RU15070U1 - Микроволновая печь - Google Patents

Description

МИКРОВОЛНОВАЯ ПЕЧЬ

Предлагаемая полезная модель относится к технике микроволновой тепловой обработки различных продуктов и материалов и может применяться в химической и пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве для нагрева и сушки сыпучих продуктов в непрерывном потоке.

Известным средством повышения эффективности процессов нагрева и сушки различных продуктов и материалов является использование конвекционномикроволновых устройств и установок, в которых обрабатываемый продукт подвергается одновременному воздействию микроволнового (СВЧ) излучения и обдуву горячим воздухом. Подобные устройства известны, например, по патентной документации 1, 2, 3.

Наиболее эффективными и экономичными из известных конвекционномикроволновых устройств нагрева являются такие, которые утилизируют тепло, выделяющееся при работе микроволновых генераторов, и используют это тепло для нагрева воздуха, подаваемого далее на обдув обрабатываемого продукта. К числу подобных относятся устройства, известные по патенту 4. ; л- q

Еще более эффективным и экономичным средством нагрева является микроволновая печь 5, в которой нагретый при обдуве СВЧ генераторов воздух поступает к обрабатываемому продукту через волновод совместно с микроволновым излучением. Тем самым до минимума снижаются потери тепла при транспортировке горячего воздуха от места его нагрева до обрабатываемого продукта. Поскольку упомянутая печь по своим конструктивным признакам

МПК 6 Н 05 В 6/64, А 21 В 2/00

наиболее полно соответствует предлагаемой полезной модели она принята за прототип последней.

Печь-прототип содержит рабочую камеру нагрева, внутри которой установлен ленточный транспортер для непрерывного перемещения обрабатываемого продукта. Под транспортером в индивидуальных камерах, к которым подведен воздуховод для подачи охлаждающего воздуха, установлены группы СВЧ-генераторов. Связанный с каждым из генераторов волновод введен в камеру нагрева и заканчивается излучающей антенной, выполненной в виде рупора или излучающих щелей. На участках волноводов, непосредственно прилегающих к СВЧ-генераторам и находящихся внутри индивидуальных камер каждого из СВЧ-генераторов, в стенках волноводов прорезаны неизлучающие щели для прохода сквозь них горячего воздуха из камер СВЧ-генераторов через волновод в камеру нагрева.

Работа печи-прототипа осуществляется в непрерывном режиме подачи и выемки обрабатываемого продукта и, соответственно, в режиме непрерывного включения СВЧ-генераторов. Обрабатываемый продукт размещается на ленте транспортера у входа печи и перемещается лентой транспортера внутри полости камеры нагрева к выходу из печи. В течение всего времени движения продукта он подвергается микроволновому облучению от антенн, размещенных под лентой транспортера и связанных с установленными в индивидуальных камерах вентилируемого воздуховода и создающих микроволновое излучение СВЧгенераторами. В индивидуальные камеры, в которых установлены создающие микроволновое излучение СВЧ-генераторы, вдувается охлаждающий их воздух. Нагретый выделяемым СВЧ-генераторами теплом воздух поступает далее в полости волноводов через прорезанные в стенках волноводов щелевые отверстия. Далее по этим же волноводам совместно с микроволновым излучением горячий воздух поступает в полость камеры нагрева. В результате находящийся в камере нагрева обрабатываемый продукт разогревается выделяющейся в нем энергией микроволнового излучения и энергией обдувающего его горячего воздуха. Скорость движения ленты транспортера выбрана таким образом, чтобы за время движения продукта в полости рабочей камеры были завершены все процессы тепловой обработки продукта, предусмотренные технологическими требованиями.

Поскольку в известной печи практически вся энергия, развиваемая генераторами СВЧ - как микроволновая, так и энергия их собственного разогрева, используется для нагрева обрабатываемого продукта, а потери тепловой энергии при транспортировке горячего воздуха от генераторов СВЧ до обрабатываемого продукта сведены к минимуму, вся установка в целом имеет высокую энергетическую эффективность. Однако из-за вида транспортера и его расположения в камере нагрева печь- прототип оказывается малопроизводительной при обработке сыпучих продуктов. Последнее обусловлено тем, что из-за необходимости предотвращения просыпания сыпучего продукта на излучающие антенны и в нижнюю часть камеры нагрева, загрузка продукта на ленту транспортера должна производиться при неполном использовании поверхности полотна ленты. Кроме того, из-за неравномерности расположения слоя продукта на полотне ленты транспортера не может быть обеспечена необходимая равномерность его прогрева.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение производительности конвекционномикроволновой печи при тепловой обработке сыпучих продуктов при одновременном повышении качества тепловой обработки продукта за счет исключения неравномерностей его прогрева.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в известной микроволновой печи непрерывного действия, содержащей камеру нагрева с установленным внутри нее транспортером и группу СВЧ-генераторов, связанных с камерой нагрева волноводом с антеннами и прорезанными в нем со стороны СВЧ генераторов вентиляционными отверстиями, согласно данному предложению камера нагрева выполнена в виде закрытого горизонтального жолоба, транспортер выполнен в виде соосного с жолобом шнека, а крышкой жолоба является стенка воздуховода, при этом антенна выполнена в виде волноводно-щелевого излучателя, установленного внутри воздуховода так, что стенка излучателя с прорезанными в ней излучающими щелями является также закрывающей жолоб стенкой воздуховода, а вентиляционные отверстия выполнены в противоположной стенке излучателя.

Благодаря введенной новой совокупности признаков обеспечивается возможность высокопроизводительной тепловой обработки сыпучего продукта в непрерывном потоке его транспортировки через рабочий объем камеры нагрева и

при высокой равномерности прогрева продукта за счет многократных его переворачиваний в процессе транспортировки шнековым транспортером.

В частном случае реализации предлагаемой полезной модели в вентилируемом воздуховоде дополнительно установлены блоки питания генераторов СВЧ. Благодаря этому обеспечивается дополнительный нагрев воздуха рассеиваемым указанными блоками теплом и, тем самым, обеспечивается дополнительное повышение экономичности установки.

Еще в одном частном случае реализации предлагаемой полезной модели камера нагрева дополнительно содержит внешнюю рубашку, а в стенках камеры нагрева и внешней рубашки выполнены вентиляционные отверстия, при этом отверстия в камере нагрева выполнены выше уровня, равного диаметру шнека, а отверстия в рубашке выполнены ниже уровня дна камеры нагрева.

Благодаря введенной новой совокупности признаков отработавший в камере нагрева горячий воздух после передачи части своего тепла обрабатываемому продукту поступает в пространство между камерой нагрева и рубашкой, отдавая оставшуюся часть своего тепла стенкам камеры нагрева. Тем самым обеспечивается дополнительное повышение экономичности микроволновой печи за счет уменьшения тепловых потерь на стенках камеры нагрева.

Еще в одном частном случае реализации предлагаемой полезной модели в вентилируемом воздуховоде дополнительно установлены связанные с каждым из генераторов СВЧ направляющие воздушного потока. Благодаря этому нагреваемый каждым из генераторов СВЧ воздух не движется далее по воздуховоду к другому генератору, а через запредельные для микроволн отверстия поступает в волновод и через прорезанные в нем излучающие щели непосредственно к обрабатываемому продукту. Тем самым повышается эффективность охлаждения генераторов СВЧ и дополнительно повышается экономичность установки.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, приведенным на фиг. 1.

Предлагаемая микроволновая печь непрерывного действия содержит рабочую камеру 1 нагрева, выполненную в виде закрытого горизонтального жолоба. Внутри жолоба и соосно с ним установлен шнековый транспортер 2, связанный с приводом 3. Закрывающей жолоб крышкой является стенка 4

воздуховода 5, являющаяся одновременно стенкой волновода 6, в которой прорезаны излучающие щели 7. В противоположной упомянутой стенке волновода 6 прорезаны отверстия 8, являющиеся запредельными для микроволновых колебаний используемых в установке частот. С волноводом 6 связаны генераторы 9 микроволнового излучения, а с воздуховодом 5 вентилятор 10. Камера 1 нагрева снабжена входным бункером 11 высушиваемого продукта и выходной воронкой 12. В боковых стенках камеры 1 нагрева выше уровня расположения высушиваемого продукта прорезаны вентиляционные отверстия 13, также являющиеся запредельными для микроволновых колебаний используемых в установке частот.

В частном случае реализации предлагаемой полезной модели камера 1 нагрева окружена наружной рубашкой 14, в стенках которой ниже дна камеры 1 нагрева прорезаны вентиляционные отверстия 15.

Еще в одном частном случае реализации предлагаемой полезной модели в воздуховоде 5 установлены в непосредственной близости от каждого из генераторов 9 направляющие 16 воздушного потока.

Работа предлагаемой микроволновой печи осуществляется следующим образом. При загрузке через входной бункер 11 высушиваемого продукта начинает работать привод 3 шнекового транспортера 2, генераторы 9 микроволнового излучения и вентилятор 10. При этом высушиваемый продукт, непрерывно перемешиваясь, продвигается шнековым транспортером 2 по жолобу камеры 1 нагрева по направлению к выходной воронке 12. На всем пути перемещения продукта он подвергается микроволновому излучению, создаваемому генераторами 9 и подводимому к камере 1 нагрева через волновод

6и прорезанные в его стенке излучающие щели 7. При этом продукт нагревается и из него происходит паровыделение. Одновременно с началом работы генераторов 9 начинает работать вентилятор 10. Он гонит холодный воздух по воздуховоду 5 к установленным в нем генераторам 9. Этот воздух нагревается выделяемым генераторами 9 теплом и через запредельные для микроволнового излучения отверстия 8 поступает в волновод 6 и далее через излучающие щели

7совместно с микроволновым излучением - в полость камеры 1 нагрева, обеспечивая конвекционное высушивание находящегося в ней продукта. Из камеры 1 нагрева воздух совместно с выделившимся из продукта паром через отверстия 13 поступает в атмосферу.

В частном случае реализации предлагаемой полезной модели продуваемый через воздуховод 5 воздух дополнительно нагревается теплом, выделяемым блоками питания генераторов 9 (на фиг. не показаны).

Еще в одном частном случае реализации полезной модели выходящая из отверстий 13 смесь еще не полностью охлажденного воздуха и выделившегося из продукта пара сначала поступает в пространство между стенками камеры 1 нагрева и окружающей ее рубашкой 14 и только потом через отверстия 15 - в атмосферу. При этом на пути своего движения от отверстий 13 к отверстиям 15 смесь отдает остатки своего тепла стенкам камеры 1 нагрева. Тем самым снижаются потери на нагрев стенок камеры 1 и экономичность процесса сушки увеличивается.

Наконец, еще в одном частном случае реализации предлагаемой полезной модели продуваемый через воздуховод 5 воздух после его нагрева каждым из генераторов 9 канализируется направляющими 16 в отверстия 8, расположенные в непосредственной близости от соответствующего генератора 9, и далее указанным ранее путем поступает в камеру 1 нагрева. В результате нагретый каждым из генераторов 9 воздух кратчайшим путем поступает к высушиваемому продукту, чем дополнительно снижаются потери тепла и экономичность процесса сушки увеличивается.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1.А.с. СССР, кл. Н 05В 6/64 № 1 608 833.

2.Патент РФ, кл. Н 05В 6/64 № 2 050 704.

3.Заявка Японии, кл. F 26 В 17/20 № 61-14426.

4.Патент РФ, кл. Н 05 В 11/00 № 2 035 844.

5. Заявка Германии, кл. А 21 В 2/00 № 19 626 512 (прототип).

№m wf

Claims (4)

1. Микроволновая печь, содержащая камеру нагрева с установленным внутри нее транспортером и группу помещенных в вентилируемый воздуховод СВЧ-генераторов, связанных с камерой нагрева волноводом с антеннами и прорезанным в нем со стороны СВЧ-генераторов вентиляционными отверстиями, отличающаяся тем, что камера нагрева выполнена в виде закрытого горизонтального желоба, транспортер выполнен в виде шнека, а крышкой желоба является стенка воздуховода, при этом антенна выполнена в виде волноводно-щелевого излучателя, установленного внутри воздуховода так, что стенка излучателя с прорезанными в ней излучающими щелями является также закрывающей желоб стенкой воздуховода, а вентиляционные отверстия выполнены в противоположной стенке излучателя.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в вентилируемом воздуховоде дополнительно установлены блоки питания генераторов СВЧ.

3. Печь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что камера нагрева дополнительно содержит внешнюю рубашку, а в стенках камеры нагрева и внешней рубашки выполнены вентиляционные отверстия, при этом отверстия в камере нагрева выполнены выше уровня нагреваемого продукта, а отверстия в рубашке выполнены ниже уровня дна камеры нагрева.

4. Печь по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что в вентилируемом воздуховоде дополнительно установлены связанные с каждым из генераторов СВЧ направляющие воздушного потока.