CN87104705A - 共振腔 - Google Patents

Abstract

一个干燥/加热用的微波共振腔，具有至少一个将波长为W的微波能射入共振腔的微波源。通过对共振腔的体积、形状、尺寸的设计以及微波源的布置，使得在共振腔里的处理区域的共振模数量最大，而在微波源处的共振模数量和反射能量最小。

Description

本发明涉及一种用于处理各种物质-例如收获后的农作物：谷物、豆类、水果、稻米及类似物品的微波干燥装置。本发明也适用于处理矿物和采矿生产中的副产品、泥炭、糖浆以及糖制品、棉花、毛、茶、砂、污物以及其他任何需要局部或全部脱水的物品。本发明还可以用于在要处理的物品内部杀菌和根除虫害。具体地说，本发明涉及微波干燥装置的共振腔的结构，该共振腔可同时应用两个或更多的连续微波源来完成对放置在所述共振腔中载荷的干燥/加热，而对各微波源都不会产生任何有害作用。

在以前应用导入共振腔中的微波能来干燥/加热物品的偿试中，产生了干燥“斑”问题，这是因为，微波不是均匀一致地穿入物品的各个部位，而留下了冷热相间的“斑块”。这是共振腔中有利与不利的干涉以及共振的波腹和波节所造成的。另外，现有技术中的微波干燥装置采用脉冲微波源将微波束射入正方形或长方形共振腔中。在整个共振腔中的模数的最大值取决于共振腔的总尺寸。设置旋转载物台或者场/模搅动器，通过移动被处理物品使之穿过共振腔或者连续地更迭共振腔内的模态的办法，来提高共振腔中加热的均匀性。

当希望同时应用几个连续的微波源以便增强共振腔里的能量密度时，在共振腔中应用搅动器就会引起麻烦。搅动器会干扰模态图形，因此，静态波节/波腹图形就不能在共振腔中产生。使磁控管有交叉耦合的趋势，带来有害的结果。用一个小的共振腔来增加能量密度，则使有效振荡模数减少，引起加热不均。

正方形或长方形共振腔的基本问题之一是，共振腔里的振荡模图形上的波节或热点均匀而有间距地贯穿共振腔，因此就产生出有规律的间隔热斑。在长方形共振腔中，大多数被处理物品不能完全充满共振腔，从而不能充分利用共振腔里的全部波节，导致被加热物品的热不均。

本发明旨在使上述问题得到实质性解决，提供一种微波干燥系统，该系统应用一个或多个受控的连续微波源，使在共振腔内的处理区停留或穿过的载荷物品更为均匀地被穿透。更确切地说，本发明旨在提供一种共振腔，通过对其形状、大小和尺寸的特别选择，以及至少配置一个微波源，该共振腔提供一个效率更高的微波干燥/加热方法，而在可以使用的处理区域内提供更多的振荡模。

共振腔的设计原则：

共振腔的几何形状最好是能在处理区域产生尽可能多的共振模，而且横跨所有能利用的频带。另外，如果应用一个以上的微波源，那么就要保持几个微波源连续和同步运行的良好条件。

在一个共振腔中几个微波源连续和同步运行的良好条件包括;

（a）.共振腔的形状设计要使得从任何微波源发出的波除了在腔壁上多次反射外，不会反射到同一或其他任何一个微波源上，同时，（Ⅰ）有效地穿通置于或经过共振腔的载荷物品，（Ⅱ）交叉耦合到共振腔里的共振模中。

（b）.微波源沿着共振腔的一个面板的布置间隔，使得每一个微波源均处在一个主共振的波腹上，而且，被支撑在共振腔的两平行端板之间，该端板与所说的面板互相垂直。

共振腔材料最好对被利用的微波辐射的波长具有较高的反射性能，而且，应无磁性。

概括地说，本发明提供一个微波共振腔，它具有至少一个微波能量源，将波长为W的微波能射入所说的共振腔中，还至少有两个平行而且相对的内表面，该两内表面被与波长W成正比的一个距离隔开，这样，在运行中，微波能量的交叉耦合使得两内表面之间的共振模数量基本上达到最大限度，而共振模能量和反射到微波源上的能量基本上减至最小。

本发明的实施例将参照附图进行详细描述。

图1是本发明的第一个实施例的共振腔的剖视图。

图2是图1所示的干燥共振腔的平面图，干燥腔的尺寸依据于所用微波能的波长。

图3是本发明的第二个实施例的共振腔的剖视图。

图4是图3所示的干燥共振腔的平面图，干燥腔的尺寸依据于所用微波能的波长。

图1是本发明的第一个实施例的剖视图。图中，标号为1的共振腔具有十个内表面，上表面2和下表面3是一种相互平行并相对的关系，侧面4和5也是如此。多个微波源6沿着共振腔的长度方向间隔布置（如图2所示）。每一个微波源6均安装在上倾斜面板7上，这样，微波能量即经过波导管（未示出）而射入共振腔1中，共振腔1的每一个内表面的形状和布置以及每一个微波源6的布置，其效果在于无论从同一个或其他微波源来的波，都不可能直接反射进入任一个微波源。

在每一个平行内表面2和3，4和5以及端板11和12之间的交汇处，是处理区域8，用来放置被干燥/加热物品。物品可以放置在处理区域8中，或者借助于一个输送系统（未示出）而移动通过。共振腔1的顶部设置了管道装置9，以便通过一个穿孔区从共振腔1中抽出潮湿的空气。

图2中，每一个微波源6沿着共振腔1的长度方向交错设置在共振腔的每一面上。一个输送系统（未示出）进入端面11，穿过共振腔1的中心从端面12穿出;合适的闸门（微波衰减器）被用在输送系统的进口和出口处。输送系统最好包括一个多孔的输送带，以适应颗粒状产品，这样，空气可直接穿过产品。输送带最好是从共振腔的一端向另一端倾斜，或者以一角度斜穿过共振腔1的中心，以此进一步增强放在输送带上的物品受微波辐射的均匀性。

使用中，微波能量束从每一个微波源6射入共振腔1中。微波能量经过在共振腔1的内表面上的多次反射后，大部分能量同共振腔1中各组平行面4和5，2和3之间的许多共振模中的一种交叉耦合。每一个面板和端板之间的交汇处构成了处理区域8。因为每一组平行面板之间的距离大于处理区域8的相应尺寸，所以，同与处理区域8大小相同的长方体共振腔相比，能容纳更多的共振模。在处理区域8中共振模的增多，使得干燥加热更加均匀。共振腔1的每一个内表面的布置要精心选择，使共振模的数量在上述处理区域最大，而在微波源6的设置处又最小。

图3示出了依据本发明的第2个实施例的微波共振腔的剖视图。共振腔1具有三组平行平面2和3，4和5以及端板11和12。本实施例示出了一个小体积的共振腔，在这个共振腔里，微波源6的布置以及内表面的间隔变得更精确，以便获得一个能量密度更高的处理区域8。

图4是图3所示的实施例的平面图，在这里，共振腔上设置了八个微波源6，它们沿着共振腔的长度方向交错安放在共振腔的相对面上，有四个备用安装座被用作观察孔，这些观察孔是用穿孔板材盖着的。

应当指出，本发明的共振腔可以有许多变种和改型，例如在大小、形状或者微波源的布置上的变化，但是，都不脱离在这里所描述的本发明的总构思和范围。

Claims (7)

1、一种微波共振腔，具有至少一个微波源，该微波源发射波长为W的微波能进入共振腔中，还有至少两个平行和相对的内表面，该内表面被一个与波长成正比的距离所分开，这样，在运行中，微波能量交叉耦合时，在所说的内表面之间的共振模数量基本上达最大值，而在所说的微波源处的共振模能量和反射能量基本上达最小值。

2、如权利要求1所述的微波共振腔，其特征是，两个微波能量源向共振腔中发射波长为W的微波能。

3、如权利要求1或2所述的微波共振腔，其特征是，微波能量源是连续的。

4、如权利要求1-3中任何一项所述的微波共振腔，其特征是，内表面的尺寸与波长W成正比，以使共振模的数量达到最大值。

5、如权利要求4所述的微波共振腔，其特征是，具有四个以上的内表面。

6、如权利要求5所述的微波共振腔，其特征是，具有十个内表面，构成一个截面为不规则八边形的不规则十面体。

7、如权利要求6所述的微波共振腔，其特征是，微波能量源沿着共振腔以 1/2 W的倍数距离排列。

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