KR20130112894A

KR20130112894A - 마이크로파 회전식 킬른

Info

Publication number: KR20130112894A
Application number: KR1020137011751A
Authority: KR
Inventors: 밀트 디 매티스
Original assignee: 밀트 디 매티스
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-10-14
Also published as: MX2013003852A; US11425800B2; CA2814008C; CN109046203A; AU2011311838A1; CN103261824A; BR112013008361B1; RU2013120551A; WO2012048284A2; BR112013008361A2; AU2011311838B2; EP2625482A4; US20130200071A1; CA2814008A1; EP2625482B1; EP2625482A2; WO2012048284A3

Abstract

본 장치는, 약 300 MHz ~ 약 300 GHz 의 주파수 범위의 마이크로파 에너지를 방출하는 마이크로파 공급원을 포함한다. 마이크로파 공동에서는 고정 입력부, 고정 출력부, 및 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 사이의 회전 처리부를 포함한다. 도파관은 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 중 적어도 하나안으로 상기 마이크로파 에너지를 도입한다.

Description

마이크로파 회전식 킬른 {MICROWAVE ROTARY KILN}

일 실시형태에 있어서, 본원은 약 300 MHz ~ 약 300 GHz 의 주파수 범위의 마이크로파 에너지를 방출하는 마이크로파 공급원을 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 장치의 마이크로파 공동은 고정 입력부, 고정 출력부, 및 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 사이의 회전 처리부를 포함한다. 도파관은 마이크로파 공급원으로부터 마이크로파 에너지를 수신하고 또한 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 중 적어도 하나안으로 상기 마이크로파 에너지를 전송한다.

다른 실시형태에 있어서, 마이크로파 공동의 처리부안으로 샘플 재료를 연속 도입하는 단계; 상기 처리부는 이차 커플러를 포함하고; 상기 마이크로파 공동안으로 마이크로파 에너지를 도입하는 단계, 상기 이차 커플러는 마이크로파 에너지를 흡수하며 또한 상기 샘플 재료를 목표 온도로 가열하며; 상기 처리부를 회전시키는 단계, 및 상기 처리부로부터 처리된 샘플 재료를 연속 제거하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

또 다른 실시형태에 있어서, 본 장치는 약 300 MHz ~ 약 300 GHz 의 주파수 범위의 마이크로파 에너지를 방출하는 마이크로파 공급원; 고정 입력부, 고정 출력부, 및 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 사이의 회전 처리부를 구비하는 마이크로파 공동; 및 상기 마이크로파 공급원으로부터 마이크로파 에너지를 전송하고 또한 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 중 적어도 하나안으로 상기 마이크로파 에너지를 도입하는 도파관을 포함하고, 상기 고정 입력부, 상기 고정 출력부 및 상기 회전 처리부는 교합 (mating) 플랜지 조립체를 포함하고, 상기 교합 플랜지 조립체는 도전성 층 및 마이크로파 흡수층 중 적어도 하나를 포함한다.

본원의 하나 이상의 실시형태는 첨부된 도면 및 이하의 설명에서 상세히 설명된다. 본원의 다른 특징, 목적, 장점은 상세한 설명과 도면 및 청구범위로부터 명백할 것이다.

도 1 은 회전식 마이크로파 킬른 장치의 일 실시형태의 단면도,
도 2 는 도 1 의 회전식 마이크로파 킬른에서 회전 처리부의 일 실시형태의 단면도,
도 3 은 다중 구역 회전식 마이크로파 킬른 장치의 일 실시형태의 단면도,
도 4 는 도 3 의 다중 구역 마이크로파 킬른의 일부에서 미끄럼가능한 쵸크의 일 실시형태의 단면도,
도 5 는 미끄럼 쵸크 실린더를 포함하는 회전식 마이크로파 킬른 장치의 다른 실시형태의 개략적인 평면도,
도 6 은 실시예 2 에 사용된 회전식 마이크로파 킬른 장치의 개략적인 단면도,
도 7 은 실시예 1 에 도시된 바와 같이 마이크로파 쵸크를 포함하는 마이크로파 유닛의 평면도,
도 8 은 쵸크내에 알루미나 튜브를 포함하는 도 7 의 마이크로파 유닛의 측면도, 및
도 9 는 도 6 의 회전식 로터리 킬른 장치의 일부의 단부도.

도면에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.

일 실시형태에 있어서, 본원은 고정 입력부, 고정 출력부, 및 입력부와 출력부 사이의 회전 처리부를 포함하는 마이크로파 공동을 갖춘 마이크로파 (MW) 회전식 킬른 장치에 관한 것이다. 샘플 입력부에 샘플이 도입된 후, 고정 입력부와 고정 출력부 중 적어도 하나에 마이크로파 에너지가 도입되어 회전 처리부에서 샘플을 처리한다. 일 실시형태에 있어서, 회전 처리부는 이차 결합 소스를 포함하고, 이 "하이브리드" 시스템은 비-마이크로파 흡수 또는 약간의 마이크로파 흡수 재료로 된 샘플의 연속 처리를 가능하게 할 수 있다. 본 장치는 단일의 회전 처리부 또는 서로 일련의 다수의 회전 처리부를 포함할 수도 있다.

도 1 을 참조하면, 본 장치 (10) 는 고정 (비회전) 입력부 (14), 고정 (비회전) 출력부 (16), 및 회전 처리부 (18) 를 구비한 마이크로파 공동 (12) 을 포함한다. 마이크로파 공동 (12) 의 종축선은 지지체 (13) 에 평행할 수 있거나 또는 이 공동 (12) 을 통한 샘플의 이동을 용이하게 하도록 적합한 지지 부재 (15) 에 의해 선택적으로 각질 수도 있다. 회전 처리부 (18) 는, 선택된 샘플을 처리하도록 어떠한 원하는 형상일 수 있지만, 통상적으로 실질적으로 원통형이고 또한 실질적으로 원형 단면 형상을 가진다.

회전 처리부 (18) 는, 전동기 또는 내연기관 등의 동력원 (70), 및 이 동력원 (70) 을 회전 처리부 (18) 에 연결하는 구동 시스템 (72) 을 포함할 수 있는 어떠한 적합한 수단에 의해 회전될 수 있고, 이 구동 시스템은 기어, 스프로켓 (sprockets), V 형 벨트, 체인 등의 배열체를 포함할 수 있다.

고정 입력부 (14) 및 회전 출력부 (16) 는 한 쌍의 지지체 (60, 64) 에 의해 회전 처리부 (18) 에 부착된다. 지지체 (60) 는 고정 입력부 (14) 에 부착된 제 1 지지 부재 (61) 를 포함한다. 제 1 지지 부재 (61) 는 적합한 체결구, 본 실시형태에서는 볼트 (63) 배열체에 의해 제 2 지지 부재 (62) 에 부착된다. 제 2 지지 부재 (62) 는 베어링 (81) 을 포함하고, 이 베어링은 예를 들어 볼-베어링 링일 수 있으며, 이 볼-베어링 링은 회전 처리부 (18) 의 자유 회전을 가능하게 하도록 이 회전 처리부 (18) 의 제 1 단부에서 적합한 크기로 된 홈 또는 트랙을 수용한다. 제 1 지지 부재 (61) 는 선택적으로 원한다면 베어링을 포함할 수 있다 (도 1 에 비도시).

제 1 지지 부재 (61) 와 제 2 지지 부재 (62) 사이의 간격은, 선택적으로 이 제 1 지지 부재 (61) 와 제 2 지지 부재 (62) 사이의 공간 (85) 으로부터 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 선택된다. 하지만, 고정 입력부 (14) 와 회전 공동 (18) 사이의 간격인 이 공간 (85) 은 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출된 에너지 파장의 1/4 미만이어야 한다. 선택적으로, 지지 부재들 (61, 62) 사이의 간격은 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출된 에너지 파장의 1/4 미만일 수 있다.

유사하게, 지지체 (64) 는 고정 출력부 (16) 에 부착되는 제 3 지지 부재 (65) 와, 적합한 체결구, 본 실시형태에서는 볼트 (67) 배열체에 의해 제 3 지지 부재 (65) 에 부착되는 제 4 지지 부재 (66) 를 포함한다. 제 4 지지 부재 (66) 는 베어링 (83) 을 포함하고, 이 베어링은 예를 들어 볼-베어링 링일 수 있으며, 이 볼-베어링 링은 회전 처리부 (18) 의 자유 회전을 가능하게 하도록 이 회전 처리부 (18) 의 제 2 단부에서 적합한 크기로 된 홈 또는 트랙을 수용한다. 제 3 지지 부재 (65) 는 선택적으로 원한다면 베어링을 포함할 수 있다 (도 1 에 비도시). 지지 부재들 (65, 66) 사이의 간격은, 선택적으로 공간 (87) 으로부터 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 제어될 수 있다. 하지만, 고정 출력부 (16) 와 회전 공동 (18) 사이의 간격인 이 공간 (87) 은 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출된 에너지 파장의 1/4 미만이어야 한다. 선택적으로, 지지 부재들 (65, 66) 사이의 간격은 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출된 에너지 파장의 1/4 미만일 수 있다.

도 1 에 도시된 실시형태에 있어서, 회전 처리부 (18) 는 한 쌍의 베어링 링 (50, 52) 내에서 회전하고, 이 베어링 링은 회전 처리부 (18) 의 외부체 (55) 의 원주 둘레에 연장된다. 베어링 링 (50, 52) 은 중심 지지 부재 (19) 에 형성된 홈 또는 홈통 (51, 53) 에 놓여 있다. 베어링 링 (50, 52) 은 회전 처리부 (18) 의 중량을 지지하고, 반면 고정 입력부 (14) 와 고정 출력부 (16) 는 지지 부재 (15) 에 의해 지지된다.

지지체들 (60, 64) 중 하나 또는 둘 다는, 선택적으로 금속제 스크린 (도 1 에 비도시) 에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있고, 이 금속제 스크린은 또한 지지체들 (60, 64) 에 부착 (전기적으로 접지) 된다. 이 스크린은, 사용되면, 마이크로파 공동 (12) 으로부터 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 적합한 크기로 된 메시를 구비하여야 한다. 이 스크린은, 사용되면, 마이크로파 에너지의 누출로부터 각각의 공간 (85, 87) 을 보호하도록 지지체들 (60, 64) 의 원주 둘레에 위치되고, 이 공간들은 입력/출력 공동 (14, 16) 을 회전 공동 (18) 과 분리시킨다.

예를 들어, 금속제 스크린은 키친 마이크로파 유닛의 면상의 스크린과 유사한 구멍을 가져야 하고, 이 구멍은 유닛으로부터 2.45 GHz 의 주파수의 마이크로파 에너지가 방출되는 것을 방지하도록 구성된다. 2.45 GHz 이외의 주파수로 공동 (12) 내에서 개시된 마이크로파 에너지에 대해서는, 이 개시된 주파수의 파장의 1/4 미만의 개구부들을 갖춘 대응 스크린이 사용되어야 한다.

추가의 마이크로파 누출 방지를 위해서, 마이크로파 투과 재료 (예를 들어 Teflon) 로 형성된 워터 자켓 (도 1 에 비도시) 은 지지체들 (60, 64) 의 원주 둘레에 싸여, 공간들 (85, 87) 로부터 마이크로파 에너지의 누출을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.

고정 입력부 (14) 및 고정 출력부 (16) 중 적어도 하나는 마이크로파 에너지 공급원 (20) 을 포함하고, 이 마이크로파 에너지 공급원은 선택된 샘플 재료를 처리하는 바람직한 범위에서 에너지를 방출할 수 있다. 마이크로파 공급원 (20) 은 약 300 MHz 내지 약 300 GHz 범위의 마이크로파 에너지를 방출하고, 재료를 처리하는 일부 적합한 주파수는 2.45 GHz 또는 915 MHz 를 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 다른 주파수들도 또한 사용될 수 있지만, 공급원 (20) 에 의해 방출된 파장이 커지면 (또는 주파수가 작아지면), 선택된 주파수가 공동 (12) 을 통하여 전파되도록 회전 처리부 (18) 의 최소 크기가 증가되어야 한다.

일부 실시형태에 있어서, 마이크로파 에너지는 적합한 도파관 (24) 에 의해 마이크로파 공동 (12) 안으로 도입된다. 이 도파관 (24) 은 고정 입력부 (14) 및/또는 고정 출력부 (16) 안으로 약간의 거리로 연장될 수 있다 (도 1 에 도시). 일부 실시형태에 있어서, 도파관 (24) 은 단지 고정 입력부 (14) 및/또는 고정 출력부 (16) 에 부착될 수 있어, 이 도파관 출력 개구부가 고정 입력부 (14) 및/또는 고정 출력부 (16) 의 내부면과 동일한 높이에 있다. 마이크로파 투과 커버링, 예를 들어 세라믹 플레이트 또는 패널은, 선택적으로, 고정 입력부 (14) 및/또는 고정 출력부 (16) 내에 존재할 수 있는 먼지 및 입자들로부터 마이크로파 공급원 (20) 을 보호하기 위해서 도파관 (24) 의 개구부에 걸쳐서 배치될 수 있지만, 이 커버링은 마이크로파 투과성이기 때문에, 마이크로파 공급원 (20) 으로부터의 마이크로파 에너지가 시스템안으로 전파되도록 한다.

샘플 (30) 은 샘플 포트 또는 호퍼 (32) 를 통하여 고정 입력부 (14) 안으로 도입되고, 이 샘플 포트 또는 호퍼는 고정 입력부 (14) 에 용접 또는 부착된다. 샘플 포트 (32) 는, 선택적으로, 진동 공급장치 또는 다른 장치가 장착되어 회전 처리부 (18) 안으로의 샘플 재료의 유동을 향상시킬 수 있다. 고정 입력부 (14) 는 또한 선택적으로 마이크로파 공동 (12) 내에서 발생한 열로부터 고정 입력부 (14) 및 도파관 (24) 을 보호하도록 절연체로 라이닝될 수 있다. 샘플 포트 (32) 의 치수는 샘플 (30) 의 원활한 유동이 가능하도록 충분히 크도록 선택되지만, 샘플 입력부 (14) 로부터 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 충분히 작아야 한다. 통상적으로, 샘플 포트 (32) 는 고정 입력부 (14) 내에서 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출된 에너지 파장의 약 1/4 미만의 직경을 가진 개구부에 부착된다. 예를 들어, 샘플 포트 (32) 는 고정 입력부 (14) 내의 개구부에 부착된 실린더 (33) 로 형성될 수 있고, 이 실린더는 2.45 GHz 주파수에 있는 에너지에 대해서 5 인치의 길이와 1 인치의 직경을 가진다. 직경 개구부가 커지면 더 긴 실린더 (33) 를 필요로 할 것이다.

샘플 포트 (32) 는 샘플 (30) 이 회전 처리부 (18) 안으로 원활하게 유동하도록 하고, 여기에서 이 샘플 (30) 은 돌려지고 (tumbled) 또한 마이크로파 공급원 (20) 으로부터의 마이크로파 에너지에 연속적으로 노출된다. 마이크로파 에너지에 노출되어 샘플을 선택된 목표 온도로 가열시키고, 샘플이 목표 온도에 도달한 후, 이 샘플은 회전 처리부 (18) 외부로 유동하여 고정 출력부 (16) 에 진입한다. 샘플 (30) 의 온도는 선택적으로 적어도 하나의 온도 측정 장치, 예를 들어 열전대 또는 고온계 (34) 에 의해 모니터링될 수 있다. 열전대는 마이크로파 공동 (12) 에 전기적으로 접지된 전도성 금속 코팅 또는 피복재 (35) 에 의해 마이크로파 에너지로부터 보호된다. 열전대 (34) 는 시스템내의 온도를 모니터링하는데 사용될 수 있고 또한 마이크로파 공급원 (20) 으로의 제어 피드백으로서 사용되어 회전 처리부 (18) 내의 온도를 유지하도록 동력 입력을 제어할 수 있다. 열전대는 단지 고정 입력부 (14) 의 본체안으로 수직하게 연장될 수 있거나 (도 1 참조), 또는 고정 입력부 (14) 의 축선을 따라서 평행하게 연장하여 입력부 (14) 의 물리적 공간을 넘어 연장하도록 어떠한 각으로 굽어질 수 있거나, 또는 고정 입력부 (14) 의 평평한 벽으로부터 추가되어 고정 입력부 (14) 의 종축선에 평행하게 뻗어 있을 수 있다. 추가적으로, 고정 입력부 (14) 는 처리용 샘플을 도입하기 위한 드릴링된 포트들, 또는 광학 또는 IR 고온계 (도 1 에 비도시) 의 추가 또는 관찰용 시야 포트 (sight ports) 들을 구비할 수 있다. 고정 출력부 (16) 는 고정 입력부 (14) 에 대해 전술한 바와 유사한 방식으로 온도 모니터링 및 포트들을 포함할 수 있다.

샘플은 출력 포트 (40) 를 통하여 장치 (10) 로부터 제거될 수 있거나 또는 선택적으로 마이크로파 에너지, 열 에너지 또는 어떠한 다른 처리 기술을 사용하는 추가의 처리를 위한 다른 하류측 처리부 (도 1 에 비도시) 안으로 도입될 수 있다. 출구 포트 (40) 는 처리된 샘플 재료를 배출시키도록 충분히 크게 형성될 수 있지만 또한 마이크로파 에너지가 누출되지 않도록 하는 방식으로 형성되어야 한다. 출구 포트 (40) 는 선택적으로 단열재로 라이닝될 수 있다.

도 5 에 도시된 다른 실시형태에 있어서, 장치 (400) 는 고정 입력부 (414) 및 고정 출력부 (416) 에 각각 부착되는 원통형 부재 (490, 492) 를 포함한다. 고정 입력부 (414) 및 고정 출력부 (416) 는 지지 부재 (415) 에 의해 지지된다. 회전 처리부 (418) 는 한 쌍의 베어링 링 (450, 452) (도 1 에 도시된 베어링 링 (50, 52) 과 유사) 내에서 지지되고, 이 베어링 링은 회전 처리부 (418) 의 외부체 (455) 의 원주 둘레에 연장된다. 회전 처리부 (18) 는 원통형 부재 (490, 492) 내에서 회전한다.

베어링 링 (450, 452) 은 도 1 의 부재 (19) 처럼 중심 지지 부재안으로 형성된 홈 또는 홈통에 놓여 있을 수 있다. 도 5 의 실시형태에서, 링 (450, 452) 은 휠형 조립체 (494, 496) 내의 홈 (451, 453) 에서 지지되고, 이 휠형 조립체는 링 (450, 452) 이 제약없이 굴러가도록 한다. 휠형 조립체 (494, 496) 는 섀시 또는 프레임 (413) 상에 지지된다.

회전 처리부 (418) 는 전동기 또는 내연기관 등의 동력원 (470), 및 이 동력원 (470) 을 회전 처리부 (418) 에 연결하는 구동 시스템 (472) 을 포함할 수 있는 어떠한 적합한 수단에 의해 회전될 수 있고, 이 구동 시스템은 기어, V 형 벨트 등의 배열체를 포함할 수 있다.

원통형 부재 (490, 492) 는, 선택적으로 회전 처리부 (418) 를 제거할 수 있도록 입력부 (414, 416) 의 외부면 (493, 495) 을 따라 미끄러질 수 있고 전진/후퇴할 수 있으며, 또한 마이크로파 공동 (412) 으로부터의 마이크로파 에너지 누출을 방지하도록 조절가능한 쵸크를 제공할 수 있다 (원통형 부재 (492) 는 도 5 에서 후퇴 위치에 도시되어 있음).

원통형 부재 (490, 492) 는 금속 등의 전도성 재료로 형성되고 또한 마이크로파 공동 (412) 으로부터의 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 회전 처리부 (418) 에 걸쳐서 미끄러질 수 있다. 실린더 (490, 492) 는 선택적으로 회전 처리부 (418) 에 전기적으로 접속될 수 있다. 원통형 부재 (490, 492) 의 내부면은, 선택적으로, 회전 처리부 (418) 가 여전히 자유롭게 회전하면서, 마이크로파 영역으로부터의 전기 에너지 누출을 방지하는데 도움이 되도록 금속 브러시, 금속 핀, 금속 딤플 등 (도 5 에 비도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 2 를 참조하면, 회전 처리부 (18) 의 단면은 외부면 (100) 및 절연층 (102) 을 포함한다. 절연층 (102) 은 선택적으로 외부면 (100) 과 직접 접촉하고 또한 마이크로파 에너지에 대하여 비흡수성 또는 약흡수성인 어떠한 재료로 형성될 수 있다. 층 (102) 을 위한 적합한 재료로는 Al₂O₃, SiO₂, 멀라이트, 및 코디어라이트 또는 유사한 재료들의 복합재를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

회전 처리부 (18) 는 이차 결합층 (104) 을 더 포함하고, 이 이차 결합층은 통상적으로 절연층 (102) 내에 위치된다. 이차 결합층 (104) 은 매우 마이크로파 흡수성이고 또한 순수 단일상 흡수 재료 또는 마이크로파 흡수 및 비-마이크로파 흡수성인 여러 가지 상이한 재료로 형성된 복합 재료일 수 있다. 적합한 마이크로파 흡수 재료는, 반도전성 재료 (n-유형 또는 p-유형 반도체), 이온 전도성 재료 (이온 전도체), 쌍극성 재료, 자기 투과성 재료, 또는 마이크로파 흡수 성질을 변경하도록 반응하거나 상변화하는 재료를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이차 결합층 (104) 용으로 적합한 재료는 SiC, 부분 안정화된 지르코니아, 자철광, 제올라이트, 및 β-알루미나를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

이차 결합층 (104) 의 재료는, 주변 온도에서 비-마이크로파 흡수성 또는 마이크로파 약흡수성인 샘플을, 이 샘플이 마이크로파 흡수성 또는 유전체 손실이 되는 온도까지 가열하는 것을 용이하게 하도록 선택되어야 한다. 샘플의 마이크로파 흡수 성질의 이러한 변경으로, 이차 결합층 (104) 에 의해 제공된 온도 증가에 따라서, 회전 처리부 (18) 내에서 비-마이크로파 흡수성 샘플의 연속적인 마이크로파-보조식 처리를 가능하게 할 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 이차 결합층 (104) 은 고온 세라믹 시멘트에 의해 절연층 (102) 에 부착된다. 이차 결합층 (104) 은, 또한 회전 처리부 (18) 의 단부의 원주 둘레에 주기적인 "치형부" 또는 기어를 가진 본체 (100) 를 형성함으로써 절연층 (102) 에 부착될 수 있고, 이 본체는 외부 절연체와 교합하는 기어 조립체로서 또는 시멘팅을 통하여 외부 절연체에 부착되는 교합 세라믹 기어 세트에 끼움장착될 수 있다.

추가적으로, 비-마이크로파 열 에너지 공급원은 "하이브리드" 시스템을 형성하도록 회전 처리부 (18) 내에 추가의 열을 공급하는데 사용될 수 있다. 이러한 열 공급원은 전기 저항 가열, 가스-버너 가열 뿐만 아니라 다른 전자기 공급원들, 예를 들어 적외선 또는 IR 가열 형태일 수 있다. 비-마이크로파 에너지 공급원을 사용함으로써 샘플을 가열할 시 이차 결합층 (104) 을 보조할 수 있거나 또는 심지어 이 이차 결합층 (104) 에 대한 필요성을 완전히 없앨 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 이차 결합층 (104) 은 실질적으로 연속적인 튜브형 또는 실린더형 층일 수 있고, 다른 실시형태에 있어서, 이차 결합층 (104) 은 절연층 (102) 의 내부면 둘레에 부착되는 벽돌, 정사각형, 플레이트, 로드, 디스크 또는 어떠한 다른 기하학적 형상으로 형성될 수 있거나 또는 일부 방식으로 절연층 (102) 내에 매설될 수 있다. 이러한 벽돌, 정사각형, 로드 또는 어떠한 다른 기하학적 형상의 재료는, 예를 들어 테이프 주조, 슬립 주조, 졸-겔 기법, CVD, PVD, 정전식 코팅, 적하 (drop) 코팅, 브러시 코팅, 분무 코팅에 의해 절연층 (102) 에 도포될 수 있는 마이크로파 흡수 재료이다. 다른 실시형태에 있어서, 벽돌, 로드 등을 절연층 (102) 에 부착하기 위해서, 비한정적으로, 마이크로파 흡수 재료의 개별 물품이나 피스 뿐만 아니라 물품이나 피스의 그룹을 절연층 (102) 에 접착 또는 시멘팅하는 것을 포함하는 다른 적용 기법을 사용할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 이차 결합층 (104) 은 실제로 마이크로파 흡수성인 재료의 페이스트 또는 코팅으로서 절연층 (102) 에 도포될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 예를 들어 세라믹 재료로 된 보호층은, 처리할 샘플과의 직접적인 접촉을 방지하거나 또는 상승된 온도에서 전체 장치 (10) 내에서 또는 회전 처리부 (18) 내에서 흡수층 (104) 의 재료의 분위기와의 잠재적인 반응을 방지하기 위해서, 이차 흡수층 (104) 에 도포될 수 있다. 이러한 보호층 또는 코팅은 처리할 샘플 또는 전체 장치내의 분위기로부터의 가스와의 접촉에 의해 유발되는 어떠한 반응을 차단하거나 방지하기에 적합한 어떠한 두께로 도포될 수 있다. 이 코팅은 산화물계, 비산화물계, 또는 산화물 재료와 비산화물 재료의 혼합물일 수 있다.

도 3 을 참조하면, 다중 구역 장치 (200) 는 샘플 재료를 추가로 처리하기 위한 일련의 마이크로파 공동 (210, 280) 을 포함할 수 있다. 각각의 마이크로파 공동은, 선택적으로, 마이크로파 공급원 (220) 및 도파관 (224) 을 포함할 수 있고, 이는 동일한 출력 주파수를 사용할 수 있거나 사용하지 않을 수 있다. 도파관 (224) 은 고정 입력부 (214, 214A) 및/또는 고정 출력부 (216) 안으로 약간의 거리로 연장될 수 있다 (도 3 에 도시). 일부 실시형태에 있어서, 도파관 (224) 은 단지 고정 입력부 (214, 214A) 및/또는 고정 출력부 (216) 의 표면에 부착될 수 있어, 이 도파관 출력 개구부는 고정 입력부 (214, 214A) 및/또는 고정 출력부 (216) 의 내부면과 동일한 높이에 있다. 마이크로파 투과 커버링, 예를 들어 세라믹 플레이트 또는 패널은, 선택적으로, 고정 입력부 (214, 214A) 및/또는 고정 출력부 (216) 내에 존재할 수 있는 먼지 및 입자들로부터 마이크로파 공급원 (220) 을 보호하기 위해서 도파관 (224) 의 개구부에 걸쳐서 배치될 수 있지만, 이 커버링은 마이크로파 투과성이기 때문에, 마이크로파 공급원 (220) 으로부터의 마이크로파 에너지가 시스템안으로 전파되도록 한다. 마이크로파 공동 각각은, 선택적으로, 도 1 을 참고하여 전술한 바와 같이, 회전 처리부 (218, 228) 를 포함할 수 있고, 이 회전 처리부는 고정 입력부 (214, 214A) 및/또는 고정 출력부 (216) 에 부착된다. 샘플 재료는 샘플 포트 (230) 또는 출력 포트 (240) 를 통하여 장치 (200) 내의 어떠한 공동안으로 도입될 수 있고 그리고/또는 이로부터 제거될 수 있으며, 고정 입력부/출력부 (214, 214A, 216) 는 도 1 을 참조하여 전술한 바와 같이 볼-베어링 조립체 (250) 및 지지 베어링 부재 (260) 를 사용하여 서로 부착될 수 있다. 회전 처리부 (218, 228) 는, 선택적으로, 샘플을 추가로 처리하기 위한 이차 흡수 재료를 포함할 수 있다.

고정 입력부 (214A) 는, 제 1 회전 처리부 (218) 및 제 2 회전 처리부 (228) 를 분리하는 장치 (200) 의 고정부이고, 또한 더 많은 온도 프로브, 추가의 샘플 공급기, 추가의 마이크로파 공급원을 추가하거나 또는 마이크로파 에너지가 공동 회전 처리부 (218 및/또는 228) 에 진입하는 것을 억제하는데 사용될 수 있는 본질적으로 천이 구역이다. 추가로, 고정 입력부 (214A) 는 고온계를 사용하거나 또는 다른 샘플 공급기를 추가하거나 또는 공정 커버 가스를 추가하는 포트들을 포함할 수 있다.

도 3 에 도시된 실시예에 있어서, 고정 입력부 (214A) 는 도 4 에도 도시된 조절가능하고 미끄럼가능한 쵸크 (300) 를 포함한다. 이 쵸크 (300) 는, 마이크로파 에너지가 제 1 마이크로파 공동 (210) 으로부터 제 2 마이크로파 공동 (280) 안으로 누출되는 것을 (쵸크 개구부 (310) 의 크기에 따라서) 상당히 또는 전체적으로 방지하는 가동 쵸킹 부재 (302) 를 포함한다. 쵸킹 부재 (302) 는 샘플이 제 1 마이크로파 공동 (210) 으로부터 제 2 마이크로파 공동 (280) 으로 관류하도록 하지만 마이크로파 에너지는 그렇지 않게 하는 금속제 플레이트이다. 쵸킹 부재 (302) 는, 선택적으로, 고온 샘플 및 고온 마이크로파 공동 (210, 280) 으로부터 보호하도록 세라믹 절연체내에서 피복될 수 있다.

쵸킹 부재 (302) 이외에 또는 쵸킹 부재가 없을 때, 쵸크 개구부 (310) 에 스크린 또는 바 배열체 (도 4 에 비도시) 가 배치될 수 있다. 스크린은 마이크로파가 누출되는 것을 방지하도록 충분히 작아야 하지만 또한 샘플이 제 1 고정 입력부 (214A) 를 관류하여 회전 처리부 (228) 안으로 유동할 수 있도록 충분히 커야 한다.

스크린은, 선택적으로, 회전 처리부 (218, 228) 내에서 어떠한 이차 커플러 및 고온 샘플로부터 절연될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 스크린 (또는 쵸킹 부재 (302)) 는 쵸크 시스템이 회전 공동의 일부가 될 수 있도록 회전 처리부에 부착될 수 있다 (영구적으로 부착 또는 관리를 위해 제거될 수 있도록 회전 공동체에 잠금/나사결합됨).

추가로, 스크린은 회전 처리부 (218, 228) 내측에 절연층 (102) 및 층 (104) (도 2 참조) 을 유지하도록 지지체로서 사용될 수 있다.

다른 양태에 있어서, 본원은 샘플을 처리하는 방법에 관한 것이다. 도 1 을 다시 참조하면, 마이크로파 공급원 (20) 에 의해 방출되는 주파수에서 비-마이크로파 흡수성 또는 마이크로파 흡수성일 수 있는 샘플 재료 (30) 는, 샘플 포트 (32) 를 통하여, 고정 샘플 입력부 (14) 를 포함하는 마이크로파 공동 (12) 안으로 도입된다. 그 후, 샘플 재료는 샘플 입력부 (14) 의 하류측에서 회전 처리부 (18) 에 들어간다. 회전 처리부 (18) 는, 선택적으로, 마이크로파 흡수 재료로 형성된 이차 결합층 (104) 을 포함하고, 이 이차 결합층은 흡수된 마이크로파 에너지를 열로서 분산시킴으로써 샘플을 상승된 온도로 가열시킨다. 목표 온도에서, 가열이 공정 효율 및/또는 처리량을 증가시키는데 유리하다면, 이차 결합층 (104) 은 또한 샘플 재료를 목표 온도 이상의 온도로 가열시키는데 사용될 수 있다.

그 후, 샘플은 회전 처리부 (18) 의 하류측에서 마이크로파 공동의 고정 출력부 (16) 내의 출력 포트 (40) 로부터 제거된다.

본원에 설명된 방법에 있어서, 처리 속도는, 종래의 회전식 킬른에서 통상적인 바와 같이, 장치의 설정각 및 회전 공동의 속도에 의해 결정된다. 장치의 설정각, 회전 처리부 (18) 의 회전 속도, 및 회전 처리부 (18) 의 선택적인 이차 결합 재료 중 어떠한 것 또는 전부는 샘플의 연속적인 유동 또는 실질적으로 연속적인 처리를 제공하기 위해 선택될 수 있다. 본원에서, 연속적이라는 용어는 샘플이 샘플 포트 (30) 에 연속적으로 (중단되지 않은 유동으로) 공급된 후 출력 포트 (40) 로부터 연속적으로 꺼내어지는 공정을 말한다.

이하, 이후의 비한정적인 실시예에서 실시형태를 설명할 것이다.

실시예 1

도 7 ~ 도 8 을 참조하면, 2 개의 스테인리스 강 쵸크 (504) 가 도어 (502) 를 가진 스테인리스 강 상용 마이크로파 유닛 (500) 상에 볼트체결되었다. 쵸크는 개방 쵸크를 통하여 명확한 시야 라인이 되도록 마이크로파 유닛 (500) 상에 비스듬히 (약 4°의 경사각 θ 를 가짐) 볼트체결되었다. 쵸크 (504) 는, 내경이 약 1.24 인치 (약 3 ㎝) 이고 길이가 약 5 인치 (약 13 ㎝) 인 개방된 원통형 튜브이었다. 마이크로파 유닛 (500) 을 작동시키면, 쵸크 (504) 의 개방 단부는 마이크로파 누출에 대하여 측정되었고, 측정된 레벨은 또한 누출에 대하여 허용가능한 기준 이하에 있었다.

도 8 을 참조하면, 1 인치 (2.5 ㎝) 의 외경, 0.7 인치 (1.8 ㎝) 내경, 및 18 인치 (46 ㎝) 의 전체 길이를 가진 α-Al₂O₃ 또는 α-알루미나 튜브 (506) 내에 혼합된 SiC 분말 및 α-Al₂O₃ 분말의 진한 페이스트를 배치하기 위해 스패츌러를 사용하였다. 이 페이스트는 히트 건 (heat gun) 으로 건조되어 건조된 페이스트의 코팅층을 형성하였고, 이 코팅층은 약 2 인치 (5 ㎝) 의 길이를 가졌다. 코팅층은, 도어 (502) 를 통하여 마이크로파 유닛 (500) 내의 어떠한 가열이 관찰될 수 있도록, 알루미나 튜브 (506) 의 중심 근방에 또한 마이크로파 유닛 (500) 의 인클로저내에 배치되었다. 알루미나 튜브 (506) 의 노출부를 둘러쌈으로써, 관찰용 전방의 원형 개구를 가지고 알루미나 섬유판으로 제조된 패각부 (clamshell) (도 8 에 비도시) 는 열을 유지하는데 보조하도록 알루미나 튜브 (506) 주변에 배치되었다.

실시예 1A

마이크로파 유닛 (500) 내에서 알루미나 튜브 (506) 를 따라 코팅된 페이스트를 건조시킨 후에, 코팅된 알루미나 튜브 (506) 내에서 글로우 (glowing) 가 관찰되기 전에, 마이크로파 유닛 (500) (전체 동력 1.2 kW) 을 9 분의 기간 동안 전체 출력 동력을 인가하도록 하는 "고 (high)" 로 설정하였다. 마이크로파 유닛 (500) 은 가동중지되었고, 도어는 개방되었으며, 열전대는 알루미나 튜브 (506) 와 접촉하는 알루미나 섬유판의 원형 개구부를 통하여 배치되었고, 746℃ 의 온도가 기록되었다.

실시예 1B

상기 실시예 1A 에서 이전에 피복된 알루미나 튜브와 동일한 치수로 된 피복되지 않은 알루미나 튜브는, 도 8 에 도시된 바와 같이 쵸크 (504) 를 통하여 삽입되었고, 실시예 1A 의 과정이 반복되었다. 냉각을 시작한 후로 9 분 후에 기록된 온도는 178℃ 이었고, 실시예 1A 에서 사용된 이차 결합 코팅의 효과를 나타내었다.

실시예 1C

도 8 에 도시된 바와 동일한 설정을 사용하여, 3% 이트리아 안정화된 ZrO₂ 분말로 된 페이스트로 피복된 알루미나 튜브 (506) 는 실시예 1 및 실시예 1A 에서 전술한 바와 유사한 방식으로 쵸크 (504) 내에 배치되었다. 알루미나 튜브 (506) 내에서 글로우가 관찰되기 전에, 마이크로파 유닛 (500) 을 15 분의 기간 동안 전체 출력 동력을 인가하도록 하는 "고" 로 설정하였다. 상기 실시예 1A 에서의 과정에 따라서, 826℃ 의 온도가 기록되었다.

실시예 1D

도 8 에 도시된 바와 동일한 설정을 사용하여, 10% 이트리아 안정화된 ZrO₂ 분말로 된 페이스트로 피복된 알루미나 튜브 (506) 는 상기 실시예 1A 에서 전술한 바와 유사한 방식으로 쵸크 (504) 내에 배치되었다. 알루미나 튜브 (506) 내에서 글로우가 관찰되기 전에, 마이크로파 유닛 (500) 을 12 분의 기간 동안 전체 출력 동력을 인가하도록 하는 "고" 로 설정하였다. 상기 실시예 1A 에서의 과정에 따라서, 898℃ 의 온도가 기록되었다.

실시예 1E

도 8 에 도시된 바와 동일한 설정을 사용하여, 분쇄된 β-알루미나의 피스들은 알루미나 튜브 (506) 내에 배치되었고, 이 알루미나 튜브 (506) 는 쵸크내에 배치되었다. 알루미나 튜브 (506) 내에서 글로우가 관찰되기 전에, 마이크로파 유닛 (500) 을 8 분의 기간 동안 전체 출력 동력을 인가하도록 하는 "고" 로 설정하였다. 상기 실시예 1A 에서의 과정에 따라서, 925℃ 의 온도가 기록되었다.

실시예 2

도 6 의 개략도를 참조하면, 회전식 마이크로파 킬른 (600) 은 3 개의 개별 강부 (602, 604, 606) 로 구성되었다. 모든 3 개의 강부 (602 ~ 606) 는, 중심부 (606) 가 자유 회전하도록 하는 롤러 (도 6 에는 비도시, 도 1 의 실시예 참조) 상에서 지지되도록 대형 프레임 (도 6 에는 비도시, 도 1 의 실시예 참조) 상에서 지지되었다. 중심부 (606) 는 그의 원주 주변에서 스프로켓과 결합하는 체인을 통하여 기어 모터에 의해 구동되었다 (도 6 에 비도시).

2 개의 단부 (602, 604) 는 본 실시예에서 고정되었고 회전하지 않으며, 이 둘 다 마이크로파 동력용 입구로서 사용된다 (또는 대안으로 하나의 단부는 에너지를 입력할 수 있고 다른 단부는 그렇지 않을 수 있음). 도 6 에서, 단부 (604) 는 처리될 샘플을 도입하도록 하는 입구 퍼넬 (608) 을 포함하였고, 또한 단부 (602) 는 처리된 샘플을 위한 출구 퍼넬 (610) 을 포함하였다.

1.5 인치 (3.8 ㎝) 의 내경 및 5 인치 (13 ㎝) 의 길이를 가진 원통형 "쵸크" (612) 배열체는 샘플 출력/입력을 위한 단부 (602, 604) 에 용접되었지만, 2.45 GHz 의 주파수 범위에서 에너지 누출을 방지하도록 적절하게 크기결정되었다. 단부 쵸크 (612A) 는 회전식 마이크로파 킬른 (600) 의 작동을 관찰할 수 있도록 포함되었다.

각각의 단부 (602, 604) 및 중심부 (606) 사이의 영역에는 회전식 쵸크 조립체 (614) 를 형성하는 교합 플랜지 또는 칼라 (615) 가 있다. 회전식 마이크로파 킬른 (600) 이 작동 위치에 있으면, 회전식 쵸크 조립체 (614) 의 플랜지들 (615) 은 거의 접촉한다. 교합부들 (602, 604, 606) 사이의 계면에서, 도전성 및/또는 마이크로파 흡수성 재료들의 층들은 플랜지 (615) 의 내경에서부터 이 플랜지의 외경까지 배열되었다 (도 9 에서 교합부들 (602, 604 또는 606) 의 단부도 참조). 이 실시예에서, 교합부들 (602 ~ 606) 각각은 도전성 층 (618) 및 마이크로파 흡수성 층 (616) 을 포함하였다. 회전식 마이크로파 킬른 (600) 이 작동 위치에 있으면, 교합부들 (602, 606) 상의 플랜지들 (615) 은 서로 접하고, 교합부들 (606, 604) 상의 플랜지들 (615) 은 서로 접한다. 각각의 교합부들상의 층들 (616, 618) 은 마이크로파 에너지의 누출을 방지하는 전기 단락을 제공하도록 대향하는 교합 플랜지와 접촉한다.

상기 실시예에서, 도전성 층 (616) 은 베릴륨 구리 호일이었고, 마이크로파 흡수성 재료 (618) 는 베릴륨 페라이트 로프이었다. 이러한 층들은 회전식 쵸크 조립체 (614) 가 마이크로파 쵸크로서 작용하도록 하였다.

각 교합부상의 플랜지 (615) 가 회전가능한 중심부 (606) 상의 플랜지 (615) 와 접할 때까지, 플랜지 (615) 는 고정 단부 (602, 604) 를 미끄러짐으로써 접촉하게 되었다.

회전식 쵸크 조립체 (614) 내에 안정성을 추가하고 또한 마이크로파 누출을 추가로 저감시키기 위해서, 플랜지 (615) 를 제자리에 클램핑시키는데 베어링 링 (도 6 에는 비도시, 도 1 의 실시예 참조) 이 사용되었다. 다른 실시형태에 있어서, 회전식 쵸크 조립체 (614) 내의 인접한 플랜지들 (615) 사이의 접촉을 유지하면서 중심부 (606) 의 회전이 가능하도록 볼 베어링에 의한 클램핑이 또한 사용되었다.

샘플 입구 퍼넬 (608) 은 공정 튜브 (620) 안으로 공급되었고, 이 공정 튜브는 알루미나 및 실리카 섬유판으로 형성되었다. 공정 튜브 (620) 는 3 개의 하위부 (620A, 620B, 620C) 를 포함하였고, 이 하위부 각각은 절연 링 (621) 에 의해 지지되었다. 공정 튜브 (620) 의 내경 주변에는 고온 가압 기술에 의해 제조된 SiC/Al₂O₃ (7 중량% SiC 포함) 복합재 벽돌 (622) 이 부착되었다. 이 벽돌 (622) 은 2 인치 (5 ㎝) × 4 인치 (10 ㎝) × 0.3 인치 (0.8 ㎝) 로 측정되었다. 공정 튜브 (620) 는 그 길이 아래로 3 열의 벽돌 (622) 을 포함하였고, 각각의 열은 공정 튜브 (620) 의 내주부 둘레에 대략 120 도로 이격되어 장착된 3 개의 벽돌 (622) 을 포함하였다. 이 벽돌 (622) 은 알루미나 세라믹 시멘트에 의해 제자리에 유지되었다.

고정 단부 (602) 에서 공정 튜브 (620) 의 일부는 스테인리스 강 또는 석영 출구 퍼넬 (610) 에 걸쳐서 배열되어, 샘플이 쵸크 (612) 를 통하여 배출되도록 하였다.

도 6 에 도시된 실시형태에 있어서, 회전식 마이크로파 킬른 (600) 은 12 개의 1 kW 의 마그네트론 (640) 을 구비함으로써 약 12 kW 의 마이크로파 동력을 낼 수 있고, 6 개의 마그네트론 (640) 은 각각의 고정 단부 (602, 604) 에 부착되었다. 각각의 마그네크론 입력 영역을 통하여 표준 네트워크 분석기와의 임피던스 정합이 실시되었다. 다른 실시형태에 있어서, 마이크로파 발생기의 출력은 2.45 GHz 시스템에 대하여 약 30 kW 이었고, 915 MHz 시스템에 대하여 최대 100 kW 이었다. 마이크로파 에너지는 2 개의 고정부 (602, 604) 중 하나를 통하여 입력될 수 있다.

회전부 (606) 내에서 처리 튜브 (620) 안으로 연장되는 열전대 (650) 에 의해 온도가 측정되었다. 제어기 시스템을 사용하여, 튜브 (620) 내의 내부 온도를 제어하기 위해서 열전대 (650) 로부터의 피드백이 사용되었다. 다른 실시형태에 있어서, 고정부 (602, 604) 에 수신기를 부착시킴으로써, 온도를 무선으로 관찰할 수 있다. 수신기는 열전대 (650) 에 직접 부착된 발신기로부터의 신호를 수신할 수 있다.

실시예 2A

12 개의 1 kW 마그네트론 (640) (고정부 (602, 604) 각각에 6 개가 부착됨) 을 부착함으로써 시스템을 통하여 12 kW 의 마이크로파 동력이 개시되었고, 공정 챔버 (620) 내의 온도는 열전대 (650) 에 의해 측정된 바와 같이 약 1000℃ 로 조절되었다. 회전 챔버 (606) 는 8 rpm (분당 회전수) 에 대해 설정되었고, 시스템은 샘플이 도 6 의 화살표 A 방향을 따라 유동하도록 공정 챔버 (620) 가 약 4°의 하향각 (downward angle) 을 갖도록 조절되었다.

카올린 분말을 샘플 입구 파이프 (608) 안으로 부었고, 약 20 분 후에, 샘플은 정적 스트림으로 공정 챔버 (620) 외부로 또한 출구 포트 퍼넬 (610) 안으로 천천히 흐르기 시작하였다. 샘플의 온도는 약 850 ~ 870℃ 로 측정되었고, 이 온도는 아마도 샘플이 시스템을 나감에 따라 냉각된 것이었다.

실시예 2B

상기 실시예 2A 에서 설정된 바와 동일한 조건하에서, 아나타제 분말 (TiO₂) 은, 샘플 입구 퍼넬 (608) 안으로 적재되어 공급되었고, 또한 루틸로의 아나타제의 변환 온도 (약 570 ~ 610℃) 이상의 800℃ 에서 공정 튜브 (620) 를 통과하게 되었다. 그 결과 샘플 분말은 스테인리스 강 용기 (bin) 에 모였고 x-레이 회절을 사용하여 TiO₂ 의 루틸상을 나타내는 것을 특징으로 하였다.

본원의 다양한 실시형태를 설명하였다. 이러한 실시형태 및 다른 실시형태는 이후의 청구범위의 범위내에 있다.

Claims

약 300 MHz ~ 약 300 GHz 의 주파수 범위의 마이크로파 에너지를 방출하는 마이크로파 공급원,
고정 입력부, 고정 출력부, 및 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 사이의 회전 처리부를 구비하는 적어도 하나의 마이크로파 공동, 및
상기 마이크로파 공급원으로부터 마이크로파 에너지를 전송하고 또한 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 중 적어도 하나안으로 상기 마이크로파 에너지를 도입하는 도파관을 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부는 샘플 포트를 포함하고, 상기 샘플 포트는 상기 마이크로파 공급원으로부터 방출되는 에너지 파장의 1/4 과 동일한 길이를 가지는, 장치.
제 1 항에 있어서,
회전 공동은 이차 커플러를 포함하고, 상기 이차 커플러는 마이크로파 흡수 재료를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정 입력부에 부착되는 제 1 지지 부재,
상기 제 1 지지 부재에 부착되는 제 2 지지 부재,
상기 고정 출력부에 부착되는 제 3 지지 부재, 및
상기 제 3 지지 부재에 부착되는 제 4 지지 부재를 더 포함하고,
상기 제 2 지지 부재는 상기 회전 처리부의 제 1 단부를 수용하도록 베어링을 포함하고,
상기 제 1 지지 부재와 상기 제 2 지지 부재 사이의 간격은 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 충분히 작으며,
상기 제 4 지지 부재는 상기 회전 처리부의 제 2 단부를 수용하도록 베어링을 포함하고,
상기 제 3 지지 부재와 상기 제 4 지지 부재 사이의 간격은 마이크로파 에너지의 누출을 방지하도록 충분히 작은, 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 회전 처리부의 제 1 단부에 인접한 제 1 베어링 링과,
상기 회전 처리부의 제 2 단부에 인접한 제 2 베어링 링을 더 포함하고,
상기 제 1 베어링 링과 상기 제 2 베어링 링은 중심 지지 부재에 의해 지지되고,
상기 베어링 링은 상기 회전 처리부의 외부체 (55) 의 원주 둘레에 연장되는, 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 지지 부재와 상기 제 2 지지 부재, 또는 상기 제 3 지지 부재와 상기 제 4 지지 부재 중 적어도 하나의 원주 둘레에 스크린 메시를 더 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
고정 입력 공동에 연결되는 제 1 원통형 부재와,
고정 출력 공동에 연결되는 제 2 원통형 부재를 더 포함하고,
상기 제 1 원통형 부재는 상기 회전 처리부의 제 1 단부에 걸쳐 연장되며,
상기 제 2 원통형 부재는 상기 회전 처리부의 제 2 단부에 걸쳐 연장되고,
상기 제 1 원통형 부재와 상기 제 2 원통형 부재는 상기 마이크로파 공동으로부터의 마이크로파 누출을 방지하도록 크기결정되는, 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 원통형 부재와 상기 제 2 원통형 부재는 상기 고정 입력부/상기 고정 출력부상에 슬라이딩가능하게 들어가는, 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 원통형 부재와 상기 제 2 원통형 부재는 도전성 재료를 포함하는, 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 도전성 재료는 강, 알루미늄 및 구리로부터 선택되는 금속인, 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 원통형 부재와 상기 제 2 원통형 부재 중 적어도 하나와 상기 회전 처리부 사이에 도전체를 더 포함하는, 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 도전체는 상기 제 1 원통형 부재와 상기 제 2 원통형 부재의 내부면상에 브러시, 핀, 및 딤플형 표면 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
회전 공동은,
본체,
마이크로파 흡수층,
상기 마이크로파 흡수층과 상기 본체 사이의 절연층, 및
상기 절연층내의 마이크로파 흡수층을 포함하는, 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 절연층은 비-마이크로파 흡수 재료를 포함하는, 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 비-마이크로파 흡수 재료는 Al₂O₃, SiO₂, 멀라이트, 코디어라이트 및 이들의 복합재 및 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 마이크로파 흡수층은 반도전성 재료, 이온 전도성 재료, 자성을 나타내는 재료, 쌍극성 재료, 및 이들의 복합재 및 조합물 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 재료는 SiC, 부분 안정화된 지르코니아, 자철광, 제올라이트, 및 β-알루미나, 이들의 복합재 및 조합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 마이크로파 흡수층은 로드 배열체, 실린더, 튜브 배열체, 벽돌들, 플레이트들, 디스크들 또는 블럭들인, 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 마이크로파 흡수층상에 보호층을 더 포함하는, 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 보호층은 세라믹 재료를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 공동은 온도 모니터링 장치를 더 포함하는, 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 온도 모니터링 장치는 열전대인, 장치.
제 1 항에 있어서,
고정 입력 공동 및 고정 출력 공동 중 적어도 하나는 마이크로파 쵸크를 포함하는, 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 쵸크는 공동안으로 연장되는 미끄럼가능한 플레이트를 포함하고, 상기 미끄럼가능한 플레이트는, 상기 공동내의 개구부가 샘플을 관류시키도록 충분히 크지만 상기 마이크로파 공동으로부터의 마이크로파 누출을 방지하기에 충분히 작도록 하는 거리로 상기 공동안으로 연장되는, 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 쵸크는 공동내의 스크린 또는 바 배열체 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 스크린 또는 바내의 개구부는 샘플을 관류시키도록 충분히 크지만 상기 마이크로파 공동으로부터의 마이크로파 누출을 방지하기에 충분히 작은, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 장치는 1 개 초과의 마이크로파 공동을 포함하는, 장치.
마이크로파 공동의 처리부안으로 샘플 재료를 연속 도입하는 단계,
상기 마이크로파 공동안으로 마이크로파 에너지를 도입하는 단계,
상기 처리부를 회전시키는 단계, 및
상기 처리부로부터 처리된 샘플 재료를 연속 제거하는 단계를 포함하는 방법으로서,
상기 처리부는 이차 커플러를 포함하고,
상기 이차 커플러는 마이크로파 에너지를 흡수하며 또한 상기 샘플 재료를 목표 온도로 가열하는, 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 샘플 재료는 비-마이크로파 흡수성인, 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 샘플 재료는 마이크로파 흡수성인, 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 마이크로파 공동은 마이크로파 에너지를 상기 처리부안으로 도입하는 도파관을 더 포함하는, 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 처리부내의 샘플을 열적으로 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
약 300 MHz ~ 약 300 GHz 의 주파수 범위의 마이크로파 에너지를 방출하는 마이크로파 공급원,
고정 입력부, 고정 출력부, 및 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 사이의 회전 처리부를 구비하는 마이크로파 공동, 및
상기 마이크로파 공급원으로부터 마이크로파 에너지를 전송하고 또한 상기 고정 입력부와 상기 고정 출력부 중 적어도 하나안으로 상기 마이크로파 에너지를 도입하는 도파관을 포함하는 장치로서,
상기 고정 입력부, 상기 고정 출력부 및 상기 회전 처리부는 교합 (mating) 플랜지 조립체를 포함하고,
상기 교합 플랜지 조립체는 도전성 층 및 마이크로파 흡수층 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
제 32 항에 있어서,
상기 도전성 층은 베릴륨 구리 호일을 포함하고,
상기 마이크로파 흡수층은 베릴륨 페라이트를 포함하는, 장치.