CN1452852A - 使用电感耦合的改进的介电加热 - Google Patents

Abstract

一种通过将射频(RF)功率供给到在共振腔中的材料上对所述材料进行加热或者干燥的方法和设备；其中使RF功率源与共振腔电感耦合，共振腔由与施加器装置和所述材料共振的分布电感形成，其中由馈线产生的磁场在所述施加器装置上感生电压，由此使得用于将射频功率输送到所述腔的所述馈线电压小于利用直接耦合进行等效的射频加热所通常遇到的电压。

Description

使用电感耦合的改进的介电加热

发明领域

本发明涉及射频(RF)介电加热或干燥；更具体地，本发明涉及一种用于将RF功率与施加器装置连接的改良系统，所述系统可提高电场特定的均匀性和大大降低出现灾难性的击穿故障的危险性。

本发明的背景技术

目前，在将RF(射频)功率应用于介电加热应用中所用的常规施加器装置(通常被称为电极或者电容板)上时，利用公知的“直接耦合”方法将RF发生器连接到施加器装置上。在“直接耦合”中，RF功率被直接耦合到施加器装置上并且环流(能够产生电场的)从RF施加器装置通过馈线(包括任何馈通)回到RF发生器或者匹配网络(如果使用匹配网络)的输出部分。馈通处于RF功率引入馈线通到加热系统壳体等中的位置处。

由于在RF发生器/匹配网络和施加器装置之间的RF馈线和馈通的固有电感，在直接耦合的应用中以较高的RF功率进行操作会产生较高的环流，较高的环流通常会在RF馈线上、在馈通处以及RF发生器/匹配网络的输出部分产生很高的电压。

由于在RF馈线上、在馈通处以及RF发生器/匹配网络的输出部分具有较高的电压(在常规的介电加热应用中，电压可超过10kV)，出现灾难性的击穿故障的危险性较高。对于极高的RF电压(超过50kV)，在介电加热应用中面临着灾难性故障。除了灾难性故障的危险，找到/设计能够经受在馈通、RF馈线以及RF发生器/匹配网络的输出部分中的很高RF电压的RF部件是困难/不可能或者很昂贵的。在RF电压可能达到很高的直接耦合应用中，防止灾难性故障的唯一可行的解决方法是减小RF功率输出。但是，减小RF功率输出也减小了加热/干燥系统的处理能力，这对于操作者通常是不能接受的。上述问题通常会导致已知的RF功率不适用于其它许多适合的应用。在用于高能物理粒子加速器中使用的RF功率的特定应用中，已知的另一种可选择的被称为“电感耦合”方法适用于产生电场以对诸如质子和电子的粒子进行加速的特定应用中。用于粒子加速器中的“电感耦合”具有与施加器装置绝对共振的分布电感以减小馈线电压并且产生适合的共振频率但不会形成电场。在这些应用中，利用使已建立的磁场(通过馈线)在施加器装置上感生电压的公知的互耦合原理，使RF功率转移到施加器装置。另外，根据申请人的了解，目前还没有将上述电感耦合应用于对电场中的材料的介电加热或者干燥的系统中。

对于“电感耦合”，环流路径与“直接耦合”中的是大不相同的；在与施加器装置直接耦合的馈线中流动的环流很小，并且产生了从施加器装置经分布电感部分到地电势的很大的环流。本发明人发现并如在下面描述的，这种结构的优点在于，环流的减小大大地降低了在馈线、馈通以及RF发生器/匹配网络的输出部分中的电压。

对于在粒子加速器中的电感耦合，RF施加器装置表面通常是圆形的并且很小(周长小于30厘米)。在一些情况下，施加器装置可是较长的但宽度通常小于5厘米。在所有情况下，电感耦合RF施加器装置是不可移动的，并且太小以致于不适用于许多工业介电加热应用，而且是特别为粒子加速设计的。

尽管存在这些已知的限制，但本发明还是提出了一种新颖的技术方案以将“电感耦合”扩展到介电加热应用中。

本发明概述

本发明的一个目的在于，提供一种改进的RF(射频)加热或者干燥系统。

本发明的另一个目的在于，提供一种结合电感耦合的RF加热或者干燥的方法和设备。

本发明的另一个目的在于，提供一种用于在RF加热系统中将施加器装置连接到RF源上的挠性电连接器。

概括地讲，本发明涉及一种通过向在共振腔中的材料施加射频(RF)功率对所述材料进行加热或者干燥的方法和设备；改进包括：使RF功率源与共振腔电感耦合并且产生磁场，该共振腔由至少一个输送所述RF功率的馈线、与施加器装置共振的分布电感、所述施加器装置和所述材料形成，所述磁场在所述施加器装置上感生电压，由此使得用于将射频功率输送到所述腔的在所述馈线上的电压小于利用直接耦合进行等效的射频加热所通常遇到的电压。

最好，所述产生磁场包括：利用所述分布电感以形成带有馈线的导电回路并产生所述磁场。

最好，所述分布电感在所述腔内对电场整形以提供施加在所述材料上的均匀电场强度。

概括地讲，本发明涉及一种射频加热系统，所述射频加热系统包括接地的导电腔、在所述腔内的施加器装置；所述施加器装置包括导电电极、用于使所述施加器装置与射频功率源耦合的装置以及使所述施加器装置与所述腔相连的分布电感装置。

最好，所述腔包括接地的导电箱，所述导电箱具有一对相面对的侧壁、底壁和顶壁，所述施加器装置相对于所述箱在所述侧壁之间横向延伸，并且所述分布电感装置使所述施加器装置与所述侧壁的与施加器装置相邻部分连接。

最好，所述分布电感装置包括一对分布电感部分，其中一个分布电感部分使所述施加器装置的一侧与其相邻的腔壁相连，该对分布电感部分的另一个使所述施加器装置中的远离所述一侧的另一侧与其相邻的腔壁相连。

最好，所述每一个分布电感部分具有与所述施加器装置的端部相连的第一部分以及使所述第一部分与连接于其相邻的腔壁的第三部分相连的第二部分。最好，所述施加器装置是空心的并且具有使所述施加器装置中面对所述材料的表面与所述施加器装置的中空内部相连的用于热空气的孔。

一种用于将来自于馈通的射频功率源与施加器装置相连的挠性馈线，所述馈线包括多个被编织在一起的金属丝束以形成一个中空的圆筒形编织连接器，所述连接器具有外表面，实体面积比由所述金属丝形成的表面的面积大20％，所述表面积中低于80％的开放区域是由空气形成的，所述空气和金属丝区域在所述表面上是对称均匀设置的并且共同地建立已知电感。根据连接器所需的挠性，金属丝所占的表面积的最大值可达到100％，连接器所需的挠性取决于金属丝的挠性和细度。

最好，每一个所述束包括并排设置的3个至10个金属丝。

最好，所述空心圆筒形编织连接器的横截面为椭圆形。

附图的简要说明

从以下结合附图所作的本发明的详细描述中可以看出本发明的其它特征、目的和优点，在附图中：

图1是本发明所涉及的RF加热系统(为了清楚起见，去除了一些零件)的示意性等距视图。

图2和图3是与本发明结合使用的中空电极结构和分布电感的交替区域的示意性等距示意图。

图4是挠性馈线的端视图。

图5是挠性馈线的小区域的侧视图。

优选实施例的详细描述

当加热过程要求快速处理时间和高处理能力时，通常要求更高的射频(RF)电场(大于10kV/cm)。由于高环流通常会在RF发生器/匹配网络的馈线、馈通、和输出部分上产生极高的RF电压，因此直接耦合在该状态下非常困难。除了存在相关的击穿和灾难性故障(如过去通常由其它原因所经受的)的高危险性以外，能够经得起这些高压要求的设计部件费用过高并且有时是不可能的。商用的介电加热所需的RF施加器装置，例如在与食品有关的介电加热应用中，需要具有比目前粒子加速器中常用的电感耦合应用大很多的宽度和总面积，即至少为5平方米，因此会在保证RF场均匀方面出现较严重的问题。能够影响适合的共振频率的形成以及影响介电加热应用中的RF场均匀性的其它一些内容包括施加器装置的几何形状/尺寸/位置、材料介电性能的范围、通常需要处理的材料厚度范围以及RF施加器装置的底部和需要处理的材料的顶表面之间的空气间隙的范围。为了使场均匀性达到最佳，需要一些电场整形方法。

在本发明中的电场整形可利用三种方式实现：通过限定RF施加器装置的底部形状，在本领域技术人员所能够接受的严格限制程度上进行上述限定；通过限定RF连接的数量和布置，在本领域技术人员所能够接受的严格限制程度上进行上述限定；以及通过下面将详细描述的限定分布电感的形状和尺寸的一种新方法。如下面所述的，最好将上述三种方式结合在一起，但无需一定用于本发明的优选实施例的实施中。

电场的均匀性与材料的介电加热的均匀性是直接相关的。对于大多数材料和应用，均匀加热对于使该工艺最佳化是重要的。在对材料进行不均匀加热时，会出现关于过热、加热不足等的严重产品质量问题。

该分布电感RF加热系统可用于任何可被介电加热(即具有大于0.005的损耗因数)的材料，这些材料包括但不限于各种食品、实木和工程木制品、建筑材料、废料、陶瓷制品、粉料和塑料。

令人惊异的是，申请人发现，在具有单个RF馈线的电感耦合施加器装置上的电场均匀性在与具有单个RF馈线的直接耦合施加器装置上的电场均匀性相比时更均匀。

介电电场均匀性是决定被加热或者干燥的材料的加热均匀性的一个重要特征。电场均匀性越好，在干燥或者加热时的加热均匀性越好。根据被加热/干燥(特别是工艺标准)，最佳的电场均匀性可在较好的至强制性的范围内变化。适用于本发明的商业上的RF应用必须能够应付与粒子加速器应用中遇到的比较干净的环境相比从RF视点出发不太理想的肮脏和充满灰尘的环境。与先前的粒子加速器电感耦合应用相比，介电加热应用具有更苛刻的要求，即具有更低的RF电压以防止由于环境较脏而出现灾难性击穿。

另外与不将可变的产品放置在产生的电场中的粒子加速器应用不同的是，本发明的最佳介电场应用必须适合于产生非均匀性/不同的产品以及电场的整形是最佳实施的一个必要条件。

但是，对于这里下面所述的适合的RF耦合，目前许多应用利用在1-100MHZ范围内的射频进行RF介电加热是较好的，但最佳的射频范围为6-45MHZ之间。术语“共振腔”指的是与特定射频共振或者被调谐到该特定射频的封闭腔并且是由腔、施加器装置和分布电感的所有特征限定的。共振腔所具有的特定的共振频率基本上是由腔、施加器装置和分布电感的所有特征限定的，其中包括分布电感的所有特征：形状/尺寸、RF馈线到施加器装置的总电感、材料的介电性能以及材料和施加器装置之间的间隙和被加热的材料的厚度。

高度可变的施加器装置和不同材料的形状/性能使本发明的共振腔应用变得困难。

众所周知，如果以其共振频率将RF功率源施加到共振腔上，那么在其被适合耦合时该腔将“接受”100％的RF功率。RF功率源频率与腔的共振频率差得越多，腔/材料所吸收的RF功率越小并且更多的RF功率将反射回到RF功率源。共振腔的特性(无论其形成“高Q”或者“低Q”)影响RF功率源需要如何接近共振腔频率-“高Q”需要频率非常接近，而“低Q”应用对于RF功率源具有少量的弹性。如果需要特定应用，可通过改变腔中的电感对腔的共振频率进行调谐，从而改变共振频率。共振频率调谐在粒子加速器中分布电感应用中是各种的。

尽管在本发明中没有作出限定，对于几乎所有各种介电加热应用，d1在15厘米至1.5米之间，d2在10厘米至60厘米之间。

利用与施加器装置共振的分布电感形成共振腔。施加器装置的电容是由被加热的材料性能、施加器装置的底部和材料顶部之间的空气间隙以及施加器装置的尺寸/形状/组成决定的。在共振腔中的相应电感是由RF馈线的电感与总的分布电感结合形成的。尽管在该申请中选择的分布电感结构(包括图中所示的可选的圆形边缘)表示通常用于所有介电加热过程中的最常规和标准的分布电感形状；本领域普通技术人员可开发不同的能够获得相同的电感的形状。例如，在详细描述的申请人的最初设计中，它们的分布电感等于0.03微亨利。所需的分布电感通常取决于材料性能、施加器装置的尺寸/形状以及操作频率。尽管在本发明中没有进行限定，但是常规介电加热应用所用的分布电感将低于1.0微亨利并且所示的形状为优选的形状，但也可采用其它各种形状，只要能够产生大小适合的电感即可。

如图1中示意性示出的，本发明的加热器或干燥器尤其适合于利用高功率电场对材料进行RF(射频)加热。本发明干燥器或加热器的一个实施例由接地的、导电的金属箱结构1形成，所述箱结构1具有顶部或顶板2、两个壁4和箱底8(最好都用铝制成)，所述顶部或顶板2、两个壁4和箱底8限定中空管1(在大多数情况下具有开口端16和18)。在所示出的布置中，在端部开口的箱1中有导电的金属传送带40，所述金属传送带40经过导电金属基底6隔板(最好也是用铝制成的)。皮带传动装置42驱动传送带40，并且可如图所示的将其布置于箱1中，或者皮带可延伸到箱1开口端之外并且可将传动装置42布置于箱1的外部。

经由RF施加器装置10下面的移动皮带40连续运送待介电加热的材料60，然而本发明不局限于连续的RF应用；在由本领域普通技术人员进行合适变型的基础上，本发明还可用于批加热和干燥。腔室的几何形状不限于所示出的形状；可根据具体应用的要求进行尺寸、形状或取向上的改变。

图1中所示实施例中的RF施加器装置10通过一对分布电感(导电式连接器)部分I与接地的金属箱结构1连接，每个分布电感部分I都由三个部分12、13和14构成(最好都由铝或其它高导电性材料制成)。这三个部分的结合为该系统提供了“分布电感”。一个“分布电感”部分I被布置于施加器装置10的每侧上，也就是说，每一个“分布电感”部分I与施加器装置10的每个横向边缘11邻接。在所示的布置中，第一部分14的深度为d1并且从施加器装置10处向上延伸，第二部分13基本上垂直于第一部分14并具有宽度d2，所述宽度d2横跨到相邻壁4之间的距离，以及第三部分12与其相应的相邻壁4平行并与之相接触。

应该注意的是，导电回路从RF功率输入通过馈线52(下面将描述)、分布电感部分I、在一些实施例中可能经施加器装置10(这取决于具体应用所需的耦合程度)(在该特别实施例中未示出)并且回到箱1，即回到相邻侧壁4。所设计的该回路能够产生磁场，该磁场在施加器装置10上感生RF电压，RF电压产生了能够对材料60进行加热的电场。在所示布置中，馈线与分布电感I连接；它们还与施加器装置10直接相连。

本发明不取决于任何建立磁场并且利用磁场在施加器装置10上感生电压的具体细节。上述系统是优选的。在粒子加速器中所用的另一种已知的系统，实际上在粒子加速器中最常用的系统，具有形成“回路”的用于RF功率的馈线并且RF馈线端与地电位相连，例如箱1的侧面。产生在该“回路”上的磁场与连接于施加器装置上的分布电感部分的磁场耦合；该结构在施加器装置10上感生电压。在所示的布置中，在施加器装置的每一侧处具有一个分布电感部分I。可使用的分布电感部分的数量或多或少(或者具有不同形状)，但是已经发现，当仅使用两个这样的被设置在施加器装置的每一个侧上的分布电感时，可获得更加均匀的电场分布。

电感部分I的精确尺寸和形状对于本发明不是重要的；本领域普通技术人员可设计各种形状和尺寸的分布电感以达到用于所需任何特定共振频率的所需电感。

利用被接收在它们各个壁4中的槽21中的多个螺栓20将部分12分别栓接在它们各个壁4上以如下面将描述的调节施加器装置10的高度。

重要的是，分布电感部分I的电场产生侧(在这种情况下为底部)的各部分都没有违背如在1999年8月24日出版的本申请人较早的专利5,942,146中所披露的最小半径法则(该专利所披露的内容在这里作为参考)；即，电连接器在其外侧表面上具有最小的曲率，曲率半径至少为r以防止连接器击穿，其中r是这样限定的，

r＞＝1/5{[(E_BD)(D)/V_MAX]-22}

其中r和D用厘米表示

V_MAX用伏特表示

E_BD用伏特/厘米表示

部分I的形状最好是图中所示的。利用在部分I中的不完整的Z字形改变共振腔频率，因此d1和/或d2通常需要被补偿。

如图1中示意性示出的，通过拧松螺栓20并且根据需要将它们设置在壁4中的它们各自的槽21中接着将它们重新固定在调节位置中以如箭头A所示调节RF施加器装置10的高度。该高度调节系统使所有高度调节部件位于系统外和任何电场外。

分布电感部分I必须提供与接地壁4的连续连接以为将遇到的高环流确保强的电连接。

尺寸d1和d2是重要的并且影响共振腔频率。本领域普通技术人员理解如何选择这些尺寸以限定共振腔频率，但是分布电感不是影响共振腔频率的唯一因素。施加器装置的几何形状(主要是其宽度和长度)也影响共振腔频率，在施加器装置的底部和地之间的距离范围，在施加器装置和在电场中的材料60之间的空气间隙的范围、材料的介电常数的范围、与RF施加器装置相连的RF连接器的数量和电感。没有决定共振腔设计的简单公式或者法则一需要所有这些结合的因素的大量的计算机模拟和实验室/场测试来达到所需的结果。

重要的是，部分12、13和14的连接足够大和连续以处理高环流。

显然，已知系统不可能适用于所有材料并且根据被加热的材料的介电性能和电路的Q的变化，已知系统可适用于“目前状态”，需要电感调谐或者如果改变很大，那么可能必须完全重新设计。

图2和图3示出了另外一些RF施加器装置和分布电感设计。如在1999年8月24日出版的本申请人较早的专利5,942,146中所披露的，在电场中的所有边缘(诸如边缘11)必须如图中所示被切成圆角，并且具有足够大的半径r以确保所有局部的电场强度达到最小。在本发明人的实施中对于诸如食品的材料的快速RF加热，最小的半径r为5厘米。

如图2中所示，分布电感是由部分12、13、14构成的，部分12、13、14是由不连续的段构成的，即部分13和14无需是连续的并且无需在施加器装置10的整个长度上延伸。

缩短或者开槽以及其它非连续的特征可用于分布电感部分13和14上以在特定的应用中对电场进行进一步整形。分布电感部分的缩短或者开槽以及其它非连续的特征是由试验和误差和/或计算机模拟确定的。

上述这些不同类型的分布电感布置用于对电场整形。图2中所用的部分14不是象在图1中的平面的，但是采用光滑曲线的形式以使施加器装置10与部分13互联。

图3中所示的分布电感开有凹槽并且分布电感没有延伸到施加器装置的整个长度，这表示了能够在电感耦合应用中用于影响场整形的可能性。所有不同的分布电感形状将影响环流的流动并且将最终对电场进行整形。如图2和图3中所示，挠性馈线52的数量和位置在电感耦合应用中可根据需要改变。通常，最佳的电场整形是由施加器装置10整形(下面将描述的)、挠性馈线52的数量和位置以及分布电感整形部分I的结合。

例如，为了在与图1中类似的结构中达到40.68MHz的共振频率，对于施加器装置的宽度为1.65米，施加器装置的长度为3.8米、施加器装置在底板上方的高度(即被加热的材料的顶部之间的间隙加上材料的厚度)在7厘米至14厘米的范围内，材料60的高度在7厘米至14厘米的范围内，以及材料的最大介电常数为22并且最大损耗因数为0.41，所需的d1为65厘米，d2为17.5厘米。

馈线

RF发生器54经RF馈线50和52(通过馈通51)与施加器装置10相连。根据RF产生技术的选择，可在RF功率被供给到一个或者多个馈线50之前将RF发生器54供给到匹配网络(未示出)中。已知施加器装置10的可调节的高度，利用挠性馈线52将馈通51连接到RF施加器装置10上。

为了实现本发明的目的(尽管没有对其进行限定)，发明了独特的馈线52以在馈通51和RF施加器装置10之间延伸。该馈线52需要：

1.能够处理高的RF电流(即，诸如铝或者铜的高导电性金属)；

2.适用于环境(即，没有腐蚀)；

3.挠性的(挠性大于大多数挠性的已知同轴电缆)；以及

4.暴露在电场下以具有高电场所能够接受的最小半径，如在1999年8月24日出版的本申请人较早的专利5,942,146中所披露的；所有边缘必须被切成圆角，并且具有足够大的半径r以确保所有局部的电场强度达到最小。

如图4中的横截面中所示，可用作下面所述的连接器52的馈线或者连接器200具有中空内部202并且是由在图5中的附图标记204所示的材料制成的，其被弯成圆形或者如图中所示被弯成椭圆形。工业上通常将整个部件204称为“编织(Braid)”。

利用已知技术将金属丝210编织在一起以形成所需形状的编织连接器204，所需形状例如为中空的圆柱体并且具有椭圆形横截面，即，各个金属丝210(通常是在3至10个金属丝之间的成组或者成束208，通常5个金属丝为一束)被相互编织(或者织造)在一起以形成挠性的并且相对于RF是导电的自支撑的、中空管或者编织物。

重要的是，连接器200的表面的最小半径遵守上述适用于最小半径r的法则。对于大多数应用，连接器安装在沿着基本上垂直于施加器装置10的移动方向的平面取向的连接器的主轴206的适当位置上，但是在一些应用中，连接器可在纵向上被有限压缩以适合施加器装置的移动。

通过将不连续的导体210的束208编织在一起形成编织204以使没有单个金属丝可从表面伸出并且形成天线，这可能会导致击穿问题。每一束208包括以并排的方式设置的多个不连续的金属丝以形成带状的基本上处于平面的束208。这些束或者带编织在一起形成经编和纬编带以形成织物204。

编织204中的金属丝相互之间必须是紧密结合的以使它们相对于RF以实体形式出现。编织金属丝完全被编织成圆柱体并且在与施加器装置(在其被拉伸/压缩之前)相连之前处于其固定的自支撑状态，所具有的编织表面被很紧密地编织以使其表面上具有大约70％的可见金属丝和30％的空气。图5示出了大约40％的表面金属丝。

编织204的表面应该被制成这样的方式，即，在表面上具有至少20％的可见金属丝和小于80％的空气。显然，空气和金属丝区域在编织204的表面上应该是对称均匀设置的。

金属丝的束或者带208(在该情况下由5个单独的金属丝210构成的)被互相编织在一起以形成挠性好于常规同轴电缆的自支撑金属丝的空心筒体。

例如(以及如图4和图5中所示)，已经发现，用于形成束或者带208的由五个导体直径为0.035英寸的金属丝(或者类似的)构成的铝编织物符合上述对挠性RF馈线52的独特要求。

如图1中所示，施加器装置10可是空心的(用附图标记100表示)并且设有穿过RF施加器装置10的底部102(面对负载60的底部102)的多个间隔的钻孔30(最好以一种图案均匀间隔的)以使热空气可吹入到施加器装置10的中空内部100并且通过钻孔30排出吹到被介电加热的材料60的顶表面上。可使用诸如挠性导管(未示出)的任何用于将热空气输送到内部100的适合系统。如果热空气有助于该工艺，在所有情况下，在材料60中产生的50％以上的热量将利用RF介电加热被输送，少量的热量是利用热空气被输送的。

挠性导管(未示出)必须是不导电的并且必须能够承受高达350℃的高温以能够用于食品加热应用中。

为了在整个施加器装置上保持近似恒定的电场，施加器装置底表面102应该被整形。图1中的施加器装置底表面不是平的但呈扁平的V字形。图2和图3中示出了施加器装置底表面的其它实施例。在所有情况下，施加器装置10的中心纵向部分与负载之间的间距大于与边缘11之间的距离以使电场的均匀性达到最佳。

在这些使用电感耦合的应用中，电场需要在边缘处被增大以使整个电场均匀。为此，底表面的中心部分30是凹陷的并且与产品60的表面之间的距离大于与边缘部分302之间的距离。

示例1(减小RF电压)

在设计目前的食品烘烤系统中，申请人的模拟模型显示，如果以申请人应用所需的高RF功率直接耦合，在馈线上的RF电压超过200kV。利用电感耦合，申请人能够将馈线上的RF电压减小到大约10kV。这些模拟结果在实验室规模的实验中已经得到证实。

示例2(最佳的随时间变化的场均匀性)

在设计目前的食品烘烤系统中，申请人的模拟模型最初显示，当首先提出带有平底表面的施加器装置时电场均匀性不理想。在该特别提出的施加器装置形状的情况下，在被烘烤的材料的中心处出现较高的加热，而材料的边缘却烘烤不足。对于这样的产品非均匀性，该烘烤方法在商业上是不适用的。申请人选择通过将单个RF馈线设置在施加器装置的一个边缘的中心，将分布电感连接到施加器装置的仅两个边缘并且增大施加器装置的两边的厚度以增大施加在这些位置下面的材料上的有效电场强度来对电场整形以使其更均匀。这些改进能够使该方法适于商用。

尽管已经对本发明进行了详细描述，但是本领域普通技术人员在不脱离由附属的权利要求所限定的本发明保护范围的基础上进行改进。

Claims (15)

1.一种通过向共振腔中的材料施加射频功率对所述材料进行加热或者干燥的方法；改进包括：通过产生磁场使射频功率源与所述共振腔电感耦合，所述共振腔由与施加器装置共振的分布电感和所述材料形成，并且产生磁场，所述磁场在所述施加器装置上感生电压，由此使得用于将射频功率输送到所述腔的所述馈线电压小于利用直接耦合进行等效的射频加热所通常遇到的电压。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生磁场包括：利用所述分布电感以形成带有馈线的导电回路并产生所述磁场。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分布电感在所述腔内对电场整形以提供施加在所述材料上的均匀电场强度。

4.一种通过向共振腔中的材料施加射频功率对所述材料进行加热或者干燥的装置；改进包括：射频功率源与所述共振腔的电感耦合，所述共振腔是由与施加器装置共振的分布电感和用于产生磁场的所述材料装置形成的，所述磁场在所述施加器装置上感生电压，由此使得用于将射频功率输送到所述腔的所述馈线电压小于利用直接耦合进行等效的射频加热所通常遇到的电压。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述用于产生磁场的装置包括由所述分布电感和所述至少一个馈线形成的导电回路。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述分布电感是这样构造的，即，以便在所述腔内对电场整形以向所述材料提供均匀的电场强度。

7.一种射频加热系统，其包括：接地的导电腔、在所述腔内的施加器装置、用于使所述施加器装置与射频功率源耦合的装置、使所述施加器装置与所述腔的相邻侧面相连的分布电感装置、以及被调谐到特定射频的所得到的共振腔。

8.如权利要求7所述的射频加热系统，其特征在于，所述腔包括接地的导电箱，所述导电箱具有一对相面对的侧壁、底壁以及顶壁，所述施加器装置相对于所述箱在所述侧壁之间横向延伸，并且所述分布电感装置使所述施加器装置与所述侧壁上的靠近施加器装置的部分连接。

9.如权利要求7或者8所述的射频加热系统，其特征在于，所述分布电感装置包括一对分布电感部分，其中一个分布电感部分使所述施加器装置的一侧与其相邻的腔壁相连，该对分布电感部分中的另一个使所述施加器装置的远离所述一侧的另一侧与其相邻的腔壁相连。

10.如权利要求9所述的射频加热系统，其特征在于，所述每一个分布电感部分具有与所述施加器装置的端部相连的第一部分以及使所述第一部分与连接于其相邻的腔壁的第三部分相连的第二部分。

11.如权利要求7、8、9或者10所述的射频加热系统，其特征在于，所述施加器装置是空心的并且具有使所述施加器装置中的面对所述材料的表面与所述施加器装置的中空内部相连的用于热空气的孔。

12.如权利要求10所述的射频加热系统，其特征在于，所述施加器装置是空心的并且具有使所述施加器装置中的面对所述材料的表面与所述施加器装置的中空内部相连的用于热空气的孔。

13.一种用于输送射频功率的挠性馈线，所述馈线包括多个被编织在一起的金属丝束，以形成一个中空的圆筒形编织连接器，所述连接器具有外表面，实体面积比由所述金属丝形成的所述表面的面积大20％，所述表面中低于80％的开放区域是由空气形成的，所述空气和金属丝区域在所述表面上是对称均匀定位的。

14.如权利要求13所述的挠性馈线，其特征在于，每一个所述束包括并排设置的3个至10个金属丝。

15.如权利要求13或14所述的挠性馈线，其特征在于，所述空心圆筒形编织连接器的截面为椭圆形。

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