微波能量的至少一部分经过在微波加热器的第一侧壁位置中的第一单个开口，其中，a为0并且b为1和5之间的整数；

（c）在所述微波加热器中将经过所述第一单个开口的所述微波能量的至少一部分转换成至少两个独立的TE_xy模式微波部分，其中，x为1和5之间的整数并且y为0；

（d）将所述至少两个独立的TE_xy模式微波部分同时发射至所述微波加热器内部；以及

（e）利用发射至所述微波加热器内部的所述至少两个独立的TE_xy模式微波部分的至少一部分来加热木材捆束的至少一部分。

21.一种用于制造经化学改性的、干燥的和/或热改性的木材的方法，所述方法包括：

（a）产生微波能量；

（b）将所述微波能量的至少一部分引导至微波加热器中，其中，所述引导包括使所述微波能量经过第一对微波发射器，其中，所述第一对中的微波发射器彼此位于所述微波加热器的大致相对侧；

（c）将所述微波能量从所述微波发射器中的至少一个发射至所述微波加热器的内部；以及

（d）利用至少一个可移动反射器来导射被发射到所述微波加热器中的所述微波能量的至少一部分，由此加热木材捆束。

22.如权利要求20所述的方法，还包括利用一个或多个可移动反射器将被发射到所述微波加热器内的所述微波能量的至少一部分朝向所述木材捆束导射。

23.如权利要求21所述的方法，其中，所述引导包括在TM_ab模式中使所述微波能量的至少一部分通过所述第一对微波发射器的至少一个微波发射器并且还包括在所述发射之前将TM_ab模式微波能量的至少一部分转换成至少两个独立的TE_xy模式微波部分，其中，所述发射包括将所述两个独立的TE_xy模式微波部分的至少一部分释放至所述微波加热器内部，其中，a和y为0并且b和x为1和5之间的整数。

24.如权利要求20、22或23中任一项所述的方法，其中，步骤（b）的所述引导包括在TM_ab模式中使所述微波能量进入至少一个分离发射器，其中，所述分离发射器限定至少两个释放开口，用于将所述至少两个独立的TE_xy模式微波部分的至少一部分发射至所述微波加热器的内部，其中，所述分离发射器包括可操作地执行所述转换的模式转换分离器。

25.如权利要求20或者20至24中任一项所述的方法，其中，b和x均为1。

26.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一对微波发射器包括两个分离发射器，所述两个分离发射器各自限定用于将所述微波能量发射至所述微波加热器内部的至少两个释放开口，其中，步骤（d）的所述导射包括利用位于所述第一对微波发射器的各分离发射器的所述至少两个释放开口的每一个附近的可移动反射器来导射被发射到所述微波加热器中的所述微波能量的至少一部分。

27.如权利要求21或26所述的方法，其中，步骤（b）的所述引导还包括使步骤（a）中产生的所述微波能量的至少一部分经过第二对微波发射器，其中，所述第二对中的微波发射器彼此位于所述微波加热器的大致相对侧，其中，所述第一对中的一个发射器和所述第二对中的一个发射器位于所述微波加热器的大致相同侧。

28.如权利要求20至27中任一项所述的方法，还包括在所述木材捆束的加热期间，维持所述微波加热器内部的压力不超过350托，其中，所述加热包括以至少200 kW的速率将微波能量导入所述微波加热器，其中，在加热之前，所述木材捆束的重量为至少100磅。

29.如权利要求20至28中任一项所述的方法，其中，在步骤（a）之前，所述木材捆束的至少一部分已被化学改性。

30.如权利要求20至29中任一项所述的方法，其中，在步骤（a）之前，所述木材捆束的至少一部分已被乙酰化。

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