201240528 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般而言係關於適於加熱木材之微波加熱系統。 【先前技術】 諸如微波輻射之電磁輻射係用於將能量遞送至一物件之 一習知機制。已證明用以既迅速又有效地穿透及加熱一物 件之電磁輻射能力在諸多化學及工業過程中係有利的。此 外，由於使用微波能作為一熱源通常係非侵害性的，因此 微波加熱特別有利於處理「敏感」電介質材料（諸如，食 物及藥物）且甚至有利於加熱具有一相對不良的導熱性之 材料（諸如，木材）^然而，安全且有效地應用微波能之複 雜性及細微差別（尤其在一商業規模上）已嚴格限制其在數 種類型之工業過程中之應用。 由於其對各種應用之廣泛適用性、其可再生性質及其相 對低成本，因此木材係現有的最廣泛使用之建築材料中之 者。然而，由於木材係一自然產物，因此其物理及結構 性質可實質上不僅在不同物種當中而且在不同樹或甚至同 一木材塊内之不同位置當中有所不同。此外，木材通常係 吸濕的，此影響其尺寸穩定性，且其生化組成使得其易受 昆蟲及真菌侵蝕。因此，已開發數種類型之木材處理過程 以透過其化學、物理及/或結構性質之改質來增加木材穩 疋性。處理過程之實例包含浸潰處理、塗佈處理、熱改質 及化干改質。與其他情況相比，後兩種處理過程通常將木 材性質變更至一更劇烈程度，且因此此等類型之過程通常 160980.doc 201240528 涉及更複雜之方案及系統。舉例而言，諸多化學及熱處理 過程可在真空下及/或在存在一或多種處理化學品之情況 下實施。因此，此等類型之技術之商業化已受限制，且為 使此等過程大規模地工業化仍需、克服多個挑戰。 因此，需要適於化學或熱處理木材之一更高效且更成本 有效之商業規模系統。亦需要適於在各種各樣之過程及應 用（包含木材處理）中使用之一高效且成本有效之工業規模 微波加熱系統。 【發明内容】 本發明之一項實施例係關於一種用於生產經化學改質、 乾燥及/或熱改質之木材之系統，該系統包括：至少一個 微波產生器，其用於產生微波能；一微波加熱器，其用於 接納一木材束；及一微波分佈系統，其用於將來自該至少 一個微波產生器之微波能之至少一部分引導至該微波加熱 器。該微波分佈系統包括至少部分地安置於該微波加熱器 之内部内之至少一第一分裂發射器。該第一分裂發射器包 括：一 ΤΜαΑ波導段；至少兩個ΤΕ叮波導段；及一模式轉換 刀裂器，其耦合於該ΤΜβ6波導段與該至少兩個ΤΕ^波導段 之間。該模式轉換分裂器經組態以將自該TMw波導段接收 之ΤΜσ6模式微波能轉換成TE^模式微波能之至少兩個單獨 刀率’ δ亥至少兩個單獨分率各自引導至該至少兩個丁£”波 導·^中之一者，其中《及係〇且6及λ：係1與5之間的整數》 本發明之另一實施例係關於一種用於生產經化學改質、 乾燥及/或熱改質之木材之系統，該系統包括：至少一個 160980.doc 201240528 微波產生器’其用於產生微波能；一微波加熱器，其用於 接納一木材束；及一微波分佈系統，其用於將來自該至少 一個微波產生器之微波能之至少一部分引導至該微波加熱 器中。該微波分佈系統包括至少一第一微波發射器及一第 二微波發射器’其可操作以將該微波能之至少一部分發射 至該微波加熱器中，其中該第一微波發射器及該第二微波 發射器位於該微波加熱器之大體相對側上。該微波加熱器 包括至少一第一可移動反射器及一第二可移動反射器，其 中該第一可移動反射器及該第二可移動反射器經組態以分 別光柵化自該第一微波發射器及該第二微波發射器發射之 微波能。 本發明之又一實施例係關於一種用於生產經化學改質、 乾燥及/或熱改質之木材之方法，該方法包括：產生微 波能；（b)使呈一 TMflfc模式之該微波能之至少一部分穿過 一微波加熱器之一第一側壁位置中之一第一單個開口，其 中α係0且6係1與5之間的一整數；（c)將穿過該第一單個開 口之該微波能轉換成該微波加熱器中之至少兩個單獨TE^ 模式微波部分，其中X係1與5之間的一整數且^係〇 ; (d)將 該至少兩個單獨ΤΕ〇模式微波部分同時發射至該微波加熱 器之内部中；及（e)藉助發射至該微波加熱器_之該至少兩 個單獨TE^模式微波部分中之至少一部分加熱一木材束之 至少一部分。 本發明之又一實施例係關於一種用於生產經化學改質、 乾燥及/或熱改質之木材之方法，該方法包括：（a)產生微 160980.doc 201240528 波能；（b)將該微波能之至少一部分引導至一微波加熱器 中’其中該引導包含使該微波能穿過一第一微波發射器 對，其中s玄第一對之該等微波發射器彼此位於該微波加熱 器之大體相對側上；（c)將來自該等微波發射器中之至少一 者之微波能發射至該微波加熱器之内部中·，及（d)用至少一 個可移動反射器光栅化發射至該微波加熱器中之微波能之 至少一部分以藉此加熱一木材束。 【實施方式】 根據本發明之一項實施例’提供一種加熱系統。根據本 發明之各種實施例組態之加熱系統可包括一熱源、一加熱 容器（例如’-加熱器）及一選用真空系統。通常，根據本 發明之-項實施例組態之加熱系統可適於用作獨立加孰單 元或可作為或連同化學反應器用於各種各樣之過程中。現 將參考各圖在下文中詳細闡述根據本發明之數個實施例組 態之加熱系統。 在一項實施例中，本發明夕 ,^ . 不赞月之一加熱系統可用以加熱木 纖維素材料。木質纖緣去Μ时 負诹維素材枓可包含包括以下各項之任 材料··纖維素及木質辛以另 I 乂及（視需要）諸如半纖維素等其 材料。木質纖維素材料 ' 、 何村之實例可包含（但不限於）木材、 洋麻大麻西沙爾麻、黃麻 '作物結样、堅果殼 椰子殼、稻草與穀物殼及 王未軋稈 '庶渣、針葉樹/ 闲茱树材樹皮、玉米競缸 入 穗軸及其他作物殘餘物以及其任一 # 〇 0 ' 在一項實施例中 木質纖維素材料可係木材。該木材可 160980.doc 201240528 係一針葉樹材或一闊葉樹材。適合的木材物種之實例可包 含（但不限於）松樹、冷杉、雲杉、楊樹、橡樹、楓樹及山 毛櫸。在一項實施例中，木材可包括紅橡、红楓、德國山 毛櫸或太平洋白楓。在另一實施例中，該木材可包括一松 樹物種，其包含（舉例而言）輻射松、歐洲赤松、火炬松、 長葉松、短葉松或濕地松，其中後四種可統稱為「南方黃 松」。藉由根據本發明之一項實施例之加熱系統處理之木 材可係呈任-適合形式。木材之適合形式之非限制性實例 可包含（但不限於）碎木、木纖維、木粉、木片、小木塊、 木创花、木條及木絲。在一項實施例中，在本發明之一 多個加熱系統中處理之木材可包括錯材、經剝皮之樹幹或 板、厚板、薄板、樑、斷面、方材或任何 之木料。 ％ 木材之大小可藉由兩個或兩個以上尺寸來界定。 該專尺寸可係實際「所量測」尺寸或可係標稱尺寸。 二術語「標稱尺寸」係指使用木材之大小名稱 一;=4標稱大小可大於所量測尺寸。舉例而言， 乾知 2 X 4」可且右1 #上 “「 央吋χ3.5英吋之實際尺寸，作仍 使用2χ4」之標稱尺寸。應理解，除非另有㈣，否一： 本文中所提^尺切常係標稱尺寸。有否則 在一項實施例中，木材可具有三 尺寸；一寬度或第-lei — 寸長度或最長 尺寸中之每一者可眘# 厚度或最短尺寸。該等 可不同於其他尺寸中之—或多者尺寸中之一或多者 一 根據—項實施例，木材 160980.doc 201240528 之長度可係至少6英时、至少】英尺、至少3英尺至少4英 尺、至少6英尺或至少1G英尺。在另—實施射，木材之 寬度可係至少0.5英吋、至少丨英吋、至少2英吋至少4英 忖、至少8英对、至少12英吋或至少24英吁及/或不大於⑺ 英尺/不大於8英尺、不大於6英尺、不大於4英尺不大 於3英尺、不大於2英尺、不大於丨英尺或不大於6英吋。在 又一實施例中，木材之厚度可係至少〇25英吋、至少〇 5英 吋、至少0.75英忖、至少】英尺、至少15英尺或至少2英尺 及+/或不大於4英尺、不大於3英尺、不大於2英尺不大於 1英尺及/或不大於6英时》 根據-項實施例’木材可包括—或多個實木塊、工程實 木塊或其-組合。如本文中所使用，術語「實木」係指在 至少-個尺寸上量測至少1〇釐米但在其他方面具有任一尺 寸之木材（例如，具有如先前所闡述之尺寸之木料卜如本 文中所使S，術語「工程實木」係指具有實木之最小尺寸 (例如’至少-個尺寸為至少1〇叫但由若干個較小木材本 體形成且至少為一個之一木製本體。工程實木中之該等較 小木^本，可具有或不具有先前相對於實木所闡述之尺寸 中之一或多者。工程實木之非限制性實例可包含木材層壓 板、纖維板、定向刨花板、膠合板、華夫板(_γ board)、粒片板及經層壓單板木料。 在一項實施例中，木材可按束編組。如本文中所使用， 術語「束」係指以任一適合方式堆疊、放置及/或緊固在 起之兩個或兩個以上木材塊。根據一項實施例，一束可 J 60980.doc 201240528 包括經堆疊並經由一虔帶、/欠— 反帝條帶或其他適合裝置彼此耦合 之複數個板。在-項實施例中，該兩個或兩個以上木材塊 可係直接接觸，或在另-實施例中，該等木材塊可係使用 安置於其間的至少-個間隔件或「黏附物⑽如）」而至 少部分地隔開。 在一項實施财，該束可具有㈣適合尺寸及/或形 狀。在一項實施例中，該束可具有至少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英尺及/或不大於6〇英尺、不大於牝英尺或不大 於25英尺之一總長度或最長尺寸。該束可具有至少1英 尺、至少2英尺、至少4英尺、至少6英尺、至少8英尺及\ 或不大於16英尺、不大於12英尺、不大於1〇英尺、不大於 8英尺、不大於6英尺或不大於4英尺之一高度或第二長尺 寸。在一項實施例中，該束可具有至少1英尺、至少2英 尺、至少4英尺、至少6英尺及/或不大於2〇英尺、不大於 16央尺不大於12央尺、不大於1〇英尺、不大於&英尺或 不大於6英尺之一寬度或最短尺寸。該束之包含該等板之 間的空間（若存在）之總體積可係至少5〇立方英尺、至少1〇〇 立方英尺、至少250立方英尺、至少375立方英尺、或至少 500立方英尺。根據一項實施例，引入至本發明之一或多 個加熱系統之反應器及/或加熱器中（例如，在加熱或處理 之前）之木材束之重量（或欲處理之一或多個物件、物品或 負載之累積重量）可係至少10〇磅、至少500磅、至少ι,〇〇〇 磅或至少5,0〇〇磅。在一項實施例中，該束可在形狀上係 160980.doc 201240528 立方體或立方形的》 在另一實施例中，本發明之一或多個加熱系統可用以化 學改質、乾燥及/或熱改質木材，藉此生產經化學改質、 乾燥及/或熱改質之木材。已被乾燥及/或熱改質之木材可 稱為經熱處理」木材，以使得術語「經熱處理木材」係 指已被加熱、乾燥及/或熱改質之木材。如本文中所使 用術夂熱改質」意指在無一外源處理劑之情況下至少 邛刀地改質一或多個木材塊之至少一部分之化學結構。在 -項實施例巾’ m统（稍後將詳細闡述其特定組態） 可用以在一減質過程中加熱及/或乾燥木材以藉此提供 -經熱改質木材束。根據—項實施例，熱改質可與一木材 加熱器及/或乾燥器中之木材加熱及/或乾燥同時發生，而 在另一實施例中，可在一木材加熱器或乾燥器中加熱及/ 魏燥木材⑽對其進行熱改#。如本文巾所❹，術語 「乾燥」意指經由熱4添加或其他適合能量形式而致使或 力速或夕種液體之至少—部分或另外可熱移除組分之汽 化或以其他方式自太好銘… 目木材移除一或多種液體之至少一部分或 另外可熱移除組分。熱改質 热文質過轾可包含使木材與一或多插 熱傳送劑（諸如，舉例而古水、士 — π、經加熱之惰性蒸汽（如氮 乱或工氣）或甚至液體熱傳 觸之-步驟。在另—實施射體(老如，經加熱之油))接 射熱源。經熱改皙之★w ^ B 11之用1 田 ❹一 ^ 材可具有實質上健未經處理之木 上ίΜ/ι 具有強化的物理及/或機械性質，諸 如（舉例而言）增加 W買名 對腐朽及生物侵襲之較高抵抗 160980.doc 201240528 力及增加之尺寸穩定性β 在又一實施例中’根據本發明之各種實施例組態之加熱 系統可用以化學改質木材。如本文中所使用，術語「化學 改質」意指在存在一或多種外源處理劑之情況下至少部分 地改質一或多個木材塊之至少一部分之化學結構。化學改 質過程之特定類型可包含（但不限於）乙醯化及其他類型之 酯化、環氧化、醚化、糠基化、甲基化及/或三聚氰胺處 理。適合處理劑之非限制性實例可包含酸酐（例如，乙酸 酐、酞酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐、丙酸酐或丁酸酐）； 醯氣；乙烯酮；羧酸；異氰酸鹽；醛（例如，曱醛、乙醛 或二官能團醛）；氣醛；硫酸二曱酯；烷基氣化物；卜丙内 酯；丙烯腈；環氧化物（例如，環氧乙烷、環氧丙烷或環 氧丁烷），二官能團環氧化物；硼酸鹽；丙烯酸鹽；矽酸 鹽；及其組合。 用於化學改質木材之過程可包含一化學改質步驟，隨後 係一加熱步驟。在可於一化學改質反應器中實施之化學改 質或反應步驟期間’木材可曝露至先前所闡述之外源處理 劑中之—或多纟，該—或多個外源處理劑可與未經處理之 木材之官能團（例如，羥基）之至少一部分反應以藉此提供 ’、·垔化4·改質之木材。在該化學改質步驟期間，可發生—戋 夕個熱起始之化學反應，此可係或並非由一外部能量（例 如’熱能或電磁能，包含（舉例而言）微>皮能）源起始。化學 改質過程之特定細節在諸多類型之化學改質當中有所不 5仁與未經處理之木材相比，大部分經化學改質之木材 160980.doc 201240528 可具有強化的結構、化學及/或機械性質，包含較低的吸 濕性、較高的尺寸穩定性、更耐生物危害及耐蟲性、增加 之抗腐朽性及/或較高的耐氣候性。 在一項實施例中，可使木材在一木材乙醯化反應器中乙 醯化。乙醯化可包含用乙醯基替換表面或近表面之羥基。 在一項實施例中，在乙醯化期間所利用之處理劑可包括濃 度為至少50 wt°/〇、至少60 wt%、至少70 wt%、至少8〇 wt% '至少90 wt%、至少98 wt%或100 wt〇/〇之乙酸酐，而 剩餘部分（右存在）包括乙酸及/或一或多種稀釋劑或選用乙 醯化催化劑。在一項實施例中，用於乙醯化之處理劑可包 括乙酸與乙酸酐之混合物，其具有至少8〇:2〇 '至少 85:15、至少90:10、或至少95:5之一酸酐對酸重量比。 在乙醯化之前，可使用窯乾法、真空除氣法或其他適合 方法使木材乾燥以將其濕度（例如，水）含量減小至不大於 25 wt/〇不大於20 wt%、不大於15 wt%、不大於12 wt%、不大於9 wt°/〇或不大於6 wt°/〇。在乙醯化期間，可經 由任一適合方法使木材與處理劑接觸。適合接觸方法之實 例可包含（但不限於）蒸汽接觸、噴射、液體浸泡或其組 合。在一項實施例中，在木材與處理劑接觸之時間期間， 處理容器之溫度可係不大於5〇t、不大於4〇。〇或不大於 3〇°C，而氣壓可係至少25psig、至少5〇psig、至少75psig 及/或不大於500 psig、不大於250 psig或不大於15〇 psig。 旦接觸步驟完成，即可視需要自反應器中排出液體處 理劑（右存在）之至少一部分且可添加熱量以起始及/或催化 I60980.doc •12- 201240528 反應。在一項實施例中，可將微波能、熱能或其組合引入 至該容器中以將木材之溫度增加至至少5〇。(：、至少65°C、 至少8(TC及/或至不大於175°C、不大於15(TC或不大於 120°C，同時將反應器中之一壓力維持為至少750托、至少 1，〇〇〇托、至少1，200托或至少2,000托及/或不大於7,700 托、不大於5,000托、不大於3,500托或不大於2,500托。根 據一項實施例，添加至反應器之熱量之至少一部分可自一 非微波源傳送至該木材，諸如（舉例而言）包括至少5〇 wt%、至少75 wt%、至少90 wt%或至少95 wt%之乙酸之一 熱蒸汽流，而剩餘部分包括乙酸酐及/或稀釋劑。在一項 實施例中’可將熱蒸汽（其一部分可凝結於正處理之木材 束之至少一部分上）引入至反應容器中達至少2〇分鐘、至 少35分鐘或至少45分鐘及/或不大於180分鐘、不大於150 分鐘或不大於120分鐘。 在反應步驟之後’「化學湖濕」之經化學改質木材可包 括能夠藉由熱量及/或汽化移除之至少一個化學組分。如 貫穿本申請案所使用，術語「化學潤濕（chemicaUy_wet)」 或「化學潤濕（chemical-wet)」係指含有作為一化學處理或 改質之一結果而至少部分地以一液相存在之一或多種化學 品之木材。一「化學潤濕」木材束可係指其至少一部分係 至少部分地化學潤濕之一木材束。該一或多種化學品之某 些實例可包含反應物、浸潰物、反應產物或諸如此類。舉 例而言，當使木材乙醯化時，可藉由汽化移除殘餘乙酸及/ 或酸酐之至少-部分。如本文中所使用，術語「酸湖濕」 160980.doc •13· 201240528 係指含有殘餘乙酸及/或酸酐之木材。—「酸潤濕」木材 束係指其至少一部分係至少部分地酸潤濕之一木材束。根 據本發明之一項實施例，化學潤濕或酸潤濕木材可包括至 少20 wt〇/。、至少30 wt%、至少40 wt%或至少45 wt%及/或 不大於75 wt%、不大於60 wt%或不大於5〇 wt%之一或多種 熱可移除或可汽化化學品，諸如（舉例而言）乙酸及/或酸 酐。如本文中所使用，術語「熱可移除」或「可汽化」化 學組分係指可藉由熱量及/或汽化移除之一組分。在一項 實施例中’可ίχ化或熱可移除組分或化學品可包括乙酸。 接著’可經由驟汽化自化學潤濕木材移除一或多種熱可 移除化學品之至少一部分。在一項實施例中，可藉由將反 應器中之壓力自至少1，〇〇〇托、至少L200托、至少18〇〇托 或至少2,000托及/或不大於7,700托、不大於5,〇〇〇托、不大 於3,500托、不大於2,500托或不大於2,〇00托之一壓力減小 至大氣壓來達成驟汽化步驟。在另一實施例中，可藉由將 反應器之壓力自一升高之壓力（如上文所闡述）或大氣壓減 小至不大於100托、不大於75托、不大於50托或不大於35 托之一壓力來達成驟汽化步驟。根據一項實施例，在驟汽 化步驟之後剩餘在化學潤濕木材中之一或多種熱可移除化 學組分之量（例如，化學含量）可係至少6 wt%、至少8 wt〇/。、至少10 wt%·、至少12 wt%或至少15以％及/或不大 於60 wt%、不大於40 wt%、不大於3〇 wt%、不大於25 wt%、不大於20 wt%或不大於15 wt%。 根據一項實施例，可在化學改質步驟之後實施一加熱步 160980.doc 201240528 驟以進一步加熱及/或乾燥經化學改質（或化學潤濕）木材以 藉此提供一經加熱及/或乾燥之經化學改質木材束。如本 文中所使用，冑出輕利而將—束或其他物品或材料稱為 「經加熱」以指示該束之至少一部分之一溫度已升高至環 境溫度以上。類㈣，如貫穿本中請案所使用，僅出於便 利而將一束或其他物品或材料稱為「經乾燥」以指示已藉 由（在某些實施例中）加熱而自該束之至少一部分移除至少 某些熱可移除化學品》在-項實施例中，該加熱步驟可操 作以進一步減少存在於木材中之一或多種熱可移除化學組 分之含量。在加熱步驟期間所利用之能源可係適於加熱及/ 或乾燥木材之任一輻射、傳導及/或對流能源。在一項實 施例中，加熱器可係採用一微波能之一微波加熱器。在另 一實施例中，可利用另一熱源來直接或間接（經由（舉例而 言）一熱氣體注入、一夾套式或熱追蹤式容器或其他手段） 加熱容器之至少一部分，諸如（舉例而言）一或多個側壁。 在此實施例中’可將側壁加熱至至少4 5 °C、至少5 5 °C或至 少65°C及/或不大於115eC、不大於l〇5°C或不大於95eC之 一溫度。該加熱步驟可在任何適合條件下實施，包含高 於、處於或接近大氣壓之壓力《稍後將詳細論述適於在生 產經化學改質及/或經熱改質之木材中使用之各種加熱系 統之特定實施例。 加熱步驟可經實施以使得移除剩餘在化學潤濕木材中之 一或多種熱可移除化學組分之總量之至少50%、至少 65%、至少75%或至少95%。在一項實施例中，此可對應 I60980.doc •15· 201240528 於移除總液體之至少100磅、至少250磅、至少500磅或至 少1，〇〇〇碎。作為加熱步驟之一結果，在一項實施例中， 基於該束之初始（預加熱之）重量，經加熱或乾燥之化學改 質木材可包括不大於5 wt%、不大於4 wt%、不大於3 wt%、不大於2 wt%或不大於1%之該一或多種熱可移除化 學品（例如，乙酸）^另外，基於該木材之初始（預加熱之） 重量’經加熱或乾燥之化學改質木材可具有不大於6 wt%、不大於5 wt%、不大於3 wt%、不大於2 wt%或不大 於1 wt%或不大於〇 · 5 wt%之一水含量。在一項實施例中， 在加熱步驟之後，該木材可具有大致0wt%之一水含量。 在一項實施例中’化學改質步驟及加熱步驟可發生於一 單個容器中。在另一實施例中，化學改質步驟及加熱步驟 可在單獨容器中實施，以使得化學改質反應器及加熱器之 内部體積在位置上相異。如本文中所使用，一容器之「内 部體積」係指由該容器囊括之空間整體，包含由該容器之 (一或多個）門在關閉時所界定或在門内之任何體積。如本 文中所使用，術語「在位置上相異」意指内部體積係不重 疊的。當化學改質反應器及加熱器包括單獨容器時，可利 用各種類型之木材輸送系統以在兩個容器之間輸送木材。 在一項實施例_，該輸送系統可包括軌條（如圖1中所圓解 說明）、軌道、皮帶、鉤子、滾輪（如圖3中所圖解說明）、 條帶、搬運車、電動化車輛、堆高車、滑輪、轉臺（如圖2 中所圖解說明）及其任一組合。現將關於圖1至3詳細論述 能夠生產經化學改質及/或經熱改質之木材之木材處理設 I60980.doc • 16· 201240528 施之各種實施例。 現參考圖！，-木材處理設施10之一項實施例圖解說明 為包括-化學改質系統20、-加熱系統3〇、一輸送系統4〇 以及原料儲存區域60a及成品材料儲存區域6〇b。化學改質 . &統2G包括-化學改質反應器22、-反應器加熱系^及 . 一選用反應器加壓/減壓系統26。加熱系統3〇包括一加熱 器32、一能源34及一選用加熱器加壓/減壓系統刊。輸送 系統40包括用於在儲存區域60a、6〇b、反應器㈡與加熱器^ 之間輸送木材之複數個輸送段42&至426，如下文詳細闡述。 在操作中，可經由輸送段42a自原料儲存區域6〇a移除一 或多個木材束。儘管圖丨中圖解說明為包括軌道或軌條， 應理解，輸送段42a可包括適於在儲存區域6〇a與反應器 22之間移動木材之任一類型之輸送機構。如圖i中所展 示，接著，可經由一開放反應器入口門28將木材引入或裝 載至反應器22中。此後’可關閉第一反應器入口門28以允 許根據上文所闡述之一或多個過程使安置於反應器22内之 木材化學改質。 旦反應疋成，即可自反應器22抽出化學潤濕木材並將 其輸送至加熱器32。根據一項實施例，化學潤濕木材可經 由反應器入口門28自反應器22移除並經由輸送段42b輸送 至加熱器32。在另-實施例十，該木材可經由一選用反應 器出口門29移除並經由輸送段42c輸送至加熱器32，如圖1 t所展示。接著，可經由一開放加熱器入口門38將化學潤 濕木材引入或裝載至加熱器32中，接著可將開放加熱器入 160980.doc 201240528 口門38關閉以藉此在起始木材之 熟之削在加熱器入口門 38與加熱器32之本體之間形成一 $ 办珉流體密封。當存在選用反 應器出口門29及選用加熱器出口門39時，出口⑽、^ 位於反應器22及加熱器32之除各別反應器人口⑽及加熱 器入口門38以外之大體相對端上。 在各種實施例中，在於加熱器32内加熱木材期間，加壓 系統36可用以將加熱器32内之—壓力維持為不大於55〇 托、不大於450托、不大於35〇托、不大於25〇托不大於 綱托、不大於！50托、不大於1〇〇托或不大於乃托。在一 項實施例中’該真空系統可操作以將加熱器32中之壓力減 小至不大於1〇毫托（1〇·3托）、不大於5毫托、不大於2毫 托、不大於1毫托、不大於〇.5毫托或不大於G l毫托。另 外’當加熱器32包括一微波加熱器時，可使用稍後詳細閣 述之一或多個特徵（包含（舉例而言）一選用微波阻流器'一 或多個微波發射器及諸如此類）以將能量引入至加熱器32 之内部中，藉此加熱及/或乾燥其中含有之木材束之至少 一部分。 根據一項實施例，木材處理設施1〇可包括多個反應器及/ 或加熱器。可採用任意數目個反應器及/或加熱器，且該 等反應器及/或加熱器可配置成任一適合組態。舉例而 言’木材處理設施10可利用至少1個、至少2個、至少3 個、至少5個及/或不大於1〇個、不大於8個或不大於6個反 應器及/或加熱器。當採用多個反應器及/或加熱器時，可 以任一適合組合或比率使該等容器配對。舉例而言，反應 I60980.doc -18- 201240528 器對加熱器的比率可係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或任一可行組合。根 據一項實施例’反應器及/或加熱器中之一或多者可包括 單獨入口及出口門，而在另一實施例中，反應器及/加熱 器中之一或多者可包括用於裝載及卸載木材之一單個門。 在一項貫施例中，經加熱及/或乾燥之木材可經由加熱器 入口門38自加熱器34移除並經由輸送段42d輸送至儲存區 域60b »另一選擇係，該木材可經由一選用加熱器出口門 39(若存在）抽出並經由段426輸送至儲存區域6〇b，如圖i中 所圖解說明。將關於圖2及3簡單地闡述採用根據本發明之 數個實施例組態之多個反應器及加熱器之木材處理設施之 各種組態。 現翻至圖2，圖解說明根據本發明之一項實施例組態之 一木材處理設施11〇。木材處理設施u〇包括複數個反應器 (圖解說明為122a、122b、122η)及複數個加熱器（圖解說明 為132a、132b、132η)。根據一項實施例，反應器122a、 122b、122η中之每一者及加熱器132a、U2b、132n中之每 一者包括用於選擇性地准許進出每一容器之木材之通行之 一單個門 128a、128b、128n、138a、138b、138η。另外， 木材處理設施110可包括一可旋轉平臺（圖解說明為一轉臺 )該了旋轉平臺可操作以定位一木材束1 〇2以使得可 沦各種方向（大體由箭頭19〇&至19〇c指示）在反應器122&、 U2b、122η、加熱器132、132b、132n與一儲存區域16〇之 間輸送該木材束。 160980.doc •19· 201240528 現參考圖3 ’ 一木材處理設施21 〇之另一實施例展示為包 括複數個化學改質反應器（圖解說明為222a、222η)及複數 個加熱器（圖解說明為232a、232b、232η)。如圖3中所展 示’反應器中之每一者包括一各別反應器入口門228a、 228η及一選用反應器出口門229a、229η。類似地，加熱器 232a、232b、232η中之每一者包括一加熱器入口門238a、 238b、238η及一選用加熱器出口門239a、239b、239η »圖 3中所展示之輸送系統240包括複數個段242a至242j及244a 至244e ’其可操作以將木材輸送至反應器222a、222η及加 熱器232a、232b、232η、自該等反應器及該等加熱器輸送 木材及在該等反應器與該等加熱器之間輸送木材。儘管圖 解說明為包括連續傳動帶段，但輸送系統240可包括一或 多個段’其包括任一適合輸送機構，如先前詳細論述。 根據一項實施例，在操作中，可透過反應器入口門228a 引入經由輸送段242a裝載至第一反應器222a中之木材》— 旦化學改質過程完成’即可經由反應器入口門228a自反應 器222a移除化學潤濕木材並可隨後經由各別輸送段242e、 242f、242g將其輸送至加熱器232a、232b或232η中之一 者。在一替代實施例中，自反應器222a移除之木材可在被 輸送至加熱器232a、232b或232η之前經由輸送段244a透過 反應器出口門229a移除，如先前所闡述。另外，在反應器 222η中處理之木材可以如先前所闡述之一類似方式裝載、 化學改質及輸送至加熱器232a、232b、232η中之一者。 此後，可根據本文中所闡述之一或多個方法加熱及/或 160980.doc -20· 201240528 乾燥輸送至加熱器232a、232b及232η之一或多個化學潤滿 木材束。在一項實施例中，加熱器232a、232b及232η中之 至少一者可包括一微波加熱器。一旦完成加熱步驟，經加 熱及/或乾燥之束即可經由各別入口門238a、238b、238η 或視需要經由各別出口門239a、239b、239η(當存在時）自 加熱器232a、232b及232η抽出。隨後，端視經改質之束係 自加熱器入口門238a、238b、238η還是加熱器出口門 239&、23915、23 911移除’可經由輸送段24211、242丨、2423 或244c、244d、244e將該等束輸送至後續處理及/或儲存。 可按任一適合規模實施先前所論述之化學改質過程。舉 例而言’上文所闡述之木材處理設施可包括實驗室規模、 試驗工場規模或商業規模之木材處理設施。在一項實施例 中’用以生產經化學改質及/或熱改質之木材之木材處理 設施可係具有至少50〇,000板英尺、至少1百萬板英尺、至 少2.5百萬板英尺或至少5百萬板英尺之一年產量之一商業 規模設施。如本文中所使用，術語「板英尺」係指以量測 144立方英吋為單位表達之一木材體積。舉例而言，具有2 英吋χ4英吋χ36英吋之尺寸之一板具有288立方英吋或2板 英尺之一總體積。在各種實施例中，一單個化學改質反應 器之内部體積（亦即’「内部反應器體積」）及/或一單個加 熱器之内部體積（亦即’「内部加熱器體積」）可係至少1 〇〇 立方英尺、至少500立方英尺、至少1，000立方英尺、至少 2,500立方英尺、至少5 〇〇〇立方英尺或至少1〇 〇〇〇立方英 尺以容納商業規模操作。 160980.doc 21 · 201240528 即使當按一商業規模實施時，如本文中所闡述之化學及/ 或熱改質過程亦可以相對短的總循環時間實施。舉例而 言，根據-項實施例，使用本發明之一或多個系統實施之 化學及/或熱改質過程之總循環時間（自起始改質步驟之時 間量測至完成加熱步驟之時間）可係不大於48小時、不大 於36小時、不大於24小時或不大於12小時不大於⑺小 時、不大於8小時或不大於6小時。此與可具有持續數天或甚 至數週之總循環時間之諸多習用木材處理過程形成對比。 根據本發明之一項實施例，本發明之木材處理設施可包 括一或多個蒸汽容納室及/或通氣結構，其用於在木材之 輸送期間實質上隔離外部環境（亦即，緊接化學改質反應 器及加熱器外側之環境）與化學潤濕之經化學改質之木 材。蒸汽容納室及/或通氣結構可連接至一通氣系統，該 通氣系統自容納/通氣區域中移除氣體環境之至少一部 分，藉此最小化一或多種非期望蒸汽狀態化學品洩漏至外 部環境中。現將關於圖4a至4d更詳細地闞述採用蒸汽容納 至及/或通氣結構之一木材處理設施之額外細節及一項實 施例* 圖4a係耦合至一化學改質反應器322及一加熱器332之一 蒸汽容納室360之一俯視圖。蒸汽容納室360可操作以在經 由位於反應器322與加熱器332之間的一傳送區361將木材 自化學改質反應器322輸送至加熱器332時部分地或幾乎完 全地隔離外部環境與一經化學改質之木材束。如本文中所 使用’術語「隔離」係指一或多個區域、地帶或區之間的 160980.doc •22· 201240528 流體傳遞之抑制。根據一項實施例’蒸汽容納室36〇可耦 合至一通氣系統（圖4a中未展示），其可操作以自蒸汽容納 室360之内部移除蒸汽及氣體之至少一部分，藉此減小、 最小化或防止反應器322之内部内、加熱器332之内部内所 含有及/或自經化學改質之木材束至外部環境之一或多種 熱可移除化學組分之洩漏。 在一項實施例中’化學改質反應器322可包括用於自一 外部環境接納一木材束之一反應器入口門328及用於在化 學改質之後自化學改質反應器322排出該木材束之一反應 器出口門329。另外，加熱器332可包括用於接納自化學改 質反應器322排出之經化學改質、化學潤濕木材束之一加 熱器入口門3 2 8。根據一項實施例，加熱器3 3 2亦可包含用 於自加熱器332排出一木材束之與加熱器入口門338分離之 一加熱器出口門3 3 9。在一項實施例中，各別反應器入口 門328及加熱器入口門338以及反應器出口門329或加熱器 出口門33 9(當存在時）可定位於反應器322或加熱器332之一 大體相對端上以使得反應器322及加熱器332之各別中心伸 長軸（在圖4b中表示為軸370a、370b)可延伸穿過各別入口 328、338及出口 329、339門。在一項實施例中，反應器 322及加熱器332彼此軸向對準以使得圖朴中之中心伸長軸 3 70a、370b彼此實質上對準，而在其他一項實施例中，軸 3 70a、3 70b可彼此平行。如本文中所使用，術語「實質上 對準」係指兩個或兩個以上容器經組態以使得在其各別中 心伸長轴之交又之間形成之最大銳角係不大於2〇。。在某 160980.doc -23- 201240528 些實施例中，實質上對準之容器之兩個伸長軸之交叉之間 的最大銳角可係不大於1〇。、不大於5。、不大於2。或不大 於1〇。在某些實施例中，反應器322及加熱器332可配置成 一並排組態（未展示）。 根據圖4a中所展示之一項實施例，蒸汽容納室36〇可密 封地耦合至反應器322及加熱器332以使得在將木材束自反 應器322輸送至加熱器332期間外部環境實質上與傳送區 361隔離。如本文中所使用，術語「密封地耦合」係指兩 個或兩個以上物件經附接、緊固或以其他方式相關聯以使 得自此4物件之接面實質上減小或幾乎避免流體洩漏。在 一項實施例中，反應器入口門328及/或加熱器出口門 3 39(當存在時）可對外部環境開放，而反應器出口門329及/ 或加熱器入口門338可對蒸汽容納室360之内部開放，藉此 在經由傳送區361在反應器322與加熱器332之間輸送期間 隔離外部環境與來自化學反應器322、加熱器332及/或化 學潤濕木材束之蒸汽或氣體。 蒸Ά容納室3 6 0可以任一適合方式組態。在圖4 a及4 b中 所繪示之一項實施例中，蒸汽容納室36〇包括耦合至一天 化板結構344及一地板（未展示）之四個大體直立壁342a至 342d。儘管在圖4a及4b令圖解說明為大體附接至天花板結 構344 ’但用於自蒸汽容納室36〇之内部移除蒸汽及氣體之 一蒸汽出口管道349可替代地附接至壁342a至342d中之一 者或至該地板《稍後將更詳細地闡述關於自蒸汽容納室 36〇移除蒸汽及氣體之額外細節。 160980.doc -24· 201240528 在本發明之一項實施例中，壁342a至342d中之至少一者 可包括用於在蒸汽容納室360内之一爆炸或迅速加壓情形 下控制一壓力釋放之方向之至少一個鼓風板或鼓風壁 343。在一項實施例中，鼓風板343可附接至蒸汽容納室 360之天花板344及/或地板（未展示）。鼓風板或壁343可鉸 接 '拾繫或以其他方式緊固至蒸汽容納室36〇之另一結構 以避免或減少鼓風板或壁343將由於一爆炸而向離開蒸汽 容納室360之方向以一非期望速度隨意地凸出之可能性。 鼓風板或壁343可具有一實質上固體表面（如圖4b中所展示） 或了包括複數個板條或槽（未展示通常，壁342a至342d 之並非鼓風板/壁343之區段係由高強度材料（諸如（舉例而 言）預製混凝土板、混凝土塊或鋼板）構成之建構。儘管本 文中圖解說明為具有四個壁，但應理解，亦可採用具有各 種其他形狀之蒸汽容納室。 如圖4c中所繪示，蒸汽容納室360可裝備有用於選擇性 地准許流體自外部環境流動至蒸汽容納室360之内部中之 或多個通氣孔37〇a、370b。在一項實施例中，通氣孔 37〇a、370b係單向通氣孔，其准許流體自外部環境流動至 裔'飞备納室360中（如在圖4c由箭頭380a、380b所指示），但 減小、抑制或實質上防止流體自蒸汽容納 室360之内部流 出至外部％境中。可經由通氣孔370a、370b流動至蒸汽容 、内至360中之外部流體之實例包含環境空氣或-或多種惰 性氣體（諸如，氮氣）。 實施例中’通氣孔370a、370b可經組態以維持蒸 160980.doc -25- 201240528 汽容納室360之内部與外部環境之間的—預定壓力差。藉 由維持蒸汽容納室360之内部與外部環境之間的一預定壓 力差，通氣孔370a、370b可控制將來自外部環境之一流體 抽取至蒸汽容納室360中之速率。為維持蒸汽容納室^之 内部與外部環境之間的一相對恆定壓力差，通氣孔37以、 370b可裝備有用於基於跨越通氣孔37〇a、37叽之壓力差來 改變通氣孔370a、370b之開放程度之—控制機構（例如， -電子致動器、-液屋致動器、一氣動致動器或一機械彈 簧）。當外部環境與蒸汽容納室360之内部之間的壓力差過 高時，通氣孔370a、370b開放得較寬，且類似地，當該壓 力差過低時，通氣孔370a、37〇b朝向一關閉位置移動。在 一項實施例中’通氣孔370a、37〇b可裝載有彈簧且朝向關 閉位置偏移，以使得當蒸汽容納室36〇與外部環境之間的 壓力差低於一臨限值時，關閉通氣孔37〇a ' 37〇b，但當蒸 汽容納室360中之壓力比外部環境低超過臨限壓力差值之 一量時，通氣孔370a、37_放以允許將一外部流體抽取 至蒸汽容納室360中。 此外，當通氣孔370a、370b裝載有彈簧時，該等通氣孔 藉由在壓力差高時自_放得較寬而在壓力差低時自動朝 向關閉位置移動來幫助維持蒸汽容納室36〇之内部與外部 環境之間的-實質上恆定壓力差n實施例中，ϋ 容納室36G在|送㈣維持處於__低氣壓且可維持處於至 少0.057JC柱英》寸數、至少Q」水柱英4數或至少ο。水柱英 吋數及/或不大於10水柱英吋數、不大於丨水柱英吋數或不 160980.doc •26· 201240528 大於0.5水柱英忖數之—真空。在―項實施例中，通氣孔 370a、370b經組態以准許以致使每小時至少2次交換、至 >、4 -人父換或至少5次交換地自蒸汽容納室3的抽取出之一 速率將流體自外部環境（例如，環境空氣）抽取至蒸汽容納 室360中，其中一次交換等於蒸汽容納室36〇之一個體積。 如本文中所使用，術語「每小時交換次數」係指每小時該 系統中之流體之總體積被替換之總次數，其係藉由使自系 統移除之蒸汽之體積流率除以總系統體積來計算。 在一項實施例中，蒸汽容納室360之大小可使得反應器 322及加熱器332(例如，定位反應器及加熱器之内部體積） 彼此相隔至少2英尺、至少4英尺或至少6英尺及/或不大於 50英尺、不大於30英尺或不大於2〇英尺之一距離。在一項 實施例中，蒸汽容納室之長度可與反應器322與加熱器332 之間的距離相同或實質上相同。根據一項實施例，蒸汽容 納室360之長度對反應器322之總長度及/或加熱器332之總 長度之比率可係至少〇.1:1、至少0 2q、或至少〇 3:1及/或 不大於1:1、不大於〇·6:1或不大於〇 5:1。當反應器322與加 熱器332之間的間隔減至最小時，反應器出口門329及加熱 器入口門338可能夠在打開期間彼此接觸。在此一實施例 中’反應器出口門329及加熱器入口門338可經組態以在其 兩者皆完全打開時彼此嵌套/重疊（但彼此不接觸）。 圖4d係包括一反應器322、一加熱器332及安置於其間的 一蒸汽容納室360之一木材處理設施416之一側視圖。圖4(1 另外繪示採用位於加熱器332之出口門339附近之一產品蒸 160980.doc •27- 201240528 汽移除系統或結構400之一實施例。產品蒸汽移除系統400 可經組態以自加熱器332之出口門339輸送出蒸汽且使其遠 離出口門3 3 9附近之區域（例如，恢復室）。此組態可實質上 減小且在某些實施例中可幾乎防止來自退出加熱器332之 經化學處理之木材束之蒸汽及/或來自退出反應器322及/戍 加熱器332之蒸汽逸出至外部環境。如圖4d中所展示，蒸 汽容納室360及產品蒸汽移除系統400可連接或以其他方式 可操作地耦合至一常見通氣系統4〇2。通氣系統4〇2用以自 蒸汽容納室360抽取出蒸汽及氣體及/或使其通過產品蒸汽 移除系統400。儘管圖4d圖解說明一個常見通氣系統4〇2用 於蒸 >飞谷納室360及產品蒸汽移除系統4〇〇兩者，但亦可針 對木材處理設施之每一容納/通氣區域使用個別通氣系 統0 在圖4d中所緣示之實施例中，產品蒸汽移除系統4〇〇包 括一通氣罩404及安置於通氣罩4〇4與加熱器332之間的一 通氣室406。通氣罩4Q4及通氣室傷可連接至通氣系統 4〇2，通氣系統402自通氣罩4〇4及/或通氣室4〇6抽取出蒸 ^通氣至406可經組態以透過加熱器出口門339(其開放 至通氣室406中）接納一經化學改質之木材束。 通氣至406可裝備有一通氣室丨口 4〇8，經化學改質之木 材通過通氣室出π彻通行至通氣罩綱下面之一冷卻位 置在項實施例中，通氣室出口4〇8可裝備有一門彻， Η 409在關閉時實f上隔離外部環境與通氣室彻之内部。 备通氣至裝備有此—門時’通氣室亦可裝備有類似於先前 160980.doc -28- 201240528 參考圖4c所闡述之蒸汽容納室36〇之通氣孔37〇a、37肋之 通氣孔（未展示然而，在另-實施例t，通氣室出口 4〇8 經组態以不斷地准許流體自外部環境通行至通氣室4〇6之 内部令。在此-實施例中，通氣室出口可完全開放以 • ㈣許穿過其之流體之自由流動。另一選擇係，通氣室出 口 408可部分地覆蓋有一撓性材料（例如，一懸掛 谓QUEEN薄片或VISQUEEN條帶），其准許穿過其之經化 學處理之木材束之通行，但至少部分地抑制穿過其之流體 之自由流動。在本發明之-項實施例中，可完全消除通氣室 406且通氣罩404可定位於毗鄰加熱器332之出口門339處。 如圖4d中所展示，通氣系統4〇2可包含一或多個真空產 生器4H)、-處理裝置412、—引流器414及複數個蒸汽出 口管道3術至3她。真空產生器41Q可操作以分別經由出 口管道349a、349b、349c自蒸汽容納室36〇、通氣罩4〇4及/ 或通氣室406抽取出蒸汽》處理裝置412可操作以移除或改 變來自經由真空產生器410自蒸汽容納室36〇、通氣罩4〇4 及/或通氣室406中抽取出之蒸汽之一或多種組分之至少一 部分之組成。適合處理裝置之實例可包含（但不限於）蘇氣 器、熱氧化器、催化氧化器或其他催化過程及/或沈澱 器。 根據一項實施例，引流器414可操作以藉由（舉例而言） 引導蒸汽出口管道349a、349b、349()當中之蒸汽流藉此在 蒸汽容納室360與產品蒸汽移除結構（例如，通氣罩4〇4及/ 或通氣室406)之間分佈通氣系統4〇2之總通氣容量來調整 160980.doc •29- 201240528 真空產生器410之總通氣容量。如本文中所使用，術語 「總通氣容量」係指可經由一真空產生器或其他源自系统 移除之最大蒸汽體積，其表達為一基於時間之速率。舉例 而言，蒸汽容納室360、通氣罩4〇4及/或通氣室4〇6當中之 總通氣容量之分佈可有利於容納一化學改質處理之各種步 驟。在-項實施例中，引流器414可操作以均句分佈總通
氣容量（一般表示為「X ,、，，v # ^目攸丨，v L 」）以使得將提供至蒸汽容納 室360、將V3X提供至通氣罩4〇4且將|/3X提供至通氣室 406。在另-例示性實施例中，引流器414可將更多通氣容 量分配至該三個區域令之-者(諸如(舉例而言)蒸汽容納室 360) ’以使得將2/3χ提供至蒸汽容納室36〇、將提供至 通氣罩404且將Vj提供至通氣室4〇6。 現將關於圖4d詳細闡述木材處理設施416之操作之一項 實施例。可經由反應器入口門328將一第一木材束（本文中 由字母「C」表示）裝載至化學改質反應器322中並對其進 行化學處理。同時，可經由加熱器人口門⑽將-第二木 材束（此處由字母B」表不）引入至加熱器332中並對其進 行加熱及/或乾燥。當束咖分別在化學改f反應器322及 加熱器332中進行化聲2^•暂 仃化学改質及加熱/乾燥時，T自通氣室 4〇6移除-第三木材束（本文中用字母「八」表示）並將其定 位於通氣罩4G4下方，如圖辦大體展示。 一旦束A已被充分乾燥’即可將其自通氣罩撕移除並輸 送至一儲存區域(未展示卜接著，可使用引流器4M調整通 氣系統402之總通氣容量之分配以使得增加分配至蒸汽容 160980.doc 201240528 二至360之通氣谷篁之量，而減少分配至通氣罩他之通氣 容量之量。接下來，在完成纟「B」之加熱之後，加熱器 入口門338及加熱器出口門奶可連續開放且存在於加熱器 内》Ρ中之任何殘餘蒸汽或氣體可被移除並在進入通 氣^充402之前穿過蒸汽容納室勝在—項實施例中，加 ,、、、器332之此排工亦可包括透過通氣罩彻及通氣室楊（當 存在時)將-外部流體（例如，環境空氣或其他惰性氣體）抽 取至該系統中。該外部流體可接著經由加熱器出口門339 進入加熱1§ 332且在經由加熱器入口門338退出加熱器如 並通仃至蒸汽容納室36〇中之前穿過加熱器332之内部。一 旦處於蒸汽容納室36G中’該外部流體連同自加熱器出之 内移除之任何殘餘蒸汽或氣體即可藉助通氣系統術以 母小時至少2次交換、每小時至少4次交換或每小時至少6 人交換之速率自蒸汽容納室360抽出。舉例而言，若該 通氣系統具有100立方米之一總體積且蒸汽移除之速率係 200立方米/小時，則每小時交換次數將係（2〇〇立方米/小 時）/(100立方米）或每小時2次交換。 旦已自蒸汽容納室360移除外部流體及殘餘蒸汽/氣 體，束B即可經由加熱器出口門339自加熱器332移除穿 過通氣室406(若存在）並定位於通氣罩4〇4下方以冷卻及/或 進一步乾燥束B，如先前詳細論述。可接著在順序地打開 反應器出口門329及反應器入口門328之前關閉加熱器出口 門339。此後，可使用通氣系統4〇2以自化學改質反應器 322之内部排空殘餘蒸汽或氣體。在一項實施例中，一外 160980.doc -31 - 201240528 部流體（例如’環境空氣或其他惰性氣體）可經由反應器入 口門328抽取至反應器322中且在經由反應器出口門329退 出至蒸汽容納室360中之前穿過反應器322之内部。如上文 所閣述’該外部流體及任何殘餘蒸汽或氣體可接著經由蒸 汽出口管道349a以每小時至少2次交換、每小時至少4次交 換或每小時至少6次交換之一速率自蒸汽容納室36〇抽出。 此後’束c可經由反應器出口門329自化學改質反應器 322移除並沿一輸送路徑399穿過蒸汽容納室36〇。在一項 實施例中，產品通氣系統402可用以在於反應器322與加熱 器332之間輸送該束期間自蒸汽容納室36〇抽取氣體及蒸 汽。可接著在起始束c之加熱之前經由加熱器入口門338將 化學/間濕束C引入至加熱器3 3 2之内部中》接下來，可在依 序關閉反應器入口門328、反應器出口門329及加熱器入口 P1 338之則將一第四束（未展示）裝載至化學改質反應器 之内部中。可減少至蒸汽容納室36〇之總通氣容量之分 配，同時增加至通氣罩4〇4之分配，以藉此冷卻及/或進一 步乾燥束B。在重複上文所提及之步驟以處理一新木材束 序列之前在一裝載區域（未展示）中或在反應器入口門328附 近裝配一第五束（未展示）。 應理解，在上文所闡述之操作順序中，某些步驟可較佳 以所闡述之次序實施，而某些步驟可同時實施及/或可切 換某些步驟之次序》僅為闡述操作木材處理系統416之一 個例示性方法而包含以上步驟序列。 微波加熱系統 160980.doc -32· 201240528 根據一項實施例，上文所闡述之加熱系統t之一或多者 可包括利錢波能來加熱-或多個物件或物項之微波加熱 系統。除上文所闡述之木材處理設施《一項實施例以外， 根據本發明之一項f施例組態之微波加熱系統亦可廣泛適 用於各種各樣之其他過程。應理解，雖然本文中主要關於 用於加熱「木材」或—「木材束」之過程進行闡述，但本 文中所闡述之過程及系統可等效地適用於其中加熱一或多 個物品、物件或負載之應用。可利用如本文中所闡述之微 波加熱系統之其他類型之應用之實例可包含（但不限於）各 種材料之高溫真空陶瓷及金屬燒結、熔融、硬銲及熱處 理。在一項實施例中，該微波加熱系統可包含一真空系統 (例如，一微波真空加熱器）且可用於諸如礦物及半導體等 材料之真空乾燥、諸如水果及蔬菜等食品之真空乾燥、陶 曼及纖維模具之真空乾燥以及化學溶液之真空乾燥。 現翻至圖5，根據本發明之一項實施例組態之一微波加 熱系統420圖解說明為包括至少一個微波產生器422、一微 波加熱器430、一微波分佈系統44〇及一選用真空系統 450。由微波產生器422生產之微波能可經由微波分佈系統 440之一或多個組件引導至微波加熱器43〇。稍後將詳細論 述關於微波分佈系統440之組件及操作之額外細節。當存 在時’真空系統450可操作以將微波加熱器430中之壓力減 小至不大於550托、不大於45〇托、不大於35〇托、不大於 250托、不大於2〇〇托、不大於ι5〇托、不大於1〇〇托或不大 於75托。在一項實施例中，該真空系統可操作以將微波加 160980.doc -33· 201240528 熱器430中之壓力減小至不大於1〇毫托（1〇_3托）、不大於$ 毫托、不大於2毫托、不大於！毫托、不大於〇 5毫托或不 大於1毫托。現將在下文中詳細論述微波加熱系統42〇之 組件中之每一者。 微波產生器422可係能夠生產或產生微波能之任一裝 置如本文中所使用，術语「微波能」係指具有在3〇〇 MHz與30 GHz之間的一頻率之電磁能。如本文中所使用， 在一範圍中使用之術語「在…之間」意欲包含所列舉之端 點。舉例而言，一數字「在\與y之間」可係χ、y或自叉至丫 之間的任一值。在一項實施例中，微波加熱系統42〇之各 種組態可利用具有915 MHz之一頻率或2.45 GHz之一頻率 之微波能’此兩個頻率通常已指定為工業微波頻率。.微波 產生器之適合類型之實例可包含（但不限於）磁控管、速調 管、行波管及回旋管。在各種實施例中，一或多個微波產 生器422可能夠遞送（例如，具有以下項之一最大輸出）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1〇〇 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1，000 kW及/或不大 於2,500 kW、不大於1，500 kW或不大於1，〇〇〇 kW。儘管圖 解說明為包括一個微波產生器422，但微波加熱系統420可 包括經組態以按一類似方式操作之兩個或兩個以上微波產 生器。 微波加熱器430可係能夠接納並使用微波能加熱一或多 160980.doc •34· 201240528 個物品（包含（舉例而言）木材束或木料束）之任一裝置。在 一項實施例中，由微波加熱器430提供之熱量或能量之至 少75%、至少85%、至少95%或實質上全部可由微波能提 供。微波加熱器430亦可用作一微波乾燥器，其可進一步 操作以使用如本文中所闡述之微波能來乾燥安置於其中之 一或多個物項。 現翻至圖6，一微波加熱器530之一項實施例圖解說明為 包括一容器本體532及用於選擇性地准許及阻擋進出微波 加熱器530之内部536之一或多個物件之存取或通行之一門 534。在一項實施例中，微波加熱器53〇之容器本體^之可 沿一中心伸長軸535伸長’該軸可沿一實質上水平方向定 向，如圖6中所圖解說明。容器本體532可具有任一適合形 狀或大小之一剖面。在一項實施例中，容器532之剖面實 質上可係圓形或修圓的，而在另一實施例中，該剖面可係 橢圓形的。根據一項實施例，容器本體532之剖面之大小 及/或形狀可沿伸長方向改變，而在另一實施例中，其剖 面之形狀及/或大小可保持實質上相同。在圖6中所繪示之 實施例中，微波加熱器530之容器本體532包括具有一圓形 剖面之一水平伸長、圓柱形容器本體。 被波加熱器5 3 0可具有一總的最大内部尺寸或長度L及一 最大内徑D，如圖6中所展示。在一項實施例十，l可係至 少8英尺、至少1〇英尺、至少16英尺、至少英尺、至少 30英尺、至少50英尺、至少75英尺、至少i⑽英尺及/或不 大於500英尺、不大於35〇英尺、不大於25〇英尺。在另一 160980.doc -35- 201240528 實施例中’ D可係至少3英尺、至少5英尺、至少1 〇英尺、 至少12英尺、至少18英尺、至少2〇英尺、至少25英尺或至 少30英尺及/或不大於25英尺、不大於2〇英尺或不大於15 英尺。在一項實施例中’微波加熱器530之長度對其内徑 (L:D)之比率（L:D)可係至少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及/或不大於5〇:1、不大 於40:1或不大於25:1。 微波加熱器530可由任一適合材料建構。在一項實施例 中，微波加熱器530可包括至少一種導電及/或高反射材 料。適合材料之實例可包含（但不限於）選定碳鋼、不銹 鋼、鎳合金、鋁合金及銅合金。微波加熱器5 3〇可幾乎完 全由一單種材料建構，或可使用多種材料來建構微波加熱 |§ 530之各種部分。舉例而言，在一項實施例中，微波加 熱器530可由一第一材料建構且可接著在其内部及/或外部 表面之至少一部分上塗佈或分層一第二材料。在一項實施 例中，該塗層或層可包括上文所列舉之金屬或合金中之一 或多者，而在另一實施例中，該塗層或層可包括玻璃、聚 合物或其他電介質材料。 微波加熱器530可界定適於接納一負載之一或多個空 間。舉例而言’在-項實施例中，微波加熱器53g可界定 經組態以接納及固持一或多個木材束（圖6中未展示）之一束 接納空間。該負載(例如，木材)可以—靜態或動態方式定 位於微波加熱器530之内部536内。舉例而言，在其中該負 載靜態定位於微波加熱器530中之一項實施例中，該負載 160980.doc •36· 201240528 可在加熱期間相對不運動且可使用靜態定位裝置（未展 厂、）（諸如，舉例而s _架子、一平臺、一停放之的搬運 車、一停止的傳動帶或諸如此類）保持於適當位置。在其 中該負載動態定位於微波加熱器530内之另一實施例中， »玄負載可在加熱期間在使用一或多個動態定位裝置（未展 不）進行加熱之至少一部分期間處於運動中。動態定位裝 置之實例可包含（但不限於）連續移動傳動帶、滾輪、水平 及/或垂直振盪平臺以及旋轉平臺。在一項實施例中，一 或多個動態定位裝置可用於一大體連續過程中，而一或多 個靜態定位裝置可用於一分批或半分批過程中。 根據本發明之一項實施例，微波加熱器53〇亦可包括一 或多個密封機構以減小、抑制、最小化或實質上防止在處 理期間進出容器内部536之流體及/或微波能之洩漏。如圓 6中所圖解說明，容器本體532及門534可各自具有各別本 體側密封表面531及門側密封表面533。在一項實施例中， 本體側密封表面53 1及門側密封表面533可在關閉門534時 在門534與容器本體532之間直接或間接形成一流體密封。 可在本體側密封表面531及門側密封表面533之至少一部分 實現彼此直接實體接觸時形成一直接密封。可在於門幻斗 密封時抵靠門側密封表面533及本體側密封表面53丨至少部 分地壓縮用於流體地隔離微波加熱器53〇之内部與一外部 環境（圖6中未展示）之一或多個彈性密封構件時在門534與 容器本體532之間形成一間接密封。彈性密封構件之實例 可包含（但不限於）0型環、螺旋纏繞式墊片、片狀墊片及諸 I60980.doc -37· 201240528 如此類。根據一項實施例，當經受使用一 Varian型號第 938-41號摘測器根據在Alcatel Vacuum Technology發佈之 標題為「Helium Leak Detection Techniques」之文件中閣 述之標題為「Spraying Testing」之程序B1進行之一氦沒漏 測試時，在容器本體532與門534之間形成之直接或間接密 封可使得微波加熱器530可在本體532與門534之接面處或 接近該接面具有不大於10·2托·升/秒、不大於1〇·4托.升/秒 或不大於10·8托.升/秒之一流體洩漏率》在一項實施例中， 流體密封可在微波加熱器530内側之環境包括一低氣壓且 以其他方式具有挑戰性之處理環境時特別有利。 根據本發明之一項實施例組態之微波加熱器亦可包括一 微波阻流器，其用於在關閉門534時抑制或實質上防止微 波加熱器530之門534與容器本體532之間的能量洩漏（例 如’在門534與容器本體532之接面處或接近該接面如 本文中所使用’術語「阻流器」係指一微波容器之可操作 以在施加微波能期間減小自該容器或逸出該容器之能量沒 漏之量之任一裝置或組件。在一項實施例中，阻流器可係 可操作以在與不採用一阻流器時相比將自該容器之微波洩 漏之量減小至少25%、至少50%、至少75%或至少90%之任 一裝置。在本發明之一項實施例中，微波阻流器可操作以 在藉助一Narda Microline型號8300之寬頻帶各向同性輻射 監視器（300 MHz至18 GHz)自容器量測5 cm時允許不大於 50毫瓦/平方釐米（mW/cm2)、不大於25 mW/cm2、不大於1〇 mW/cm '不大於5 mW/cm2或不大於2 mW/cm2之微波能透 160980.doc -38 - 201240528 過阻流器自加熱器洩漏。 進步地，與習用微波阻流器（其通常在經受低氣壓時 出故障）相比，根據本發明之一項實施例組態之微波阻流 器可操作以甚至在全真空條件下實f上抑制微波能淺漏。 舉例而έ，在一項實施例中，如本文中所闡述之一微波阻 流器可抑制微波能自加熱器洩漏至上文所闡述之在微波加 熱器中之壓力係不大於550托、不大於45〇托、不大於35〇 托、不大於250托、不大於2〇〇托、不大於1〇〇托或不大於 75托時之程度。在一項實施例中，如本文中所闡述之一微 波阻流器可抑制微波能自加熱器洩漏至如上文所闡述之在 锨波加熱器中之壓力係不大於1〇毫托（1〇·3托）、不大於5毫 托、不大於2毫托、不大於丨毫托' 不大於〇5毫托或不大 於0.1毫托時之程度。進一步地，根據本發明之一項實施 例之一微波阻流器可在大型單元上維持其洩漏防止位準， 諸如（舉例而言）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1〇〇 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 1,000 kW及/或不大於2,500 kW、不大於1，5〇〇 kW或不大於 1，000 kW之一微波能輸入率之微波加熱器。 在一項實施例中’在甚至以上文所闡述之微波能及真空 麗力之位準將微波能引入至容器中時（例如，在加熱步驟 期間），實質上不在接近阻流器650處發生發弧。如本文中 所使用’術語「發弧」係指至少部分地藉由一周圍流體之 160980.doc -39- 201240528 離子化所致之非期望、不受控制之放電。發弧（其可損壞 設備及材料且引起一實質上起火或爆炸危險）在較低壓力 (尤其低氣壓（例如，真空）壓力）下具有一較低臨限值。通 常’習用系統限制能量輸入之速率以最小化或避免發弧。 然而，與習用系統相比，根據本發明之實施例組態之微波 加熱器可操作以在壓力係不大於550托、不大於450托、不 大於350托、不大於250托、不大於200托、不大於1〇〇托、 不大於75托、不大於1〇毫托（1〇-3粍）、不大於5毫托、不大 於2毫托、不大於1毫托、不大於〇5毫托或不大於〇1毫托 及/或至少50托或至少75托時’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1，000 kW及/或不大於25〇〇让冒、不大於 1,500 kW或不大於l，〇〇〇 kW之一速率接納微波能並可將其 引入至一微波加熱器（視需要稱為一真空微波加熱器或一 真空微波乾燥器）中而_在阻流器處或接近阻流器處實質上 無發弧。 現參考圖7a，提供用於在關閉門634時實質上抑制一微 波加熱器之一門634與一容器本體632之間的微波能洩漏之 一微波阻流器650之一項實施例之一剖面段。如圖7a中所 展示，當關閉門634且各別門側633及本體側63丨密封表面 彼此直接或間接接觸時，微波阻流器650之至少一部分協 作地界定或形成於門634與容器本體632之間。在一項實施 160980.doc •40· 201240528 例中，亦可存在一選用流體密封構件660以抑制、最小化 或實質上防止進出微波加熱器之流體之洩漏，如先前所論 述。流體密封構件660(當存在時）可耦合至容器本體632或 (如圖7a中所展示）耦合至門634。 根據圖7a中所展示之一項實施例中，微波阻流器650界 定一第一徑向延伸阻流器腔652、一第二徑向延伸阻流器 腔654及在關閉微波加熱器之門634時至少部分地安置於第 一阻流器腔652與第二阻流器腔654之間的一徑向延伸阻流 器導流壁656。在圖7a中所圖解說明之一項實施例中，當 關閉門634時第一阻流器腔652界定於容器本體632與阻流 器導流壁656之間，而第二阻流器腔654至少部分地安置於 門634與阻流器導流壁656之間，以使得阻流器導流壁656 實質上耦合至門634。第一阻流器腔652可對微波加熱器之 内部開放且可徑向定位於微波加熱器之内部與藉由密封構 件660(當存在時）形成之流體密封之間。在本發明之另一實 施例（圖7a中未展示）中，第二阻流器腔654可至少部分地由 容器本體632界定，以使得當關閉門634時第二阻流器腔 654可定位於容器本體632與阻流器導流壁656之間，以使 得阻流器導流壁656實質上耦合至容器本體63 2。 在一項實施例中，當關閉門634時第二阻流器腔654之至 少一部分可靠攏著第一阻流器腔652之至少一部分延伸。 在一項實施例中，當關閉門634時第二阻流器腔654之總長 度之至少40%、至少60%、至少80%或至少90%可靠攏著第 一阻流器腔654延伸。第一阻流器腔652及/或第二阻流器 160980.doc -41 - 201240528 腔654之總長度（在圖7a中用字母「L」指定）可係微波加熱 器内部之微波能之主要波長長度之至少丨/丨6倍、至少i/8 倍、至少1/4倍及/或不大於1倍、不大於3/4倍或不大於1/2 倍。第一阻流器腔652及/或第二阻流器腔654之長度l可係 至少1英尺、至少1.5英尺、至少2英尺或至少2 5英尺及/或 不大於8英尺、不大於6英尺或不大於5英尺。 如圖7b中所圖解說明，一相對延伸角❿可界定於第一阻 流器腔652之延伸方向（由線690指定）與第二阻流器腔654之 延伸方向（由線692指定）之間。在各種實施例中，相對延伸 角Φ可係不大於60。、不大於45。、不大於3〇。或不大於 15 。在某些貫施例中’第二阻流器腔6 5 4之延伸方向可實 質上平行於第一阻流器腔652之延伸方向，如圖7a中所繪 示。 現參考圖7c，提供一微波阻流器之一局部等軸剖面部 分。如圖7c中所展示，阻流器導流壁656可整體地形成至 門634中。根據一項實施例，導流壁656可包括沿導流壁 656圓周地安置之複數個經隔開之開端式間隙67〇。在一項 實施例中，該等間隙中之每一者之中心線之間的間隔可係 至少0.5英吋、至少1英吋、至少2英吋或至少2 5英吋及/或 不大於8英吋、不大於6英吋或不大於5英叫·。 根據本發明之另一實施例’阻流器650之至少一部分可 包括可移除地耦合至容器本體632或門634之一可移除部分 651 »在一項實施例中’可移除部分65丨可係可移除地耦合 至門634。如本文中所使用，術語「可移除地耦合」意指 160980.doc -42- 201240528 以使得可在實質上不損壞或破壞容器本體、阻流器及/或 門之情況下移除阻流器之一部分之一方式附接。在一項實 施例中，可移除阻流器部分65 1可包括導流壁656之至少一 部分或全部。圖7d圖解說明具有至少一個可移除部分651 之一微波阻流器。在圖7 d中所繪示之一項實施例中，導流 壁656可耦合至可移除阻流器部分65 1。可移除阻流器部分 651可包括各自可移除地耦合至門634或容器本體632(實施 例未展示）之複數個可移除阻流器段653a至653e。在一項 實施例中，可移除阻流器部分651可包括至少2個、至少3 個、至少4個、至少6個、至少8個及/或不大於“個、不大 於12個、不大於10個或不大於8個可移除阻流器段μ〗。根 據其中可移除阻流器部分651具有一大體環形直徑之一項 實施例，可個別移除阻流器段653&至6536可具有一大體弧 形形狀’如圖7d中所展示。 可移除阻流器部分651可根據任一習知方法（包含（舉例 而言）螺栓、螺釘或任一其他類型之適合可移除緊固裝 緊固至門634或容器本體632。在—項實施财，可移除阻 流器部分651可磁性地緊固至門634或容器本體㈣。部八 地端視期望之緊固方法，可移除阻流器部分651可具有I 種各樣之剖面形狀。舉例而言，如圖7d7h中所圖解說 明，可移除阻流器部分651可界定大體〇形（如圓㈣ 示）、大體】形或U形（如圖7£中所展示）、大體乙形（如圖^中 所展不）或大體1形（如圖7}1中所展示）之一剖面。 在操作中，可在不移除容器本體…及/或門㈣之部分 160980.doc -43- 201240528 或實質上再機械加工容器本體632及/或門634之情況下附 接' 移除及/或隨後替換可移除阻流器部分651以恢復微波 加熱器之正常操作。舉例而言，在一項實施例中，複數個 可個別移除阻流器段6533至6536可單獨地且個別地附接至 門634及/或容器本體632。隨後，當微波阻流器之一或多 個部分變得受損或以其他方式需要替換時，一或多個可個 別移除阻流器段653及/或整個可移除阻流器部分65丨可單 獨地且個別地自容器本體632或門634拆#或移除並用一或 多個新（例如，替換）可移除阻流器段653及/或一新可移除 阻流器部分651替換。在一項實施例中，可自容器本體… 或門634拆卸且接著再附接至容器本體632或門63氕例如， 自其移除且替換至其上）之可移除阻流器段653a ' 65扑、 653c、653d及/或653e之數目可至多或不大於係可移除部分 ό 5 1之阻流器段6 5 3 a至6 5 3 e之總數目。 微波加熱器530(在圖6中一般性地表示）可端視其中之微 波能表現如何而分類為-單模式腔、一多模式腔或一準光 學腔。如本文中所使用’術語「單模式腔」係指經設計及 操作以將其中之微波能維持為一單個'特定模式型樣之一 腔。經常地’-單模式腔之設計及性質可限制容器之大小 及/或一負載可如何定位於該室内。因此，在一項實施例 中’微波加熱器530可包括-多模式或_準光學模式腔。 如本文t所使用’術語「多模式腔」係指其中以一半隨機 或未經引導方式將微波能激發成複數個駐波型樣之一腔或 室。如本文中所使用’術語「準光學模式腔」係指其中:乂 160980.doc •44· 201240528 一受控方式朝向一特定區域引導大部分但並非全部能量之 一腔或室。在一項實施例中，一多模式腔在接近容器之中 心處具有比一準光學腔高之一能量密度，而準光學腔可利 用微波能之準光學性質以更緊密地控制及引導至腔内部中 之能量之發射。 翻回至圖5中所圖解說明之微波加熱系統420，微波分佈 系統440可操作以將由微波產生器422生產之微波能之至少 一部分傳輸或引導至微波加熱器430中，如上文簡單地論 述。如圖5中示意性地展示，微波分佈系統440可包含可操 作地耦合至一或多個微波發射器（圖解說明為發射器444a 至444c)之至少一個波導442。視需要，微波分佈系統440 可包括用於改變穿過其之微波能之模式之一或多個微波模 式轉換器446及/或用於將微波能選擇性地路由至微波發射 器444a至444c中之一或多者之一或多個微波切換器（未展 示）。現將在下文中詳細論述關於微波分佈系統440之特定 組件及各種實施例之額外細節。 波導442可操作以將微波能自微波產生器422輸送至微波 發射器444 a至444 c中之一或多者。如本文中所使用，術語 「波導」係指能夠將電磁能自一個位置引導至另一位置之 任一裝置或材料。適合波導之實例可包含（但不限於）同軸 電纜、包覆光纖、填充電介質之波導或任一其他類型之傳 輸線。在一項實施例中’波導442可包括用於將微波能自 微波產生器422輸送至發射器444a至444c中之一或多者之 一或多個填充電介質之波導段。 160980.doc •45· 201240528 波導442可經設計及建構以按—特定主要模式傳播微波 能。如本文中所使用’術語「模式」係指微波能之一大體 固定剖面場型樣。在本發明之_項實施例中，波導442可 經組態以按一 丁£,,模式傳播微波能，其中X係自1至5之範 圍中之一整數且少係0。在本發明之另一實施例中，波導 442可經組態以按一 TM。6模式傳播微波能，其中以系〇且1?係 自1至5之範圍巾之-整數。應理解，如本文中所使用在 用以闡述微波傳播之一模式時之α、6、χ及少值之上文所界 定範圍貫穿此說明適用。進一步地，在某些實施例中，當 一系統之兩個或兩個以上組件闡述為「ΤΜ&」或「ΤΕα」 組件時，對於每一組件，α、卜认/或少之值可係相同或不 同。在一項實施例中，對於一既定系統之每一組件，α、 6、X及/或；；之值係相同。 波導442之形狀及尺寸可至少部分地取決於將穿過其之 微波能之期望模式。舉例而言，在一項實施例中，波導 442之至少一部分可包括具有一大體矩形剖面之τΕ”波 導，而在另一實施例中，波導442之至少一部分可包括具 有大體圓形剖面之ΤΜαί>波導。根據本發明之一項實施例， 圓形剖面波導可具有至少8英吋、至少1〇英吋、至少12英 吋、至少24英吋、至少36英吋或至少4〇英吋之一直徑。在 另一貫施例中，矩形剖面波導可具有至少1英吋、至少2英 吋、至少3英吋及/或不大於6英吋、不大於5英吋或不大於 4英吋之一短尺寸，而長尺寸可係至少6英吋至少1〇英 吋、至少12英吋、至少18英吋及/或不大於5〇英吋、不大 160980.doc -46- 201240528 於35英吋或不大於24英吋。 如圖5中示意性地圖解說明，微波分佈系統44〇可包括可 操作以改變穿過其之微波能之模式之—或多個模式轉換段 446。舉例而言，模式轉換器446可包括用於將微波能之至 J 一部分之模式自一 TMafc模式改變至一 TE^模式之一 至TExy模式轉換器。在另一實施例中，模式轉換段料6可 包括用於接收ΤΜα6模式能量並將呈一 TE^模式之微波能轉 換及排放之一 TE〇至TMefc模式轉換器。α、6、X及少之值可 在先前所闡述之範圍内。微波分佈系統44〇可包括任意數 目個模式轉換器446，且在一項實施例中可包含定位於微 波分佈系統440内之各種位置處之至少1個、至少2個、至 少3個或至少4個模式轉換器。 再次翻至圖5 ’微波分佈系統440可包括用於經由波導 442自產生器422接收微波能並將該微波能之至少一部分發 射或排放至微波加熱器430之内部中之一或多個微波發射 器444。如本文中所使用，術語r微波發射器」或「發射 器」係指能夠將微波能發射至一微波加熱器之内部中之任 一裝置。根據本發明之各種實施例之微波分佈系統可採用 至少1個、至少2個、至少3個、至少4個、至少5個、至少6 個、至少8個、至少10個及/或不大於1〇〇個、不大於5〇個 或不大於25個微波發射器。微波發射器可係任一適合形狀 及/或大小且可由任何材料建構，包含（舉例而言）選定碳 鋼、不銹鋼、錄合金、銘合金及銅合金。在其中微波分佈 系統440包括兩個或兩個以上微波發射器之一項實施例 I60980.doc -47· 201240528 每-發射器可由相同材料製成’而在另—實施例中， 兩個或兩個以上發射器可由不同材料製成。 在操作中，自一或多個微波產±器422產生之微波能可 視需要經由波導442路由或引導至—或多個模式轉換器 446(若存在）。此後，波導442中之微波能可在被引導至一 或多個微波發射器（在圖5中圖解說明為44钩至444〇之前視 需要地分裂成兩個或兩個以上單獨微波部分（例如，如圖5 中所展示之至少三個部分）。微波發射器44扣至料訃可部 分地或整體地安置於微波加熱器4 3 〇内且可操作以經由一 或多個經隔開之發射位置將通行至其之微波能之至少一部 分引入或發射至加熱器430之内部中，藉此加熱及/或乾燥 安置於其中之物件、物品或負載，包含（舉例而言）一或多 個木材束。現將在下文中詳細論述關於微波加熱系統之各 種實施例之特定組態及細節。 現翻至圖8至10，提供根據本發明組態之微波加熱系統 之數個實施例。儘管闡述為經組態以接納及加熱一木材 束，但應理解，下文所闡述之微波加熱系統可適於在先前 所闞述之其他過程及系統中之任一者中以及其中使用微波 加熱之任一系統或過程中使用。進一步地，應理解，儘管 參考一特定圖或實施例闡述，但下文所闡述之所有元件及 組件可適於在根據本發明之一或多個實施例組態之任一微 波加熱系統中使用。 現翻至圖8a及8b ’ 一微波加熱系統72〇之一項實施例係 圖解說明為包括一微波加熱器730及用於將微波能自—微 160980.doc •48· 201240528 波產生器（未展示）遞送至加熱器730之一微波分佈系統 740。在各種實施例中，一選用真空系統（未展示）可操作以 將微波加熱器730之内部中之壓力減小至（舉例而言）不大於 550托、不大於450托、不大於350托、不大於300托、不大 於250托、不大於2〇〇托、不大於150托、不大於1〇〇牦、不 大於75托及/或不大於10毫托（10-3托）、不大於5毫托、不大 於2毫托、不大Mi毫托、不大於〇5毫托或不大於〇1毫 托。下文將詳細論述微波加熱系統72〇之一或多個實施例 之數個特徵。 現翻至圖8a，微波分佈系統740係圖解說明為包括一經 伸長之波導發射器760 ’其至少部分地且可整體地安置於 微波加熱器730之内部内。如圖8a令所展示，經伸長之波 導發射器760可實質上水平地延伸於微波加熱器73〇之内部 内。如本文中所使用，術語「實質上水平地」意指在水平 面之10。内。在一項實施例中，經伸長之波導發射器76〇之 長度對微波加熱器730之内部空間之總長度之比率可係（舉 例而言）至少0·3:1、至少0.5:1、至少〇.75:1或至少〇.9〇:1。 在項貫施例中，貫質上水平地延伸之經伸長之波導發射 器760可位於朝向微波加熱器73〇之内部體積之上半部或下 半部處且可至少部分地或整體地垂直安置於加熱器入口門 738及一選用加熱器出口門（未展示）上面，該選用加熱器出 口門（若存在）安置於微波加熱器73〇之一大體相對端上。如 本文中所使用，術語「上部」及「下部」體積係指位於容 器之内部體積之上部垂直或下部垂直部分中之區。在一項 160980.doc -49- 201240528 實幻中’’’!伸長之波導發射器76〇可(舉例而言)整體地安 置於微波加熱器73〇之内部體積之最上部三分之一、四分 之：或五分之—内，而在另一實施例中，經伸長之波導發 射盗760可（舉例而言）安置於微波加熱器730之總内部體積 之最下部三分之一、四分之一或五分之一内。為量測上文 =闡述之總内部體積之「最上部」或「最下部」分率部 分，自容器之各別最上部或最下部壁朝向剖面之期望部分 (例如’三分之—、四分之—或五分之―）之中心伸長轴延 伸之容器剖面之部分可沿中心伸長轴延伸以藉此界定内部 谷器空間之「最上部」或「最下部」分率體積。 如圖8a中所展示，可經組態以接納及加熱一木材束之微 波加熱器730包括一加熱器入口門738，其可視需要包括經 組態以允許將一木材束7〇2引入至一束接納空間739中之— 阻流器（未展示）。儘管圖解說明為直接接觸，但應理解， 束02亦了包括女置於板之間的一或多個間隔件或「黏附 物」°在一項實施例（未展示）中，微波加熱器730亦可包括 定位於微波加熱器730之與加熱器入口門738相對之端上之 一選用加熱器出口門739。當微波加熱器73〇包括一單獨加 熱器出口門739時，束7〇2可視需要經由入口門738裝载、 穿過微波加熱器730並經由出口門739卸載，而非透過加熱 器入口門738裝載及卸載。在此實施例中提及「入口」及 「出口」門並非限制性的，且束7〇2可視需要經由門739裝 載、穿過微波加熱器730並經由門738卸載。此外，在另一 實施例中’當（舉例而言）不存在選用出口門739時，束7〇2 160980.doc •50· 201240528 可既自入口門738裝載（插入）又自入口門738卸載（移除）。 在一項實施例中，經伸長之波導發射器76〇可定位於微波 加熱器730中f質上在束7〇2下面（未展示）或上面以使得當 束702通仃至加熱器73〇之内部中、自加熱器73〇之内部通 行出及/或穿過加熱器730之内部時，不必移動、移除、撤 回或以其他方式重新定位經伸長之發射器。 現參考圖8b，提供經伸長之波導發射器76〇之一局部詳 細等轴視圖。在-項實施例中，經伸長之波導發射器76〇 可係實質上中空的且包括一或多個側壁。該一或多個側壁 可以各種各樣之方式組態以使得經伸長之波導發射器76〇 可具有各種各樣之剖面形狀。舉例而言’在一項實施例 中，經伸長之波導發射器760可具有界定一實質上圓形或 橢圓形剖面形狀之一單個側壁。在另一實施例中，如圖8b 中所展示，經伸長之波導發射器76〇可包括四個實質上平 面之側壁764a至764d，其經配置以將一大體矩形橫向（或 在另一貫施例中，正方形）剖面組態賦予發射器76()。經伸 長之波導發射器760可經組態以按任一適合模式（包含TE^ 及/或TMafc模式）傳播及/或發射微波能，如先前詳細論述。 根據一項實施例，經伸長之波導發射器76〇可包括一經伸 長之TExy發射器，且在一項實施例中，可實施有市售之矩 形波導大小，諸如WR284、WR430或WR340。經伸長之波 導發射器760之特定尺寸可係任何適合尺寸，且在一項實 施例中，可係定製製作的。 如圖8b中所圖解說明，經伸長之波導發射器76〇之一或 I60980.doc -51· 201240528 多個側壁可界W於將微波能排放或發射至微波加孰器 730之内部中之複數個發射開口。儘管在圖朴中繪示為界 定具有帶有修圓端部之一大體矩形形狀之複數個經伸長之 槽767a至767e，但發射開口仙至阶可具有任—適人形 狀。經伸長之槽7673至76化中之每一者可界定—長度（在 圖8bt指定為「L」）及一寬度（在圖8b中指定為「w」）。 在-項實施例中’經伸長之槽7673至·之長度對寬度 (L:W)比率可係（舉例而言）至少2:1、至少3:1、至少々I或至 少5:1。另外，如圖肋中所展示，經伸長之槽7673至767^可 相對於水平面以各種角度定向。在-項實施例中，經伸長 之槽767a至767e可相對於水平面以（舉例而言）至少1〇。、至 少20 、至少30。及/或（舉例而言）不大於8〇。、不大於7〇。或 不大於60之一角度延伸。在一項實施例中，經伸長之槽 767a至767e中之每一者可具有相同形狀、大小及/或定向。 在一項實施例中，個別經伸長之槽7673至76〜之形狀、大 小及/或定向可不同。經伸長之槽乃乃至％〜之形狀、大小 及/或定向之改變可影響自經伸長之波導發射器76〇發射之 能量之分佈。儘管在圖8b中所圖解說明之實施例中展示為 未經覆蓋’但一或多個發射開口 767可實質上由毗鄰於發 射開口之一或多個覆蓋結構（未展示）覆蓋，該一或多個覆 蓋結構可操作以防止進出開口 767之流體之流動但允許自 其排放微波能。 如圖8b中所展示’發射開口 767a至767e可係至少部分地 或整體地由經伸長之波導發射器760之一或多個側壁764a 160980.doc -52- 201240528 至764d界定。在一項實施例t，發射開口 767a至767e之厚 度之至少50%、至少75%、至少85%或至少9〇%(舉例而言） 可由一或多個側壁764a至764d界定。根據圖8b中所圖解說 明之實施例’發射開口 767&至767e可至少部分地或整體地 由兩個實質上直立側壁764a、764c界定。如本文中所使 用’術語「實質上直立」意指在垂直面之3〇。内。在一項 貫施例中’經伸長之發射器760之側壁764a至764d可係相 對厚’而在其他一項實施例中，側壁76心至764d可係相對 薄。舉例而言’側壁764&至764d之平均厚度（在圖中指 定為可係至少1/32(0.03125)英吋 '至少1/8(0.125)英吋、 至少3/16(0.1875)英吋及/或（舉例而言）不大於1/2(〇 5)英 吋、不大於1/4(0.25)英吋、不大於3/16(0.1875)英吋或不大 於1/8(0.125)英吋。根據其中經伸長之波導發射器76〇之一 或多個側壁係相對薄之一項實施例，經伸長之波導發射器 760可以至少50%、至少75%、至少85%、至少9〇%或至少 95%之一微波發射效率將微波能發射至微波加熱器73〇之 内部中。如本文中所使用，術語「微波發射效率」可藉由 將以下方程式之結果轉換成一百分比來界定：（引入至發 射器中之總能量-自發射器之所有開口中排放之總能 量）+(引入至發射器中之總能量）》 發射開口 767a至767e可係根據任一適合組態或配置沿經 伸長之波導發射器760配置。在圖8b中所圖解說明之一項 實施例中’發射開口 767a至767e可包含安置於發射器76〇 之一個側上之一第一發射開口（例如，發射開口 767a ' 160980.doc -53· 201240528 767b)組及安置於經伸長之波導發射器760之另一大體相對 側上之一第二發射開口（例如，發射開口 767c至767e)組。 根據一項實施例，第一發射開口組及第二發射開口組可彼 此軸向交錯’以使得對應開口（例如，展示為發射對或開 口對780a之開口 767a、767c及展示為發射對或開口對78〇b 之開口 767b、767d)並非彼此轴向對準。儘管在圖gb中圖 解說明為僅具有兩個發射開口對780a、780b，但應理解， 可利用任意期望數目個發射開口對。 根據一項實施例，每一發射對780a、780b包含安置於經 伸長之波導發射器760之一個側上之一個發射開口（例如， 兩者皆安置於側壁764a上之對780a之開口 767a及對780b之 開口 767b)及安置於發射器760之相對側上之另一發射開口 (例如，在圖8b中兩者皆安置於側壁764c上之對780a之開 口 767c及對780b之開口 767d)。在一項實施例中，安置於 經伸長之波導發射器760之相對側上之開口 767a、767c及 開口 767b、767d可軸向對準，而在另一實施例中，相對隔 開之開口 767a、767c及開口 767b、767d可形成複數個「接 近相鄰者」對（例如，發射對780a、780b分別包括「接近 相鄰者」開口 767a、767c及開口 767b、767d)。在一項實 施例中’舉例而言’當使用偶數個發射開口時，一或多個 單端發射開口可係獨立的而不與任一其他開口形成一對。 在一項實施例中’獨立開口可係一端部開口，諸如圖8b中 所展示之端部開口 767e。 根據其中對78〇a、78〇b包括接近相鄰者開口對之一項實 I60980.doc -54· 201240528 施例，發射開口對780a、780b之發射開口 767a至767d中之 至少一者可經組態以抵消如由接近相鄰者對780a、780b之 其他發射開口 767a至767d中之一或多者產生之反射回至波 導760之内部空間中之微波能之至少一部分。舉例而言， 由對780a之開口 767a所致之微波能反射可至少部分地、實 質上或幾乎整體地藉由對780a之另一開口 767b之組態而抵 消。以一類似方式，由對780b之開口 767c所致之微波能反 射可至少部分地、實質上或幾乎整體地藉由對78〇b之另一 開口 767d之组態而抵消。 此外’在一項實施例中，當發射開口 767a至767d配置成 接近相鄰者對時，自開口對780a、780b之發射開口 767a至 767d中之每一者傳送至微波加熱器730之内部中之能量之 總量可等於引入至發射器760中之微波能之總量之一分 率。舉例而言’在其中發射器包括N對發射開口及一單端 開口之一項實施例中’自每一發射開口對（及/或未配對開 口或單端開口）發射之微波能之分率可由以下公式表達： 1/(N+1) »因此，根據圖8b中所圖解說明之一項實施例（其 中N=2) ’由對780a、780b中之每一者發射之能量之總量可 等於引入至經伸長之波導發射器760中之總能量之1/(2+1) 或1/3。類似地’在此實施例中，自一未配對發射開口（例 如’圖8b中之單端開口 767e)發射之能量可由公式1/(N+1) 表達。因此’在圖8b中所展示之實施例中，發射開口 767e 亦可發射引入至經伸長之波導發射器760中之總能量之大 致 1/3。 160980.doc •55- 201240528 在圖9a至9h中提供一微波加熱系統82〇之另一實施例。 如圖9a中所展示’微波加熱系統82〇包括一微波加熱器820 及可操作以將微波能自一微波產生器（未展示）輸送至加熱 器820之一微波分佈系統840 »在一項實施例中，微波加熱 系統820亦可包括用於將微波加熱器83〇中之壓力減小至低 於大氣壓之一真空系統（未展示）。如圖％中所展示，微波 加熱器830可包含用於將一木材束（或其他負載）引入至加熱 器830之内部中之一加熱器入口門838。視需要，微波加熱 器830可包括安置於加熱器830之與加熱器入口門838大體 相對之端上之一加熱器出口門（圖9a中未展示）。另外，微 波加熱器830可包括位於沿微波加熱器830之一或多個外部 側壁831之各種位置處之複數個經隔開之發射開口（諸如， 在圖9a中圖解說明為84la、841b之彼等發射開口）。發射 開口 841a、84lb可操作以容納微波分佈系統84〇之一或多 個組件’藉此促進至微波加熱器8 3 〇中之微波能之傳輸。 現將關於圖9b至9h更詳細地論述關於微波分佈系統84〇之 額外細節。 翻至圖9b，提供微波加熱器83〇之一俯視局部剖視圖， 其特定而言圖解說明直接或間接耦合至微波加熱器83〇之 相對側壁831a、831b之複數個微波發射器84牦至844(1。如 本文中所使用，術語「間接麵合」係指用以將一或多個發 射器至少部分地連接至容器之一或多個中間設備件。發射 器844a至844d可操作以經由一或多個開放出口料“至845d 將微波能發射至微波加熱器830之内部中，如圖9b中所展 160980.doc •56- 201240528 示。儘管在圖9b中圖解說明為包括四個發射器844a至 844d，但應理解，微波加熱器83〇可包括任意期望數目個 發射器。在一項實施例（未展示）中，微波加熱器83〇可包括 轴向定位至圖9b中之發射器844a、844b左側及/或定位至 發射器844c、844d右侧之兩個額外發射器。該等額外發射 器（未展示）可面向相同方向及/或不同方向。舉例而言，在 圖9b中所展示之一項實施例中，發射器84乜至844(}係展示 為面向相反方向。此外，在一項實施例（未展示）中，微波 加熱器830可包括以與圖9b中所圖解說明之發射器8443至 844d類似之一方式配置之四個額外發射器，如下文進一步 闡述。 微波發射器844可係根據任一適合組態沿微波加熱器 830、在微波加熱器830内或接近微波加熱器83〇定位。在 一項實施例中’微波發射器844可經組態以包括兩個發射 器對。該對内之個別發射器可位於微波加熱器830之大體 相同側上（例如，該對包括發射器8443及844d且另一對包 括發射器844b及844c)或位於微波加熱器830之大體相對側 上（例如，該對包括微波發射器844a及844b且另一對包括 844c及844d)。 如本文中所使用，術語r大體相對側」或「相對側」係 指兩個發射器經定位以使得其間所界定之徑向對準角介於 自至少90。至180。之範圍中。「徑向對準角（β)」係界定為在 自每一發射器之中心至容器之中心伸長軸所繪製之兩個直 線之間形成之角。舉例而言，圖9c展示其間界定一徑向對 160980.doc -57- 201240528 準角βι之例示性發射器845及846a。定位於一容器之大體 相對側上之兩個發射器之間的徑向對準角可係至少12〇。、 至少150°、至少165。及/或不大於180。或大致18〇。。在一項 實施例中’兩個發射器可定位於大體相對側壁上，如圖外 中大體繪示，而在另一實施例中，兩個相對安置之發射器 可定位於加熱器（未展示）之垂直頂部或底部處或在其附 近。 在其中一或多個發射器對包含位於一微波加熱器之大體 相對側上之個別發射器（例如，圖9b中之發射器844]?及 844a或發射器844c及844d)之一項實施例中，該等對内之 個別發射器亦可彼此轴向對準。如本文中所使用，術語 「軸向對準」係指兩個發射器在其間界定介於自〇。至45〇 之範圍中之一軸向對準角。如本文中所使用，「軸向對準 角」可係由在於每一發射器之中心之間繪製之最短直線 (其亦與容器之伸長軸交又）與垂直於伸長軸繪製之一線之 間形成之角界定》在圖9d中，轴向對準角α係在於例示性 發射器845與846之中心之間繪製之線85〇與垂直於伸長軸 835a之線852之間形成。在一項實施例中，轴向對準之發 射器可界定至少0°及/或（舉例而言）不大於3〇。或不大於15。 之一轴向對準角。 在另一實施例中，一對内之個別發射器可位於一微波加 熱器之大體相同側上。如本文中所使用，術語「大體相同 側」或「相同側」係指兩個發射器具有介於自至少或等於 0°至90。之範圍中之一徑向對準角β。圖9c中之例示性發射 160980.doc •58- 201240528 器845及846b位於微波加熱器之大體相同側上，此乃因其 門所界疋之徑向對準角（例如，D係不大於叩。。在一項實 施例中，戈'置於一微波加熱器之相同側上之兩個發射器可 界疋至乂〇及/或不大於60。、不大於30。及不大於15。或大 致〇。之一徑向對準角。 在其中一或多個發射器對包含位於一微波加熱器之大體 相同側上之個別發射器（例如，圖9b中之發射器844a及 844d或發射器84仆及844(：)之一項實施例中該等對内之 個別發射器亦可彼此軸向毗鄰。如本文中所使用，術語 「軸向毗鄰」係指兩個或兩個以上發射器定位於一微波加 熱器之相同側上以使得彼側上無其他發射器安置於軸向毗 鄰發射器之間。根據其中一微波分佈系統包括兩個或兩個 以上相對定位之微波發射器對之一項實施例來自第一對 之一個發射器係安置於與來自第二對之一個發射器大體相 同之侧上，藉此形成一軸向毗鄰發射器對。 如圖9b中所圖解說明’微波發射器84乜至844(1中之每一 者可界定用於將微波能發射至微波加熱器830之内部中之 一各別開放出口 845a至845d。開放出口可經定位以按任一 適合型樣或沿任一適合方向將能量發射至微波加熱器83〇 之内部中。舉例而言，在圖9b中所展示之一項實施例中， 軸向晚鄰發射器之開放出口（例如’發射器844a、844d之 出口 845a、845d及發射器 844b、844c之出口 845b、845c)可 經定向以沿實質上平行於該等發射器耦合至之外部側壁 (例如，發射器844a、844d之側壁83 la及發射器844b、844c 160980.doc • 59- 201240528 藉此沿彼大體方向排放 之側壁831b)之一方向面向彼此 微波能。如本文中所使用，術語「實質上 行面之1。。内。在-項實施例中，開放出口 845二 之至少-者可經定向以實質上平行於微波加熱器830之伸 長軸（在圖9b中指定為線835)來排放能量。根據一項實施 例 開放出 者可經定向而朝向加 口 845a至845d中之至少一 熱器830之一軸向中點。如本文中所使用，一容器之「軸 向中點」係由正交於伸長軸835且與伸長軸835之中點839 交叉之-平面界如圖9b中所展示。在—項實施例中， 開放出口 845a至845d中之每一者經定向而朝向加熱器83〇 之軸向中點以使得前側發射器844a、844b之開放出口 845a、845b實質上面向背側發射器844c、844d之開放出口 845c、845d ’如圖9b中所繪示。 根據一項實施例，在操作中，由一或多個微波產生器 (未展示）生產之微波能可經由波導842a至842d輸送至發射 器844a至844d，發射器844a至844d將能量發射至微波加熱 器830之内部中。儘管圖9b中未圖解說明，但可使用任意 數目或組態之微波產生器以生產供用於微波加熱系統82〇 中之微波能。在一項實施例中，可使用一單個產生器以經 由波導842a至842d及發射器844將能量供應至加熱器830， 而在另一實施例中，加熱系統820可包含兩個或兩個以上 產生器。根據另一實施例，可利用一或多個微波產生器之 一網路以使得實質上同時自微波發射器844a至844d中之至 少一者、至少兩者、至少三者或全部四者發射微波能。在 160980.doc -60· 201240528 一項實施例中，一或多個發射器84乜至844d可耦合至一單 產生器且可使用一或多個微波切換器在該等發射器當中 刀配來自該產生器之能量。在另一實施例中，發射器84铭 至844d中之一或多者可具有一單獨專用產生器，以使得將 由彼產生器生產之微波能之至少75%、至少9〇%或實質上 全。卩路由至一單個發射器。稍後關於圖丨1 &及丨丨b提供關於 微波產生ϋ、波導及發射H以及錢作之特定實施例之額 外細節。 由波導段842a至842d傳播之微波能可呈任一適合模式， 包含（舉例而言）一 TMflZ)模式及/或一 TE"模式，其中α、6、 X及少具有如先前所界定之值。在一項實施例中，波導段 8423至842(1各自包括ΤΕπ波導段，其中段料以及科。經組 態以穿透侧壁831 a且段842b及842c經組態以穿透側壁83 lb 並朝向伸長轴835徑向延伸至微波加熱器83〇之内部中，如 圖9b中所展示。 根據本發明之一項實施例，傳播通過波導段842a至842d 之微波能之模式可在被發射至微波加熱器83〇之内部中之 則（或與其同時）改變。舉例而言，在一項實施例中，由微 波產生器（圖9b中未展示）生產之ΤΕΧ>)模式能量可在穿過一 或多個模式轉換段（在圖9b中表示為模式轉換器85〇a至 850d)之後被發射至微波能中作為丁崖以模式能量。模式轉 換器可具有任一適合大小及形狀且可在微波分佈系統84〇 中使用任意適合數目個模式轉換器。在一項實施例十，一 或多個模式轉換器850a至850d可安置於微波加熱器83〇之 160980.doc •61 · 201240528 内部空間（體積）外側，而在另一實施例中，模式轉換器 850a至850d可部分地或整體地安置於微波加熱器830之内 部内。模式轉換器850a至850d可位於側壁831a、83 lb中或 附近，或（如圖9b中所圖解說明）可與微波加熱器830之外部 側壁831a、831b隔開。 根據其中模式轉換器850a至850d部分地或整體地安置於 加熱器830内之一項實施例，微波能可最初以一 TE”模式 進入微波加熱器，且隨後該能量之至少一部分可經轉換以 使得自發射器844a至844d發射至微波加熱器830之内部中 之能量之至少一部分可呈一 ΤΜα6模式。在一項實施例中， 波導段842a至842d可包括可操作以按一 ΤΕ”模式將微波能 自產生器傳輸至加熱器830之TE”波導段。在一項實施例 中，TEy波導段842a至842d之至少一部分可整合至發射器 844a至844d中，如圖9b中所繪示。當能量自波導段842a至 842d穿過模式轉換器850a至850d時，能量被轉換成一 ΤΜα6 模式。隨後，退出模式轉換器850a至850d之TMafc模式能量 可接著在經由T1VU開放出口 845a至845d排放至加熱器830 中之前穿過一各別TMai波導段843a至843d，在9b中圖解說 明為整體地安置於微波加熱器830之内部内且與其側壁833 隔開。 根據圖9e中所繪示之另一實施例，微波加熱系統820可 包括一或多個反射器890a至890d，其定位於開放出口 845 a 至845d附近且可操作以反射或散射自發射器844a至844d發 射至微波加熱器830中之微波能。在一項實施例中，該等 160980.doc -62- 201240528 反射器可係固定或靜止反射器，以使得在反射器之位置不 改變時反射或散射能量。在圖9e中所圖解說明之另一實施 例中，反射器890中之一或多者可係一可移動反射器，其 可操作以改變位置以將微波能反射或散射至微波加熱器 830中。圖9e令之每一可移動反射器890a至890d具有一各 別反射表面891a至891d用於反射或散射自微波發射器844a 至844 d發射之能量。如圖9e中所展示，每一反射表面可與 外部側壁831a、83 lb隔開且可經定位以使得發射器844a至 844d之各別發射開口 845a至845d中之一或多者面向其各別 反射表面891a至891d，反射表面89 la至89 Id又經定位以接 觸、引導或反射來自發射開口 845a至845d之微波能之至少 一部分。在一項實施例中，自微波發射器844&至844d發射 之微波能之至少一部分或實質上全部可至少部分地接觸各 別反射器表面89 la至89 Id且可至少部分地由其反射或散 射。在一項實施例中，反射表面891&至891(1中之一或多者 可經定向以面向實質上平行於外部側壁831a、831b之伸長 方向之一方向。 在一項貫施例中’反射器表面891a至891d可係實質上平 面的，而在其他實施例中，一或多個反射器表面891&至 891d可係非平面的。舉例而言，在一項實施例中一或多 個非平面反射器表面891a至891d可界定如由圖911中所繪示 之實施例所圖解說明之一曲率。反射器表面891&至891(1可 係平滑的或可具有一或多個凸狀體。如本文令所使用，術 語「凸狀體」係指一反射器之一區，其係可操作以自其散 I60980.doc -63- 201240528 射而非反射能量之表面。右_ ^在—項實施例中，一凸狀體可具 有一大體凸面形狀，如蕪 如#由圖9f及9g中所展示之凸狀體 893a、893b之實例所圖解却 "固斛說明。在另一實施例中，一凸狀 體可具有一大體凹面形狀，哞l，组μ ^ 〜狀堵如（舉例而言）一凹坑或其他 類似凹痕。 根據本發明之一項實施例，一或多個反射器89〇a至89〇d 可係可移動反射器。可移動反射器可係可操作以改變位置 之任何反射器《在一項實施例中，可移動反射器89〇a至 890b可係能夠以一指定型樣（諸如（舉例而言）一大體上下型 樣或圍繞一軸旋轉之一型樣）移動之振盪反射器。在一項 實％例中，可移動反射器可係可操作以按各種各樣之隨機 及/或無計劃移動中之任一者移動之可隨機移動反射器。 可移動反射器890a至890d可根據任一適合方法可移動地 輕合至微波加熱器830。舉例而言，在圖9i中所圖解說明 之一項實施例中，微波加熱器830可包括在加熱器830之内 部空間内之用於可移動反射器890之一反射器驅動器系統 (或致動器）899 »如圖9i中所展示，反射器驅動器系統899 可包括一或多個支撐臂892,其將反射器890可緊固地耦合 至一振盪轉軸893。為致使轉軸893旋轉且藉此以一進出型 樣移動反射器890(如由箭頭880大體指示），一馬達898可使 一輪896(—線性轉軸895可以一大體偏離中心之方式耦合 至其）轉動。如由箭頭881所指示，轉軸895可在輪896轉動 時以一大體上下方式移動，藉此致使一槓桿臂894繞樞轴 897旋轉轉軸893，>由箭頭882大體指示。因此，反射器 I60980.doc • 64· 201240528 890可如由箭頭880大體指示來移動且可操作以按至少部分 地藉由反射器890之移動而判定之一型樣來反射或散射自 微波反射器844之排放開口 845發射之微波能之至少一部 分。 - 在圖10&至10f中展示一微波加熱系統920之又一實施 例。如在圖10a之一項實施例中所圖解說明，一微波加熱 器930包括用於將一木材束902裝載至加熱器93〇之内部中 之一加熱器入口門938及用於自微波加熱器93〇移除束9〇2 之一加熱器出口門939。儘管在圖i〇a中圖解說明為包含單 獨之入口門938及出口門939，但應理解，在另一實施例中 微波加熱器930可僅包含用於自.微波加熱器930之内部裝載 木材束902及却載木材束902兩者之一單個門。在圖1〇3中 所展示之實施例中，加熱器入口門938及加熱器出口門939 可位於微波加熱器930之大體相對側上以使得束9〇2可經由 一輸送機構（諸如（舉例而言）一搬運車（未展示））大體穿過加 熱器930。另外，微波加熱系統920可包括用於控制加熱器 930中之壓力之一選用真空系統（未展示）。 如圖10a中所展示，微波加熱系統920可包含一微波分佈 系統940 ’該微波分佈系統包括界定於微波加熱器930之一 外部側壁931中之複數個經隔開之發射開口 94la至94Id。 每一發射開口 941可操作以接納用於將能量發射至微波加熱 器930之内部中之一微波發射器（未展示）。微波發射器可至 少部分地或整體地安置於微波加熱器930之内部内。稍後將 更詳細地論述一或多個類型之微波發射器之特定實施例。 160980.doc -65- 201240528 根據一項實施例’由一微波產生器（未展示）生產之微波 能可在穿過外部ΤΕ^至TMafc模式轉換器950a至950d(其將 穿過其之能量轉換成一 模式）之前以一 模式傳輸 通過波導段942a至942d。所得丁厘“模式微波能可接著經由 各別波導段942e至942h退出模式轉換器950a至950d，如圓 l〇a中所圖解說明。此後，TMafc波導段料“至料㉛中之微 波能之至少一部分可在經由ΤΜαΛ波導段942丨至9421進入微 波加熱器930之前穿過各別阻障總成97〇a至970d。如本文 中所使用，術語「阻障總成」可係指可操作以流體地隔離 微波加熱器與一外部環境而仍准許微波能穿過其之任一裝 置。舉例而言’在圖1 〇a中所展示之一項實施例中，各別 阻障總成97〇3至97〇d可各自包括至少一個密封窗構件π。 至972d ’其可係微波能可透過的，但提供每一上游942e至 942h ΤΜαέι波導段與下游9421至9421 TMaA波導段中之每一 者之間的一期望程度流體隔離。如本文中所使用，術語 「密封窗構件」係指以如下之一方式組態之一窗構件：其 將提供窗構件之任一側上之兩個空間之間的充分流體隔離 以允許跨越此窗構件維持一壓力差。現將關於圖i〇b論述 關於阻障總成97〇3至970d之特定實施例之額外細節。 根據本發明之一項實施例組態之阻障總成甚至在高能量 通量及/或低操作壓力下亦最小化或消除發弧。根據本發 明之一項實施例’每一阻障總成97(^至97〇d可准許能量以 至>、5 kW、至少3〇 kW、至少50 kW、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kw、至少1〇〇 kw、至少15〇請、至少· 160980.doc • 66- 201240528 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1，000 kW及/或不大 於2,500 kW、不大於1,500 kW或不大於1，000 kW之一速率 穿過其各別窗構件972a至972d，而微波加熱器930中之壓 力可係不大於550托、不大於450托、不大於350托、不大 於250托、不大於200托、不大於150托、不大於100托或不 大於75托。在一項實施例中，微波加熱器中之壓力可係不 大於10毫托、不大於5毫托、不大於2毫托、不大於1毫 托、不大於0.5毫托或不大於0.1毫托。在一項實施例中， 穿過阻障總成970a至970d之微波能可經引入以使得磁場維 持低於發弧之臨限值以藉此防止或最小化阻障總成970a至 970d中之發弧。 現翻至圖10b，提供一阻障總成970之一軸向剖面圖。阻 障總成970包括安置於一阻障殼體973内之一第一密封窗構 件972a及一選用第二密封窗構件972b。當存在時，第二密 封窗構件972b可操作以與第一密封窗構件972a協作以提供 上游（例如，入口）ΤΜαδ波導段975a與下游（例如，出 口）TMai波導段975b之間的一期望位準之流體隔離同時准 許微波能之至少一部分自第一TMa6波導段975a通行至第二 ΤΜα6波導段975b。根據一項實施例，第一ΤΜα6波導段975a 及第二TMfl6波導段975b可具有圓形圓柱形剖面。在一項實 施例中，波導段975a、975b可係其中可安置有阻障總成 970之一單個連續波導之兩個端，而在另一實施例中，波 導段可係適合地緊固或耦合至阻障總成970之任一側之兩 160980.doc -67- 201240528 個單獨波導部分或組件。 如圖i〇b中所展示，阻障殼體973可包括一第一或入口區 段973a、一選用第二或中間區段973b及第三或出口區段 973c，其中第一密封窗構件972a安置於第一區段973&與第 一區段937b之間且第二密封窗構件972b安置於第二區段 973b與第二區段937c之間。根據一項實施例，第一段 973a、第二段9371)及第三段937c中之每一者之壓力可係不 同的。舉例而言，在一項實施例中，第一段973a之壓力可 大於第二段973b之壓力，第二段973b之壓力可大於第三段 973c之壓力。阻障殼體973之第一段973a、第二段937b及 第三段937c中之每一者可藉由諸如（舉例而言）螺釘、螺栓 及諸如此類之任一適合緊固裝置（未展示）固持在一起。此 外’阻障總成970a至970d亦可包括變更微波輕射之阻抗之 一或多個阻抗變換器。一實例圖解說明為在圖丨〇b中所展 示之實施例中之阻抗變換直徑臺階式改變974a、947b，其 用於最大化自微波產生器（未展示）至微波加熱器（未展示） 中之負載之能量傳送。在一項實施例中，阻抗變換直徑臺 階式改變974a ' 947b可位於密封窗構件972a、972b中之至 少一者附近’而在另一實施例中，臺階式改變974a、947b 可位於入口 波導975a及/或出口 ΤΜα6波導975b附近或 至少部分地由入口 TMafc波導975a及/或出口 TM&波導975b 界定。 如圖10a及10b中所圖解說明，密封窗構件972a、972b可 包括一或多個盤。每一盤可由具有一適合程度之耐蚀性、 160980.doc • 68 · 201240528 強度、流體不透過性及微波能透過性之任何材料建構。適 合材料之實例可包含（但不限於）氧化鋁、氧化鎂二氧化 矽、氧化鈹、氮化硼、富鋁紅柱石及/或聚合物（諸如’ 鐵氟龍（TEFLON))。根據一項實施例，盤之損耗正切可 係不大於2χ1〇·4、不大於ιχ10-4、不大於7 5χ1〇.5或不大於 5xl〇-5。 該等盤可具有任一適合剖面。在一項實施例中，盤可具 有與鄰接波導975a、975b之剖面相容之一剖面。在一項實 施例中，該等盤可具有一實質上圓形剖面且可具有等於穿 過阻障總成970之微波能之主要波長之長度之至少1 /8、至 少1/4、至少1/2及/或不大於1、不大於3/4或不大於1/2之一 厚度（在圖10b中指定為「X」）。該等盤之直徑可係一或多 個鄰接波導975a、975b之直徑之至少5〇%、至少6〇%、至 少75%、至少90%及/或不大於95%、不大於85%、不大於 70%或不大於60%。 密封窗構件972a至972d之每一盤可以任一適合方式可操 作地耦合至各別阻障總成970a至970d。在一項實施例中， 密封窗構件972a至972d中之每一者可包括撓性地耦合至阻 障殼體973及/或密封窗構件972 a、97 2b之一或多個密封裝 置。如本文中所使用’術語「撓性地耦合」意指經緊固、 附接或以其他方式配置以使得該等構件在不直接接觸一或 多個剛性結構之情況下固持在適當位置。舉例而言，在圖 l〇b中所展示之一項實施例中，阻障總成970可包括複數個 彈性環982a、982b及984a、984b，其壓縮在阻障殼體973 160980.doc •69- 201240528 之各種段973a至973c之間且可操作以將密封窗構件 972a、 972b撓性地耦合至阻障殼體973中。 根據一項實施例，每一各別上游彈性環982a、982b及下 游彈性環984a、984b可操作以充分地防止或限制阻障總成 970之第一區段973a與第二區段973b及/或第二區段973b與 第三區段973c之間的流體流動。舉例而言，當經受根據使 用一 Varian型號第938_41號偵測器之由〜⑶⑽ TeChn〇1〇gy發佈之標題為「HeHum Techniques」之文件中闡述之標題為「Spraying。州叫」 之程序B1之一氦洩漏測試時，密封窗構件972a至”^及/ 或阻障總成970a至970d之流體洩漏率可係不大於1〇_2托升/ 秒、不大於ΙΟ·4托升/秒或不大於1〇-8托升/秒。另外，密封 ®構件972a、972b中之每—者可個別地可操作以維持或承 受跨越密封窗構件972a、972b及/或阻障總成97〇之一壓力 差而不破裂、裂開、毀壞或以其他方式出故障，該壓力差 在數量上係諸如至少0.25 atm、至少〇5 _、至少Ο” atm、至少0.90 atm、至少1 _或至少丨5⑽等。 現翻至圖U)c,提供一剖面微波加熱系統92〇。圖⑽中 所繪示之微波加熱系統包含一微波分佈系統94〇，其包括 安置於一微波加熱器930之大體相對側上之至少一個微波 發射器對（例如’發射器池及難）。儘管在圖心中展示 為包含-單個發射器對，但應理解，微波分佈系統94〇可 進-步包括-或多個額外的經類似（或稍微不同）組態之微 波發刪，其在某些實施例中使一個發射器來自安置於 160980.doc • 70- 201240528 微波加熱器930之大體相對側上之每一對。進一步地，在 另一實施例（圖l〇c中未展示）中，微波分佈系統94〇可包括 定位於微波加熱器9 3 〇之大體相同側上之兩個或兩個以上 垂直隔開微波發射器列。在一項實施例中，微波加熱器 930之每一側可包含兩個或兩個以上垂直隔開發射器列， 以使得來自每一相對安置對之一個發射器可位於比來自另 相對女置對之一個發射器高之一垂直高度處。舉例而 言’在一項實施例中，發射器944a及/或944h可定位於比 圖10c中所繪示稍微高之一垂直高度處，且另一發射器對 可經疋位以使得兩個發射器中之一者將定位於微波加熱器 930之相同側上但在比發射器944a大體較低之一垂直高度 處’且另一發射器將定位於微波加熱器930之相同側上但 在比發射器944h大體較低之一垂直高度處。此外，儘管展 示為分裂發射器944a、944h ’但在一項實施例中，該等垂 直隔開之發射器可係本文中所闡述之任一類型（或任一類 型組合）之微波發射器。 如圖10c中所展示’微波分佈系統940包括輕合至至少一 個微波發射器944a、944h對之複數個波導段942。舉例而 言’如圖10c中之實施例中所展示，發射器94421可耦合至 波導段942a、942e及942i，而發射器944h可耦合至波導段 942x、942y及942z，其可操作以將微波能自一或多個微波 產生器（圖10c中未展示）遞送至微波加熱器930之内部。在 一項實施例中’微波分佈系統940可包含耦合至波導段942 中之一或多者之一或多個模式轉換器947a至947d，如圖 I60980.doc •71 · 201240528 l〇c中所展示。根據一項實施例，模式轉換器947a至947d 可操作以將穿過其之微波能之傳輸模式自—TE”模式改變 成一 ΤΜβ6模式（亦即，一 TE^至ΤΜβ6模式轉換器）或自一 模式改變成一 ΤΕ"模式(亦即，一 ΤΜ心至％模式轉 換器）。舉例而言，如圖…中所展示，模式轉換器947&及 947c可各自可操作以在傳輸通過波導942a及942χ之微波能 通行至波導942e及942y中時將該微波能自一ΤΕ^模式轉換 成一 TMei(模式。如先前所論述，α、6、X及少之值可相同或 不同且可具有上文所提供之值。視需要，模式轉換器947b 及947d可操作以將傳輸通過波導942e及942i之微波能以及 傳輸通過942y及942z之能量自一 ΤΜβΑ模式轉換成一 丁£叮模 式。 進一步地’在圖l〇c中所圖解說明之一項實施例中，模 式轉換器947a至947d中之至少一者可包括一模式轉換器分 裂器’其可操作以既改變穿過其之微波能之模式又將其分 裂成兩個或兩個以上單獨微波能流以供排放至微波加熱器 之内部空間中。根據一項實施例，第二模式轉換器947b及 947d可各自包括至少部分地安置於微波加熱器93〇之内部 内之模式轉換分裂器。在另一實施例中，第二模式轉換分 裂器947b及947d可整體地安置於微波加熱器930之内部内 且可各自分別係一分裂發射器944a及944h之一部分，如圖 10c中所圖解說明。稍後將論述關於分裂發射器944a、 944h之額外細節。 根據本發明之其中微波分佈系統940在一或多個波導段 160980.doc •72· 201240528 中包括兩個或兩個以上模式轉換器之一項實施例，第—模 式轉換器與第二模式轉換器之間的總電ϋ味㈣μ 包含任一阻障總成（若存在）之電長度）可等於係穿過其之微 波能之競爭模式之非整數個半波長之一值。如本文中所使 用，術語「電長度」係指微波能之電傳輸路徑，表達為八 -既定路徑傳播所需要之微波能之波長之數目。在其中； 體傳輸路徑包含-或多個不同類型之傳輸媒體（其具有兩 ㈣兩個以上不同介電常數）之一項實施例中，傳輸路徑 之實體長度可短於電長度。因此’電長度取決於若干個因 素，包含（舉例而言）微波能之特定波長、一或多個傳輸媒 體之厚度及類型（例如，介電常數）。 根據一項實施例，第一模式轉換器947a、947c與第二模 式轉換器947b、947d之間的總電長度（延伸穿過且包含 TMai(阻障總成970a、97〇h之總電長度）可等於微波能之競 爭模式之非整數個半波長。如本文中所使用，術語「非= 數」係指並非一整數之任一數目。接著，一非整數半波長 可對應於》乘λ/2之-距離，#中„係任—非整數。舉例而 言，數字「2」係一整數，而數字「2.〇5」係—非整數。 因此，對應於2.05之一電長度乘以微波能之競爭模式之半 波長將係彼競爭模式之非整數個半波長。 如本文中所使用，術語「微波能之競爭模式」係指除打 算用於沿一既定路徑傳播之微波能之期望或目標模式以外 之沿彼路徑傳播之微波能之任一模式。競爭模式可包含一 單個最流行模式（亦即，主要競爭模式）或複數個不同的不 160980.doc -73· 201240528 流行競爭模式。當存在多個競爭模式時，第一模式轉換器 與第二模式轉換器之間的總電長度（延伸穿過且包含任_ 阻障總成（若存在）之電長度）可等於係該多個競爭模式中之 至少一者之非整數個半波長之一值，且在一項實施例中可 等於係主要競爭模式之非整數個半波長之一值。 舉例而έ，在圖1 〇c中所繪示之一項實施例中，第一模 式轉換器947a、947c包括TMu模式轉換器，其可操作以將 各別波導段942a及942d中之微波能之至少一部分自一 TE 模式轉換成波導段942b及942e中之一 ΤΜαΑ模式。然而，實^ 際上，該微波能之至少一部分可轉換成除所期望模式以外 之一模式。除期望模式以外之任一模式通常在本文中稱為 微波能之「競爭模式」。在本發明之其中微波能之期望模 式係一 TMw模式之一項實施例中，微波能之競爭模式可係 一 TEm”模式，其中72係1且W係在1與5之間的一整數。因 此，在一項實施例中，第一模式轉換器947a與第二模式轉 換器947b之間的tMm波導942e及942i之總電長度（延伸穿 過且包含阻障總成970a之電長度）可等於TE^模式之非整 數個半波長，其中《係1且w係在丨與5之間的一整數。在另 一實施例中，m可係2或3 〇 在一項實施例中，選擇波導段942、模式轉換器947a至 947d及/或阻障總成970a、970h之實體長度及性質可最小 化阻障總成970a、970h内之能量聚集。舉例而言，根據一 項實施例，當至少5 kW '至少3〇 kW、至少50 kW、至少 60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少1〇〇 kW、至少150 160980.doc -74· 201240528 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l，〇〇〇 kW及/或不大於2,500 kW、不大於1，500 kW或不大於l，0〇〇 kW之能量可穿過阻障總成97〇a、97〇h時，阻障總成 970a、970h内之至少一個密封窗構件（圖1〇£；中未展示）之至 少一部分之溫度可改變不大於l〇°C '不大於5°C、不大於 2C或不大於1C。在另一實施例中，如上文所闡述，跨越 該至少一個密封窗構件之壓力差及/或微波加熱器930内之 壓力可維持有類似結果。 根據圖10c中所圖解說明之一項實施例，位於微波加熱 器930之大體相對側上且至少部分地安置於微波加熱器"ο 之内部内之個別微波發射器944a、944h中之至少一者可包 括一分裂反射器，其界定用於將微波能發射至微波加熱器 930之内部中之至少兩個排放開口。儘管在圖1以中圖解說 為包括一單個發射器對（例如，一第一分裂發射器944a及 一第二分裂發射器944h)，但應理解，微波加熱器93〇可包 括任意適合數目個發射器或發射器對，如本文中所闡述。 圖10d中繪示一分裂發射器944之一項實施例。分裂發射 器944可包括用於接收微波能之一單個入口或開口％1，及 用於自其發射微波能之一單個（未展示）或兩個或兩個以上 排放開口或出口 945a、945b。在一項實施例中，一單個分 裂發射β之微波能入口對排放出口之比率可係1 , 1、至少 1:2、至少1:3或至少1:4。根據一項實施例，引入至入口 951中之微波能之模式可與經由排放開口 945a、945b發射 160980.doc -75· 201240528 之微波月匕之模式相同，而在另一實施例中，該等模式可係 不同的。舉例而言，在其中分裂發射器944包括一模式轉 換刀裂器949之-項實施例中，引入至一微波加熱器之一 第一侧壁之一單個入口中之微波能可經歷一模式轉換並被 劃分成至少兩個單獨微波能部分，其可隨後視需要以一不 同模式發射至力σ熱器之内部中。舉例而言，在圖^ ^中所 展不之項實施例中，分裂發射器944可包括一 TMai)波導 段942、一個或兩個或兩個以上TE”波導段943a、943b及 安置於其間的一 TM^至TE^模式轉換分裂器949。在操作 中，經由波導段942引入之呈一 TM“模式之微波能在以一 個或兩個或兩個以上單獨微波能分率自波導943a、料孙之 各別出口 945a、945b以一TExj;模式同時或幾乎同時排放之 前穿過模式轉換分裂器949。 當發射器944包括一單個排放開口時，模式轉換分裂器 949可僅係用於改變穿過其之微波能之模式之一模式轉換 器949(並非一分裂器）。舉例而言，在其中發射器944包括 一單個排放開口（圖l〇d中未展示）之一項實施例中，發射器 944可包括-單個TMfl6波導段、一單個TE”波導段及安置 於其間的一 TM&至ΤΕ〇模式轉換器949。該模式轉換器可 位於微波加熱器外側、部分地位於微波加熱器之内側或完 全地位於微波加熱器之内側。在操作中，經由入口波導段 引入之呈一 TMafc模式之微波能可在以一 ΤΕ〇模式排放之前 穿過模式轉換器949。單個開口發射器之排放開口可以相 對於水平面之任一適合角度定向或可實質上平行於水平 160980.doc •76· 201240528 面。在-項實施例中，自單個開口發射器排玫之能量可經 定向而與水平面成至少2〇。、至少30。、至少45。或至少60。 及/或不大於1〇〇。、不大於9〇。或不大於8〇。之一角。 δ存在多個排玫開口時，分裂發射器944之排放開口 945a、945b中之每一者可經彼此定向以使得自其排放之微 波能之路徑界定一相對排放角Θ，如圖1〇d中所展示。在一 項貫把例中，微波能排放開口 945a、945b之路徑之間的相 對排放角可係至少5。、至少15。、至少3〇。、至少45。、至少 60°、至少90。、至少115。、至少135。、至少14〇。及/或不大 於、不大於170。、不大於165。、不大於160。、不大於 140°、不大於120。、不大於100。或不大於90。^在一項實施 例中’排放開口 945a、945b之定向亦可相對於自其排放之 微波能之路徑相對於TMfli波導段942之延伸轴948之定向來 闡述。在一項實施例中，排放開口 945a、945b中之每一者 可經組態以與TM&波導段942之延伸軸948成各別第一及第 二排放角（φ!及φ2)地排放微波能。在一項實施例中，φι及 q>2可係大致相等，如圖I0d中大體繪示，或在另一實施例 中’該兩個角中之一者可大於另一者。在各種實施例中， φ 1及/或φ2可係至少5。、至少10。、至少1 5。、至少30。、至 少35°、至少55。、至少65。、至少70。及/或不大於110。'不 大於100°、不大於95。、不大於80°、不大於70。、不大於 60°或不大於40°。 在一項實施例中，分裂發射器944可係一垂直定向之分 裂發射器，此發射器944包括經組態以與水平面成一向上 160980.doc •77- 201240528 角地發射微波能之至少一個向上定向之排放開口（例如， 945a)及經組態以與水平面成一向下角地發射微波能之至 少一個向下定向之排放開口（例如，945b)。儘管在圖l〇c中 繪示為包括經組態而以相對於水平面之角度排放能量之垂 直定向分裂發射器944a、944h ’但在另一實施例中，微波 加熱器930之分裂發射器944a、944h中之一或多者可係水 平定向，以使得已使如上文所闡述之分裂發射器旋轉 90°。在另一實施例中’可使—或多個分裂發射器944&、 944h旋轉〇。與90。之間的一角度。在一項實施例（未展示） 中’一微波加熱器可包含位於加熱器之一個側上之兩個或 兩個以上垂直隔開之水平定向分裂發射器列及在同一加熱 器之另一大體相對側上之兩個或兩個以上垂直隔開之水平 疋向分裂發射器列。根據此實施例，垂直隔開之發射器列 可包括單個開口發射器、水平定向分裂發射器、垂直定向 分裂發射器或其任一組合。 在圖10c中所展示之一項實施例中，微波加熱器“ο可包 括一或多個（或至少兩個）可移動反射器99〇&至99〇d，其定 位於微波加熱器930内之各種位置處且經組態以光柵化自 一或多個微波發射器944a、944h之一或多個排放開口 945a 至945d發射至微波加熱器93〇之内部中之微波能。反射器 990a至990d可具有任一適合組態，諸如（舉例而言）包含先 前關於圖9f至9h所闡述之特徵中之一或多者之組態。進一 步地’儘管大體圖解說明為包括四個可移動反射器99〇&至 990d ’但應理解’微波加熱器“ο可包括任意適合數目個 160980.doc -78· 201240528 可移動反射器。在一項實施例中，包括”個分裂發射器之 一微波加熱器可包括至少2«個可移動反射器。在另一實施 例中，一微波加熱器可採用總共四個可移動反射器，其各 自界疋實質上沿微波加熱器930之長度延伸之一反射器表 面’以使得兩個或兩個以上軸向毗鄰發射器「共用」一或 多個反射器或反射表面。 不管所採用之反射器之具體數目如何，每一反射器99〇a 至990d皆可操作以光柵化經由排放開口 ^^至945d退出發 射器944a、944h至微波加熱器930中之微波能之至少一部 分，以藉此加熱及/或乾燥束或其他物件、物品或負載之 至少一部分。如本文中所使用，術語「光柵化」意指將能 里引導、投射或聚集於某一區域上。與習用反射或散射能 量相比，光柵化能量涉及一較大程度之有意引導或聚集， 此可藉由利用微波能之準光學性質來達成。與習用手段相 比，光柵化不包含靜止反射表面或習用模式攪拌裝置（諸 如，風扇）之使用。在一項實施例中，微波加熱器可包括 複數個分裂發射器對（例如，兩個或兩個以上發射器對）， 其中每一對包括具有實質上類似組態之兩個發射器（如上 文所闡述）。在一項·實施例中，每一對之一個發射器可定 位於微波加熱器之大體相對側上或相同側上，如先前關於 圖9c及9d詳細論述。根據一項實施例，一或多個可移動反 射器990a至990d可定位於（及/或經定位以面向）微波發射器 944中之每一者之一或多個排放開口附近。在其中第一發 射器944a及第二發射器944h各自包括界定各別向上定向之 160980.doc -79- 201240528 排放開口 945a及945c以及各別向下定向之排放開口 945b及 945d之分裂微波發射器之一項實施例中，至少一個可移動 反射器可定位於排放開口 945a至945d中之一或多者附近以 光柵化自分裂發射器944a、944h排放至微波加熱器930之 内部中之微波能之至少一部分（例如，兩個或兩個以上單 獨TE^模式微波部分）。在圖10c中所圖解說明之一項實施 例中，微波加熱器930可包括至少四個可移動反射器，其 各自界定一各別反射表面且定位於分裂發射器944a、944h 之各別排放開口 945a至945d附近。如圖10c中所圖解說 明，可移動反射器990a至990d可位於微波加熱器930之底 部左象限（例如，反射器990a)、頂部左象限（例如，反射器 990b)、頂部右象限（例如，反射器990c)及底部右象限（例 如，反射器990d)中。當發射器944a、944h係水平定向之 分裂發射器或單個開口發射器時，亦可存在反射器990a至 990d中之兩者或兩者以上，如先前詳細闡述。 可移動反射器990a至990d可組態成兩個垂直隔開之對 (例如，反射器990a與反射器990b配對且反射器990c與反 射器990d配對）及/或組態成兩個水平隔開之對（例如，反射 器990b與反射器990c成對且反射器990a與反射器990d成 對）。如圖10c中所圖解說明，垂直隔開之反射器對（例如， 反射器對990a、990b以及990c、990d)可定位於分裂發射 器944a、944h附近以使得一個可移動反射器定位於發射器 944a、944h之排放開口 945a至945d中之每一者附近（例 如，排放開口 945a至945d面向各別可移動反射器990a至 160980.doc •80· 201240528 990d)。如圖10c中所繪示，可移動反射器990b及990c可定 位於比各別可移動反射器990a及990d高之一垂直高度處， 以使得分裂發射器944a、944h可垂直定位於垂直隔開之反 射器對之間（例如，發射器944a垂直定位於垂直隔開之反 射器990a、990b對之間且發射器944h垂直定位於垂直隔開 之反射器990c、990d對之間）。在一項實施例中，可移動 反射器990經定位以使得反射器表面991面向其對應微波發 射器（未展示）之一開放出口。在另一實施例中，一或多個 可移動反射器990a至990d可經定位而與微波加熱器930之 中心伸長軸對準或經定位以面向微波加熱器930之中心伸 長轴（圖10c中未展示）。 可移動反射器990a至990d可直接或間接耦合至一微波加 熱器之一或多個側壁且可以任一適合方式移動或致動。反 射器990a至990d中之一或多者可沿一經預程式化（經計劃） 之路徑移動’或可致使一或多者以一隨機或不重複型樣移 動。當存在多個反射器990a至990d時，在一項實施例中， 兩個或兩個以上反射器990a至990d可具有相同或類似移動 型樣’而在相同或另一實施例中，兩個或兩個以上反射器 990a至990d可具有不同移動型樣。根據一項實施例，反射 器990a至990d中之至少一者可以一大體弧形路徑移動且可 以某一速度及/或滯留時間穿過總路徑之各種段或「區」。 區之大小及數目以及反射器移動通過每一區之速度或每_ 區中之反射器滯留時間取決於各種各樣之因素，諸如（舉 例而言）束之大小及類型、木材之類型以及初始及最後一 160980.doc -81 · 201240528 束之初步及期望特性。 在一項實施例中，可根據本文中所闡述之一或多個實施 例個別地驅動或致動反射器990a至990d中之每一者，而在 另一實施例中’兩個或兩個以上反射器可連接至一共同驅 動機構（例如’欲同時致動之旋轉轉軸）。圖1 〇e中展示用於 使用一致動器960移動一反射器990之一驅動機構之一個實 例。致動器960可係一線性致動器，其具有耦合至微波加 熱器之一側壁93 3之一固定部分961及連接至一可移動反射 器990之一可延伸部分963。根據圖l〇e中所圖解說明之一 項實施例，固定部分961之至少一部分可延伸通過外部側 壁933並到達一伸縮囊結構964中，藉此將致動器960密封 地耦合至側壁933。在一項實施例中，伸縮囊結構964可操 作以減小、最小化或幾乎防止進出其中致動器96〇延伸通 過側壁933之位置之流體流動。如圖i〇e中所展示，可移動 反射器990進一步包括以樞軸方式耦合至微波加熱器之側 壁933之一支撐臂980。如本文中所使用，術語「以枢軸方 式搞合」係指兩個或兩個以上物件經附接、緊固或以其他 方式相關聯以使得該等物件中之至少一者可大體圍繞一固 定點移動或樞轉。在操作中，一驅動器97〇使線性致動器 960之可延伸部分963以一進出類型運動移動，如由箭頭 971所指不。線性致動器96〇之可延伸部分963允許可移動 反射器990以一大體弧形型樣移動，如由箭頭973所指示。 可以任適合方式控制驅動器970，包含（舉例而言）使用一 或多個可程式化自動控制系統（未展示）。 160980.doc •82· 201240528 根據本發明之一項實施例’最小化界定於一微波加熱器 之内部内之未佔用、無阻礙或開放體積之量可係有優勢 的。如本文中所使用，術語「總開放體積」係指當未將一 木材束女置於谷器中時不被實體阻礙物佔用之在容器内部 内之空間之總體積。在本發明之一項實施例中，木材束之 總體積（包含個別木材件之間的空間）對微波加熱器之總開 放體積之比率可係至少〇.2〇、至少0.25、至少〇.30、至少 〇·35。在上述實施例中之某些實施例中，該比率亦係不大 於0.75、不大於〇.7〇或不大於0.65。 在一項實施例中’微波加熱器可界定用於接納一木材束 之一無阻礙束接納空間。該無阻礙束接納空間亦可經組態 以接收經發射以加熱及/或乾燥其中之一或多個物件（或束） 之微波能之至少一部分。微波加熱器93〇之無阻礙束接納 空間在圖10c中指示為951 »如本文中所使用，術語「無阻 礙束接納空間」係指界定於一微波加熱器之内部内之能夠 接納及固持-木材束之—空間。在―項實施例中，該無阻 礙束接納空間可界定具有一類似形狀且在由能夠在微波加 熱器9_裝載及/或處理之最大大小木材束所㈣體積之 1:0 /〇内之一體積。舉例而言，若能夠由微波加熱器容納之 最大束大小係立方英尺’則該未佔用束接納空間將 具有l’IGG立方英尺（在—項實施例中）之—體積及與在加熱 器930内處理之束類似之一形狀（例如，立方形卜 該束接納空間可係「無阻礙」，乃因其可不包含永久性 地安置於其中之任何實體阻礙物（例如，波導、發射器、 160980.doc -83- 201240528 反射器等）。在本發明之一項實施例中，微波加熱器可包 括一圓形剖面形狀，而無阻礙束接納空間95丨可界定一立 方形體積及/或經組態以接納具有一立方形形狀之一木材 束在項實施例中，微波加熱器930之總開放體積對無 阻礙束接納空間之體積之比率可係至少〇 2〇、至少〇 25、 至乂 0.30、至少〇·35。在上述實施例中之某些實施例中， 該比率亦係不大於0.75、不大於0 70或不大於〇 65。 根據一項實施例，無阻礙束接納空間95丨之至少一部分 可界定於兩個或兩個以上「阻礙物」之間，包含（舉例而 C» )位於微波加熱器93〇之相同或大體相對側上之兩個或兩 個以上發射器、反射器、波導或其他物件，其佔據該加熱 器之内部體積内之實體空間。在其中微波加熱器93〇包括 兩個相對女置之門（例如，安置於微波加熱器％ 〇之大體相 對端上之一入口門928及一出口門）之一項實施例中，無阻 礙束接納空間951之至少一部分可界定於該兩個相對安置 之門之間。在圖l〇c中所圖解說明之一項實施例中，發射 器944a、944h或可移動反射器990a至99〇d(其係阻礙物之 實例）中之任一者皆不安置於無阻礙束空間95丨内。在其中 無阻礙束接納空間之至少一部分界定於兩個或兩個以上阻 礙物（例如，波導、發射器、反射器等）之間的一項實施例 中，一或多個阻礙物之最外面邊緣與無阻礙束接納空間 (及/或束（當存在時））之間的最小餘隙可係至少〇5英吋、至 少1英吋、至少2英吋、至少6英吋、至少8英吋及/或不大 於18英吋、不大於10英吋或不大於8英吋。在一項實施例 160980.doc -84- 201240528 中，該等阻礙物中之一者在束被裝载至加熱器93〇中時不 與其實體接觸。 現將大體參考用於加熱一木材束之一過程闡述根據本發 明之一微波加熱系統之操作之一或多個實施例。然而，應 理解，本文令所闡述之加熱過程之一或多個元件亦可適於 在用於加熱其他物項之過程（如（舉例而言）先前所闞述之彼 等過程）中使用。此外，應理解，可使用下文詳細閣述之 操作步驟、方法及/或過程中之至少某些或全部來操作微 波加熱系統之上文所闡述實施例中之一或多者，包含關於 圖8至10所論述之彼等實施例及其變化形式。 為起始一木材束之加熱，可首先將木材裝載至可根據先 前所闡述之本發明之一或多個實施例組態之一微波加熱器 中。在一項實施例中，該束可在加熱及/或乾燥之前具有 至少100磅、至少250磅、至少375磅或至少500磅之一總初 始重i (例如，在加熱之前）。一旦裝載，即可接著使用真 空系統（若存在）來將加熱器之壓力減小至不大於55〇托不 大於450托、不大於350托、不大於300托、不大於25〇托、 不大於200托、不大於150托、不大於1〇〇托或不大於75 托。 在維持微波加熱器十之低氣壓之同時，可接著操作一或 多個微波產生器以開始將微波能引入至容器内部中以藉此 加熱及/或乾燥該束之至少一部分。在將微波能引入至微 波加熱器之内部中期間，容器内之壓力可高於、幾乎處於 或低；大氣壓。根據一項實施例，在加熱步驟期間，微波 160980.doc -85- 201240528 加熱器之内部之壓力可係至少350牦、至少450托、至少 650托、至少750托、至少9〇〇托或至少ι，2〇〇托，而在另一 實施例中’微波加熱器中之壓力可係不大於35〇托、不大 於250托' 不大於2〇〇托、不大於150托、不大於100托或不 大於75托》在木材之加熱及/或乾燥期間引入至微波加熱 器之内部中之總產生器容量或能量速率可係至少5 kW、至 少30 kW、至少50 k\V、至少60 kW、至少65 kW、至少75 kW、至少1〇〇 kW、至少150 kW、至少2〇〇 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1，000 kW及/或不大於2,5〇〇 kW、 不大於1,500 kW或不大於1,000 kW。 根據一項實施例，加熱一木材束之過程可包括複數個個 別順序加熱循環。總加熱過程可包括至少2個、至少3個、 至少4個、至少5個、至少6個及/或不大於2〇個、不大於15 個、不大於12個或不大於10個個別順序加熱循環。每一加 熱循環可包含（視需要在低氣壓下）引入微波能.在一項實 施例中，可在不大於350托之一壓力下將微波能引入至微 波加熱器中，而在其他一項實施例中，微波加熱器中之壓 力可係至少350托。 根據一項實施例’該一或多個個別加熱循環中之每一者 可實施達（例如，具有一持續時間為）至少2分鐘、至少5分 鐘、至少10分鐘、至少20分鐘、至少3〇分鐘及/或不大於 180分鐘、不大於120分鐘或不大於9〇分鐘。總而言之，加 熱過程之整個長度（例如，總循環時間）可係至少〇 5小時、 160980.doc -86 - 201240528 至少2小時、至少5小時或至少8小時及/或不大於％小時、 不大於30小時、不大於24小時、不大於18小時不大於16 小時、不大於12小時、不大於丨〇小時、不大於8小時或不 大於6小時。 在其中總加熱過程包括兩個或兩個以上個別加熱循環之 一項實施例中，一或多個後續個別加熱循環可以與前一循 %·不同之一微波旎輸入速率及/或與前一循環不同之一壓 力實施。舉例而言’在—項實施例中，後續個別加熱循環 可以比刖一循％低之一微波能輸入速率及/或比前一循環 低之-壓力實施。在另一實施例中，_或多個後續個別加 熱循環可以比前一循環高之一微波能輸入速率及/或比前 -循環高之-壓力冑施。纟又一實施财，— <多個後續 循環可以比-或多個先前個別加熱循環低之一微波能輸入 速率及比一或多個先前個別加熱循環高之一壓力實施，或 以比一或多個先前個別加熱循環高之一微波能輸入速率及 比一或多個先前個別加熱循環低之一壓力實施。當總加熱 過程包含兩個或兩個以上個別加熱循環時，根據某些實施 例，可如上文所闡述實施第二（或稍後）循環中之一或多 者。在其他實施例巾，可以相同或幾乎相同壓力及/或微 波能輸入速率實施兩個或兩個以上循環。 根據-項實施例，總加熱過程可包含一第—順序加熱循 環’後跟有-第二加熱循環，其中該第二加熱循環係以比 該第-加熱循魏之一微波能輸入料、比該第一加熱循 環低之-壓力或既比該第—加熱循環低之_微波能輸入速 160980.doc • 87 - 201240528 率亦比該第一加熱循環低之一壓力實施。進一步地，在當 總循環包括三個或三個以上加熱循環時之一項實施例中， 每一後續循環（除第一循環以外）之微波能輸入速率及/或壓 力可低於前一循環之微波能輸入速率及/或壓力。舉例而 吕，在一項實施例中，第„個別加熱循環可以比第"個 別加熱循環低之一微波能輸入速率、比第"個別加熱循 環低之一壓力或既比第"個別加熱循環低之一微波能輸 入速率亦比第〈《-7)個別加熱循環低之一壓力實施。 在第一個別加熱循環期間，可將一第一最大微波能輸入 速率引入至微波加熱器中。如本文中所使用，術語「最大 微波能輸入速率」係指在一加熱循環期間將微波能引入至 加熱器中之最高速率。在各種實施例中，在第一個別加熱 循環期間引入之最大微波能輸入速率（例如，第一最大微 波能輸入速率）可係（舉例而言）至少5 k\V、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15〇 kw、至少2〇〇 kw、至少25〇 kw、至少35〇 kW、至少4〇〇 kW、至少5〇〇 kw、至少6〇〇 kw、至少750 kW或至少Moo kw及/或（舉例而言）不大於25〇〇 kW、不 大於1，500 kW、不大於i，〇〇〇 kW或不大於5〇〇 kW。 隨後，可實施一第二個別加熱循環以使得在第二個別加 熱循環期間將微波能引入至微波加熱器中之第二最大輸入 速率（例如’第二最大微波能輸入速率）可在某些實施例中 係（舉例而言）在第一加熱循環期間達成之最大輸入速率之 至少25%、至少5〇%、至少70%及/或（舉例而言）不大於 160980.doc -88 - 201240528 慨、不大於94%或不大於9〇%。類似地，當加熱過程包 括二個或三個以上個別加熱循環時，第”個別加熱循環⑽ 如’第三或第四循環）之最大微波能輸人速率可在一項實 施例中係（舉例而言）在第㈣(例如，前一）個別加熱循環 期間的最大輸人速率之至少25%、至少篇、至少鳩及/ 或（舉例而言）不大於98%、不大於94%、不大於9〇%或:大 於 85%。 在一項實施例中，第二（或後續）個別加熱循環可以比第 一（或前一）個別加熱循環低之一壓力實施。舉例而言，在 其中於加熱循環期間利用低氣壓或真空壓力之一項實施例 中，在第一加熱循環期間達到之最低壓力可係至少25〇 托。隨後’可實施-第二個別加熱循環以使得在第二循環 期間達到之最低壓力(例如，所達成之最高真空壓力位準; 可在一項實施例中係（舉例而言）在第一加熱循環期間達到 之最低壓力之至少25%、至少5〇%、至少7〇%、至少75%、 至少80%及/或在一項實施例中係（舉例而言）不大於98%、 不大於94%或不大於90%。類似地，當加熱過程包括三個 或二個以上個別加熱循環時，第”個別加熱循環之壓力在 一項實施例中（舉例而言）可係在第個別加熱循環期間 達到之最低壓力之至少25%、至少50%、至少70%、至少 75%、至少80%及/或不大於98%、不大於94%、不大於9〇〇/〇 或所達到之最低壓力之不大於85%。 下文之表1根據本發明之一項實施例概述微波能速率之 寬、中間及窄範圍（表達為最大產生器輸出之一百分率）以 160980.doc •89· 201240528 及連續第一、第二、第三及第„個別加熱循環之壓力（以托 表達）。如本文中所使用，術語「最大產生器輸出」係指 由一加熱系統内之所有微波產生器累積產生之在整個陣列 上組合之最大值。在一項實施例中，一或多個加熱循環之 最大微波能輸入速率亦可表達為最大產生器輸出之一百分 比’如表1中所展示。 個別循 環編號 表1 .個別加熱循環之微波能速率及愿力 微波能速$(¾大值之。石
攻夕個個別加熱循環中 很像本發明之 每-者可包括：一加熱週期(例如，一第一、第二或第二 熱週期），其中將微波能引入至加熱器冲；及一選用休眼 週期(例如’-第一、第二或第缚眠週期），其中將一減小 量之微波能或實質上無微波能引入至加熱器中。舉例而 言，在加熱週期期間，微波能可以足以加熱及/或至少部 分地乾燥濁濕或化學潤滿木材束之至少一部分之一輸入速 率引入至微波加熱器中’而在休眠週期期間’引入至微波 加熱器中之微波能輸人速率可在__項實施財係在加熱週 期期間引入之最大微波能輸入速率之不大於25%、不大於 10%、不大於5%或不大於1%。在其中採用多個個別加孰 循環之-項實施例中’每一循環可包含一或多個加熱週期 及一或多個休眠週期。舉例而言，當利用兩個個別順序加 160980.doc •90· 201240528 熱循環時，第-個別加熱循環可包含至少一第一加熱週期 及一第一休眠週期，而第二個別加熱循環可包含至少—第 二加熱週期及-第二休眠週期。另一選擇係，該第二加熱 週期可跟隨該第一加熱週期’其中無暫時休眠週期。 在一項實施例中，該等加熱週期中之每一者可具有（舉 例而言）至少5分鐘、至少10分鐘 '至少15分鐘至少3〇 = 鐘及/或（舉例而言）不大於6G分鐘、不大詞分鐘不大二 30分鐘或不大於2G分鐘之_持續時間。在一項實施例卜 該休眠週期可具有(舉例而言)至少5分鐘、至少1〇分鐘或至 少20分鐘及/或（舉例而言）不大於9〇分鐘不大於分鐘或 不大於40分鐘之-持續時間。在一項實施例中，一個別加 熱循環之加熱職長度對休眠長度之比率可係（舉例而 言）至少0.5:1、至少ι·ι、至φ】+ s 、 一 ^ 至夕丨.25·1或至少2··1及/或（舉例而 言）不大於5:1、不大於3:1、不大於2 5:1或不大於！ $卜 可在加熱週期中之每-者期間以任—適合方式將微波能 引入至微波加熱器中。舉例而言，在一項實施例申，可貫 穿加熱週期之整個持續時間以一實質上連續方式自一或多 個發射器發射微波能。在一項實施例中，可一次自一單個 發射器發射能量，而在另一實施例中，可同時自兩個或兩 個以上發射器發射能量。可使用―自動控㈣統來控制自 發射器中之每一者排放之微波能之量、時序、持續時間、 _及同步m能量排放至微波加熱器令包含在兩個 或兩個以上發射器之間切換時，亦可由控制系統來控制該 切換’如稍後詳細論述。 160980.doc •91 - 201240528 —根據一項實施例，可將能量引入至微波加熱器中以使得 每一加熱週期可包含兩個或兩個以上不同加熱模式（亦稱 作排放模式、排放階段或加熱階段）。在一項實施例中， 可在每一加熱階段期間自一或多個發射器發射不同微波能 速率。舉例而t，在-項實施例中，在__第__加熱階段期 門可以比自一第二發射器發射之一速率高之一速率自一 第一發射器發射能量’而在一第二加熱階段期間，可以比 自。亥第-發射器之—速率高之—速率自該第二發射器發射 能量。根據-項實施例，—或多個發射器可將微波能發射 至微波加熱器巾，而—或多個發射器可實f上不將能量發 射至微波加熱器中，藉此使能量集中至木材束（或其他物 件)之不同位置上。每一單獨加熱階段可實施達(亦即，具 有一持續時間為）（舉例而言）至少2分鐘、至少5分鐘、至少 12分鐘、至少15分鐘及/或（舉例而言）不大於9〇分鐘、不大 於6〇分鐘、不大於45分鐘或不大於3G分鐘之-週期一個 或兩個單獨加熱階段可後跟有至少2分鐘、至少倍鐘或至 少6分鐘及/或不大於15分鐘、不大㈣分鐘或不大於邮 鐘之一選用休眠週期。 當微波加熱器包括四個或四個以上發射器時，微波分 ㈣可經組態以使得每—發射器取決於_或多個微波切 器之位置而在一單獨加熱或排放階段中將微波能發射至; 波加’’’、器中。舉例而言，在其中微波加熱器包括一第一 第二、第三及第四微波發射器之-項實施例中，兩個或。 個以上微波切換器(❹，一第一及一第二微波切換器 160980.doc •92· 201240528 經組態以使得可在一各別第一、第二、第三及第四加熱階 段中主要自每一發射器發射微波能。在一項實施例中，兩 個或兩個以上排放階段可實質上同時實施，而可防止兩個 或兩個以上排放階段實質上同時實施。現將參考圖丨丨a及 Ub在下文中詳細論述關於利用包含交替排放階段之加熱 週期之微波加熱器之操作之額外細節。 現翻至圖11 a及11 b，提供根據本發明之一項實施例組態 之一 U波加熱系統1020之示意性俯視圖。微波加熱系統 1020係圖解說明為包括用於生產微波能之至少四個微波產 生器1022a至1022d及用於將該微波能之至少一部分引導至 一微波加熱器1030中之一微波分佈系統1〇4〇。微波分佈系 、先1040亦包括可操作以將微波能之至少—部分發射至微波 加熱器1040之内料之複數個隔開之微波發射器1〇仏至 1044h(其在-項實施例中可包括—或多個分裂發射器）。微 波發射器1044a至H)44h中之每一者可係可操作地輕合至複 數個（在此圖中，一第一至第四）微波切換器1〇4以至1〇4^ 中之-或多者’如圖11a及llb申所展示。微波切換器 购⑴购可操作以按任_適合模式將微波能路由至發 射器1〇術至1〇她中之-或多者，包含（舉例而言 模式及/或-m如先前詳細論述u實施例 中，傳播通過微波分佈系統1040之能量可在排放至微波加 熱器咖中之前改變模式至少一次。現將參考圖iu及ub 在下文中詳細闡述根據本發明之—或多個實施例操作微波 加熱系統1020之各種組態及方法。 160980.doc •93- 201240528 微波切換器1046a至1046d中之每一者可操作以將微波能 之流動引導、控制或分配至定位於微波加熱器1 〇 3 〇之大體 相同側或大體相對側上之兩個或兩個以上微波發射器 1044a至1044h中之每一者。舉例而言，在圖i la中所繪示 之一項實施例中’微波切換器l〇46a至l〇46d中之每一者可 耦合至一轴向毗鄰微波發射器對（例如，發射器1〇4物及 1044b、發射器l〇44c及l〇44d、發射器i〇44e及l〇44f以及 發射器1044g及l〇44h)，表示為發射器對1〇5〇3至1〇5〇d。 在圖1 lb中所圖解說明之另一實施例中，微波切換器l〇46a 至1046d中之每一者可耦合至一軸向對準之微波發射器對 (例如，發射器1 〇44a及1 〇44h、發射器1 〇44b及1 〇44g、發 射器1044c及l〇44f以及發射器1〇44d及l〇44e),展示為發射 器對 1050e至 l〇5〇h。 微波切換器1046a至l〇46d可係任一適合類型之微波切換 器且在一項實施例中可係一旋轉微波切換器。一旋轉微波 切換器可包含-外殼體、安置於其中之—内部路由元件及 用於使該内部路由元件在該殼體内移動之一致動器。在一 項實施例中’ 1¾内料由元件可係可旋轉地輕合至該外殼 體且該致動器可操作以相對於該外殼體選擇性地旋轉該内 部路由元件以藉此切換或引導穿過其之微波能之流動方 向。亦可採用其他類型之適合微波切換器。在一項實施例 中，微波切換器l〇46a至l〇46d可包括ΤΕ^切換器，而在另 貫施例中’微波切換器1〇463至1〇46d可包括τμ以切換 °°任何額外適合組件（諸如，一或多個模式轉換器、阻 160980.doc -94. 201240528 障總成或在本申請帛中別處論述但未展#於圖1 la及1 lb中 之組件）可位於微波切換器1〇46&至1〇464上游或下游。 在操作中，微波切換器l〇46a至l〇46d可在一第一加熱 (或排放）階段與一第二加熱（或排放）階段之間選擇性地切 換。在第一加熱階段期間，可自一或多個微波發射器發射 或排放較多能ϊ，而自一或多個其他微波發射器發射較少 食b里。類似地，在第二加熱階段期間，可自一或多個其他 微波發射器發射或排放較多能量，而可自一或多個微波發 射器發射或排放較少能量。 在一項貫施例中，在第一加熱階段期間，微波切換器 1046a至l〇46d中之每一者可經組態以將微波能主要路由至 一第一微波發射器組（在圖lla及Ub中標示為「A」發射器 組）内之一或多個發射器而不主要路由至一第二微波發射 器組（在圖lla及lib中標示為一「B」發射器組）之一或多 個發射器。在第二排放階段期間，在圖Ua及Ub中之各別 發射器對1050a至1050d及l〇5〇e至l〇5〇h中之每一者中，微 波切換器1 〇46a至1 〇46d中之每一者可經組態以將微波能主 要路由至該第二組（例如，「Bj發射器）之一或多個發射器 而不主要路由至該第一組（例如，「A」發射器）之一或多個 發射器。如本文中所使用，提及將微波能「主要」路由至 發射器X而「不主要」路由至發射器γ意指將由一切換器 接收之微波能之至少50。/。路由至發射器X，而將由該切換 器接收之微波能之不大於50%路由至發射器γ。在一項實 施例令’可將能量之（舉例而言）至少75%、至少9〇%、至 160980.doc -95- 201240528 少95%、實質上全部主要路由至發射器χ，而可將能量之 (舉例而言）不大於25%、不大於1〇%、不大於5%或實質上 無能量路由至發射器γ。 在一項實施例中，微波加熱系統丨030可進一步包括用於 控制微波切換器l〇46a至1046d之動作及組態之一控制系統 1060。在一項實施例中，控制系統丨〇6〇可操作以將切換器 1046a至1046d中之每一者組態為處於第一排放階段中，以 使得所有「A」發射器（例如，發射器1〇44a、1〇44c、 1044e、l〇44g)皆將微波能發射至微波加熱器1〇3〇中，而 所有「B」發射器（例如’發射器⑺斗仙、l〇44d、l〇44f、 1044h)皆將一較小量或實質上無微波能發射至微波加熱器 1030之内部中，如在圖lla及Ub中由微波加熱器1〇3〇之各 別陰影及無陰影區所圖解說明。隨後，控制系統丨〇6〇接著 可刼作以將切換器l〇46a至1046d中之每一者組態為處於第 二排放階段中，以使得所有「A」發射器（例如，發射器 1044a、l〇44c、l〇44e、l〇44g)皆將一較小量或實質上無微 波能發射至微波加熱器1〇30之内部中，而所有「B」發射 器（例如，發射器104仙、1〇44(1、1〇44厂1〇4411)皆將微波能 發射至微波加熱器1030(圖lla及Ub中未表示）之内部中。 根據一項實施例，控制系統1060亦可操作以基於一預定 參數組（包含（舉例而言）循環時間、所排放之總能量及諸如 此類）來控制微波切換器1〇46a至l〇46d在第一排放階段與 第二排放階段之間的切換。舉例而言，在一項實施例中， 控制系統1060可操作以實質上同時將微波切換器1〇463至 160980.doc •96· 201240528 1046d中之每一者組態至第一排放階段中，以使得可同時 自「A」發射器1 〇44a、1 〇44c、1 〇44e、1 044g中之每一者 發射微波能達一時間週期。在另一實施例中，控制系統 1060可操作以在將一或多個切換器l〇46a至1046d組態至第 一排放階段中之間包含一時間延遲或滯後。因此，自一或 多個「A」或「B」發射器發射之微波能可相對於自一或 多個其他「A」或「B」發射器排放能量而延遲或交錯。 在一項實施例中，控制系統1060可經組態以允許一或多個 切換器1046a至1046d處於第一排放階段中，而一或多個其 他切換器1046a至1046d處於第二排放階段中，以使得可同 時自一或多個「A」發射器及一或多個「B」發射器發射 微波能。在本發明之一項實施例中，控制系統1 〇6〇亦可操 作以至少部分地防止來自直接相對之發射器對（例如，對 1044a及 1044h、對 1044b 及 1044g、對 l〇44c 及 1044f、對 1044d及1044e)及/或軸向她鄰對（例如，對l〇44a及1044b、 對 1044c及 1044d、對 1044e及 1044f、對 l〇44g及 l〇44h)之同 時能量排放。 根據本發明之一項實施例組態及/或操作之加熱系統可 知作以比習用加熱系統更有效地加熱一物件或負載。特定 而言，根據本發明之各種實施例組態之加熱系統可操作以 處理大的商業規模負載。在一項實施例中，如本文中所闡 述之加熱系統可加熱具有至少100磅、至少500時、至少 1，000磅、至少5,000磅或至少1〇,〇〇〇磅之一累積、預加熱 (或預處理）重量之一木材束或其他負載。在各種實施例 160980.doc •97· 201240528 中，一木材束可經加熱及/或乾燥以使得木材之總體積之 不大於（舉例而言）20%、不大於10%、不大於5%及不大於 2%可達到不超過一上臨限溫度之一溫度。在相同或其他 實施例中，木材之總體積之至少80%、至少90%、至少 95%及至少98%(舉例而言）可達到不超過一下臨限溫度之 一溫度。下臨限溫度及上臨限溫度可係彼此相對接近且可 (舉例而言）係在彼此之110°C内、105°C内、100°C内、90°C 内、75°C内或50°C内。在各種實施例中，上臨限溫度可係 至少190°C、至少200°C或至少220°C及/或不大於275°C、 不大於260t、不大於250°C或不大於225°C。在另一實施 例中，下臨限溫度可係至少115°C、至少120°C、至少 125°C、至少130°C及/或不大於150°C、不大於145°C或不 大於135°C。 根據一項實施例，木材之總體積之至少80%、至少 90%、至少95%及至少98%可達到至少130°C、至少 145°C、至少150°C或至少16(TC及/或不大於250°C、不大 於24(TC、不大於225°C、不大於210°C或不大於200°C之一 最大溫度。因此，具有至少100磅、至少500磅、至少 1，000碎或至少5,000時之一初始（例如，預加熱或預處理） 重量之一木材束（視需要’一化學潤濕之木材束）可以不大 於48小時、不大於36小時、不大於24小時、不大於18小 時、不大於16小時、不大於12小時、不大於1〇小時、不大 於8小時或不大於6小時加熱。 藉由以下實例進一步圖解說明及闡述本發明之各種態 160980.doc -98· 201240528 樣。然而，應理解’除非另有特定指示，否則包含此等實例 僅係出於圖解說明之目的而並非意欲限制本發明之範鳴。 實例 實例1: 一束内之能量分佈曲線之判定 此實例提供自用以加熱及/或乾燥一經乙醯化木材束之 一試驗規模微波加熱器獲得之實際資料。熱影像係用以建 構一能量分佈曲線’其將接著在預示性實例2中相關以預 測在一商業規模上加熱之木材之化學濕度曲線。 類似於圖10a、10c、10d及10e中所圖解說明之加熱器之 一水平伸長之微波加熱器建構有12英尺之一外徑及16英尺 之一總長度。該加熱器包含用於自容器裝載及卸載該束之 一入口門。類似於圖10c及l〇d中所圖解說明之分裂微波發 射器之四個分裂微波發射器配置成兩個相對安置之對且經 由TE丨〇波導之一系統連接至一 FERRITE 75 kw 915 MHz微 波產生器（可自新罕布什爾州納舒厄（Nashua, NH)之Ferrite Microwave Technologies，Inc.購得）。三個微波切換器經組 態以將能量自產生器路由至每一對之兩個發射器中之一 者，如下文詳細闡述。 該微波加熱器亦包含類似於圖l0c中所圖解說明之可移 動反射器之四個可移動反射器。每一反射器界定實質上沿 加熱器之長度延伸之一連續反射表面。四個分裂發射器中 之每一者垂直定位於一可移動反射器對之間以使得藉由安 置於加熱器之内部體積之四個象限中之每一者中之反射表 面將自每-分裂發射器之各別向上及向下定向之排放開口 160980.doc -99· 201240528 發射之能量光柵化至微波加熱器之内部中。經由利用一外 部驅動器之一轉軸使每一反射表面沿一大體弧形旋轉。稍 後將詳細闡述關於可移動反射器之運動之細節。 允許大致15，0〇〇碎之經乙醯化之輻射松在環境大氣中濕 度平衡以使得木材之平均水含量係2 wt%至3 wt%。接著將 木材捆綁成包括四個經個別扣緊之堆疊（例如，圖l2a中所 展不之堆疊A至D)之一合成束。該合成束（在圖12a中表示 為束1304)具有4英尺寬x8英尺高xl6英尺長之標稱尺寸。 堆疊Α至C中之每一者具有6英吋之一寬度，而堆疊D具有 2.5英尺之一寬度。將合成束13〇4引入至微波加熱器中且 在起始加熱循環之前將門關閉及扣緊。 首先，微波切換器經組態以使得來自產生器之能量將同 時路由至兩個對角相對（例如，相對安置 '軸向交錯）之發 射器，而剩餘兩個對角相對之發射器保持空閒。接著，產 生器經啟動及設定以按類似於先前關於圖Ua及ub之發射 器組A」淪述之方式之一方式將75让貿遞送至第一對角 相對之發射器對。接下來，在丨〇分鐘之後，停止產生器且 微波切換器經重新、组態以在第二加熱模式期間將能量自第 -作用對角相對發射器組路由至空閒對角相對發射器組。 接著以75 kW重新啟動產生器並再次將微波能排放至加熱 器中。在另一 10分鐘之後，停止產生器以使得該等切換器 可返回至原始組態，藉此將能量重新路由回至第一對角相 對發射器對。替代地自轴向交錯之發射器對排放能量之此 序列以1 〇分鐘增量繼續達總共80分鐘（例如，1 〇〇 kW-hr)。 I60980.doc •100· 201240528 在每一加熱模式期間，藉由控制可移動反射器中之每一 者之運動及位置來將自微波發射器中之每一者排放之能量 光柵化至微波加熱器之内部中。一可程式化邏輯控制器 (PLC)經設定以使用一伺服馬達使每一反射器以各種速度 旋轉通過其總弧形路徑之各種部分（或區）。頂部及底部反 射器對經程式化以按相同速度移動，但每一對之一個反射 器之移動係在另一者之前起始，藉此避免該對之兩個反射 器同步協力地移動。下文之表2概述運動之八個區中之每 一者之邊界（例如’開始及結束位置）及總長度以及頂部及 底部反射器對中之每一者之反射器速度及在每一區中所花 費之時間（例如，滯留時間），表達為總反射器循環時間之 一百分比。注意表2僅概述每一反射器之曲線之一半；一 旦每一反射器對移動通過如下文所闡述之區1至8，每一反射 器即接著以一反向型樣行進，以區8開始且移動回至區1。 表2 :可移動反射器之曲線 區 開始 位置 π 結束 位置 (°) 路徑 之長度 (°) 路徑 之長度 (%) 頂部反射器 底部反射器 速度 (°/s) 滯留時間 (循環之％) 速度 (°/s) 滯留時間 (循環之％> 1 0.0 0.1 0.1 0.31% 0.07 0.9 0.05 10 2 0.1 4.0 3.9 12.19% 0.10 23.3 0.05 24 3 4.0 8.0 4.0 12.50% 1.82 1.0 1.82 1.3 4 8.0 12.0 4.0 12.50% 1.82 1.0 1.82 1.3 5 12.0 16.0 4.0 12.50% 1.82 1.0 1.82 13 6 16.0 24.0 8.0 25.00% 1.82 2.0 1.82 26 7 24.0 28.0 4.0 12.50% 0.25 7.5 0.26 95 8 28.0 32.0 4.0 12.50% 0.04 48.0 0.04 59.0 一旦整個加熱循環完成，即關斷產生器並將經加熱之合 成束輸送至一固持地帶，其中具有一寬角鏡頭之一 MIKRON 7500型號相機定位於距經加熱之束之伸長側中之 160980.doc 201240528 一者大致10英尺處。自該合成束移除堆疊A(圖12中所展示 之最外面板堆疊）以藉此曝露堆之一内部表面（在圖12 中指定為Β’）。該相機以每5秒1個影像之一速率記錄表面Β， 之熱影像，且在20秒之後，自該合成束移除堆疊Β ^該相 機接著開始記錄堆疊c之一内部表面（在圖12中指定為表面 C·)之熱影像。在20秒之後，自該束移除堆疊c，藉此曝露 堆叠D之内部表面（在圖12中指定為表面D，）。該相機記錄 表面D·之熱影像達2〇秒且接著被停止。 為分析貫穿該束之體積之合成溫度分佈，使用 Mikr〇SpecTM專業熱成像軟體（版本4 〇 5，可自英國伯克郡 (Berkshire，UK)之Metrum購得）將在表面B，至D，中之每一者 之一所關注代表性區内獲得之逐像素溫度資料導入至一試 算表中。圖13中展示併入有自合成束之所有内部表面以至 D’獲得之熱資料之一累積頻率直方圖。 如圓13中所展示，該束之體積之小於2〇%具有低於“艽 或高於52°C之一溫度。當與一乾燥 '經乙酿化之木材束相 關時，此類型之能量分佈導致所預測之化學濕度含量曲 線’如預示性實例2中所闡述。 實例2 : —經乙醢化之束内之化學濕度含量曲線之計算 此預示性實例使用在實例丨中獲得之實驗性能量分佈資 料來預測在與先前在實例丨中闡述之系統類似地組態之一 商業規模微波加熱系統中加熱及/或乾燥之經乙醯化木材 之化學濕纟曲線（例#，、龍積内之—或多_可移除化 學品之量及分佈）。 160980.doc -102- 201240528 將具有大致101英吋高X52英吋寬X 16英尺長之尺寸之一 經乙醯化木材束裝載至具有11英尺7英吋之一内部直徑及 17英尺之一凸緣間長度之一微波加熱器中。可加壓加熱器 包含一相對安置之進入及退出開口，每一者可用一全直徑 碟形門密封。加熱器之總内部體積係2605立方英尺，且木 材束之總體積對微波加熱器中之總開放（例如，未佔用）體 積之比率係0.29:1 »在於微波加熱器中加熱之前，該束具 有大致10 wt%至15 wt%之一「化學濕度含量」（亦即，包 含（舉例而言）乙酸、乙酸酐及其組合之一或多種熱可汽化 化學品之一量）。 在該束之加熱期間’以如先前在實例1中所闡述之一類 似方式將微波能引入至微波加熱器中。另外，使用一真空 系統將加熱器之内部壓力維持處於60托》在80分鐘之後， 關斷微波產生器，移除該束並以先前在實例1中所闡述之 方式拍攝該束之内部表面之熱影像。圖14中提供由累積熱 資料產生之預測溫度分佈。 如圖14中所展示’經乙醯化之木材束之預計溫度分佈具 有165°C之一平均峰值溫度且該束之總體積之小於〇 3。/〇具 有低於115°C或高於235°C之一溫度。根據使木材溫度與化 學品濕度含量相關之先前獲得之經驗資料，圖丨4中之溫度 分佈針對如上文所闡述來處理之一經乾燥經乙醯化木材束 預測如表3中所概述之一化學濕度含量曲線。 160980.doc •103· 201240528 表3:經乾燥經乙醢化木材之預計化學濕度含量曲線 溫度 木材束之百分率 預測濕度含量 T<115°C 0.3% 〜2 wt%濕度 115°C <T<135eC 2.2% 〜1 wt%濕度 T>235〇C 0.3% 燒焦 115°C <T<235〇C 99.4% 乾燥 135〇C <T<235〇C 97.2% 乾燥 加熱及/或乾燥經乙醯化木材之總體目標係移除殘餘乙 醯化化學品（例如’藉由最小化經乾燥束之化學濕度含量） 而不過度乾燥或燒焦所處理之木材。如表3中所展示，經 乙酿化束之總體積之小於〇 3 %係乾燥不足的（例如，具有2 wt。/。或2 wt%以上之一濕度含量）或經受燒焦（例如，具有大 於23 5 C之一平均溫度）。另外，該束之總體積之小於2 2〇/〇 具有1%或1%以上之一濕度含量。因此，將經乙醯化束之 總體積之至少97.2。/。（且最高99.4%)加熱或乾燥至小於1 wt〇/。至2 wt%之一化學濕度含量，而同時最小化燒焦木材 之量。 實例3·利用分裂發射器之一微波加熱器中之可移動反射 器之效應 此實例圖解說明在採用複數個分裂發射器之一微波加熱 器申利用可移動反射器對經加熱之木材束之表面溫度分佈 之景> 響。類似於實例1中所闡述之加熱器之一微波加熱器 (包含兩個相對安置之分裂發射器對及定位於每一發射器 之出口附近之四個可移動反射器）係使用hfsstM軟體（可自 160980.doc •104· 201240528 賓夕法尼亞州卡農斯堡（Can刪burg，叫的細”購得）來模 型化。進行兩次模擬。在第一模擬（模擬A)期間，該等反 射器係模型化為在-4。之一反射器位置(亦即，最接近壁)處 靜止。在模擬B期間，每一反射器皆模型化為遵循如先前 在實例1之表2中所闡述之反射器運動曲線。下文在圖"a 及15b中提供每一模擬之所得預測溫度分佈。圖丨^及 中所展示之代表性分佈對應於平行於該束之伸長侧且定位 於所模擬束中之每一者中間的一内部垂直（砂）平面。 如圖15a及15b中所^^ ’在模擬B中加熱（藉助可移動反 射器）之木材示範具有比在模擬A(靜止反射器；161它之平 均溫度）中加熱之木材高之一平均溫度（169t之平均溫度） 之-溫度分佈。在模擬八期㈣成之較低平均溫度指示， 預測在反射器保持靜止時到達該束之内部平面之能量比在 准許反射器移動（如在模擬B中模型化）時少。另外，在模 擬B中加熱之木材展示比在模擬人中加熱之木材窄之一溫 度分佈。舉例而[如圖15b中所展示，由模㈣產生之溫 度分佈預測該束之小於1〇。/。具有低於14〇艺之一溫度且該 束之小於8Q/0具有高M2〇(rc之一溫度。然而，如圖丨化中所 展示，模擬A預測該束之超過2〇%具有低於丨利七之一溫度 且該束之10%具有高於2〇〇t之一溫度。因此，可推斷， 在採用相對安置之分裂反射器之—微波加熱器中利用可移 徹底之加熱。 動反射器可導致對一木材束之更均勻 實例4 :減少能量加熱循環對束溫度分佈之效應 此實例提供圖解說明使用兩個或兩個以上個別加熱循環 160980.doc •105· 201240528 (每一者皆係在一較低微波能位準及/或一較低壓力下實施） 加熱一木材束之影響之模擬結果。 使用合成模型化資料來預測曝露至數個不同模擬加熱曲 線之具有52英吋X 101英吋X 129英吋之標稱尺寸之一理論木 材束之溫度曲線。在一 1英吋網格上使用用於預測在每一 加熱曲線下之電磁場分佈之HFSSTM軟體（可自賓夕法尼亞 州卡農斯堡的Ansys購得）及用於預測該束之一中心垂直平 面（例如，「中心截塊」）内之溫度分佈之MATLAB軟體（可 自馬薩諸塞州納提克（Natik，MA)的Mathworks構得）來進行 五次模擬（例如，模擬A至E)。下文在表4中概述模擬A至E 中之每一者之模擬加熱曲線中之每一者之細節。 表4 :在模擬A至E中模型化之加熱曲線 笫一加熱循環 第二加熱循環 第三加熱循環 模擬 能量 時間 休眠 能量 時間 休眠 能量 時間 休眠 (kW) (分鐵 (分饞) (kW) (分鐘> (分錄> (kW) (分鐘) (分鄉 A 75 35 10秒 75 35 結束 — — — B 75 35 30 75 35 結束 — — — C 75 40 30 56.25 40 結束 — — — D 75 23 30 75 23 30 75 23 結耒 E 75 40 30 37.5 40 30 18.75 40 結桌 將模擬溫度資料自MATLAB導入至一試算表中並執行一 統計分析以判定（1)在加熱循環期間的峰值最大溫度及（2) 將燒焦（亦即，將達成高於24CTC之一溫度）之中心「截塊」 之總體積之百分率。下文在表5中列出模擬A至E之結果。 160980.doc -106- 201240528 表5:針對模擬A至E之峰值溫度及燒焦之束體積 模擬 峰值溫度(°c) 燒焦之髖積 A 289 1.30 B 279 0.92 C 269 0.64 D 270 0.59 E 239 0.00 儘官在母一總加熱循環期間添加之總功率量係相同的 (例如，87.5 kW-hr)，但施加至負載之能量之時序、持續 時間及位準影響每一模擬之最大峰值溫度及燒焦位準。舉 例而言，如由模擬A及E之峰值溫度及所燒焦體積所證 實，與不使用休眠週期時相比，允許木材在兩個能量施加 (例如，個別順序加熱循環）之間「休眠」導致一較低總峰 值度及較少燒焦。當用於一後續循環中之最大微波能位 準低於别一循環時，所預期之峰值溫度及燒焦量亦較低， 如藉由比較模擬B與C所證實。進一步地，當利用三個（或 個以上）後續循環時（每一者皆處於比前一者低之一能量 位準）’可獲侍一甚至更低之峰值溫度及/或燒焦量，如模 擬D中所展示。 實例5.可移動反射器對一經加熱之木材束之溫度分佈之 效應 實例圖解說明利用可移動反射器對在一微波加熱器中 加熱及/或乾燥之-經乙醯化木材束之最後溫度分佈之效 應。如本文中所圖解說明，可移動反射器幫助以一更均句 :式在加熱器之内部内散射微波能，且因此，纟出現一或 夕個可移動反射器之情況下加熱之—木材束之表面溫度分 160980.doc •107· 201240528 佈較乍且具有一較高峰值溫度。 建構類似於圖9a、9b及9e中所圖解說明之系統之一微波 加熱系統且其包含經由一系列TEl0波導耦合至一真空微波 加熱器之一FERRITE 75 kW、915 MHz微波產生器（可自新 罕布什爾州納舒厄的 Ferrite Microwave Technologies，Inc. 賭付）。二個旋轉微波切換器經組態以將微波能自產生器 選擇性地路由至位於微波加熱器之内部中之四個微波發射 益中之一者。每一發射器經設計以按一 ΤΕπ)模式接收能 量’但包含安置於容器内部内之用於在能量進入至加熱器 中之刖將其轉換成一ΤΜ〇ι模式之一模式轉換器。真空加熱器 (其具有6.5英尺之一直徑及8英尺之一總長度）在一個端上包 3用於裝載及卸載木材之一單個門。該系統亦包含用於在加 熱步驟期間維持350托或低於350托之一壓力之一真空泵。 進行兩個實驗性運行（運行L及運行Μ)以判定使用一可移 動反射器組在加熱器内散射微波能之影響。裝配具有36英 吋寬Χ38英吋高χ8英尺長之標稱尺寸之一經黏附、水潮濕 之經乙醯化輻射松束。該束包含一中心定位、六個板之厚 板列，該等厚板各自裝備有放置至在板之中心附近鑽出之 一孔中之纖維光學溫度感測器。該等感測器用以在加熱步 驟期間監視及記錄峰值平均溫度。在運行L期間，不使用 可移動反射器，且在運行M期間，使用四個可移動反射器 (其各自定位於四個微波發射器（如圖9e中大體展示）中之一 者之排放開口附近）來在容器内散射能量。由一外部致動 窃（類似於圖9i中所展示之致動器）以一大體振盪型樣驅動 160980.doc •108· 201240528 每一反射器。在每一運行期間，使用沿加熱器之側安裝於 三個觀察埠處之MIKRON熱成像相機以獲得沿束之一個側 之熱資料。將來自每一運行之資料導入至一試算表中並以 統計方式組織成呈現於圖16a(運行L)及圖16b(運行M)中之 表面溫度頻率分佈。 圖16a及16b展示在運行Μ(藉助可移動反射器進行）期間 獲得之溫度分佈比在運行L(不藉助可移動反射器進行）期 間獲得之溫度分佈窄大致3 °C至4。匚。進一步地，運行Μ分 佈之峰值溫度係稍微較高，此指示可移動反射器之使用導 致更均勻的束加熱及更高的表面溫度。 實例6: —ΤΕΙ()舆一 TMC1阻障總成之電場強度之比較 此實例提供經進行以判定一 TE1()阻障總成與一 TMG1阻障 總成之電場強度及能量密度之間的差異之一模擬之結果。 每一總成係使用HFSSTM軟體（可自賓夕法尼亞州卡農斯堡 的Ansys購得）來模型化。圖17a及17b呈現模擬結果之示意 f生續示’其特定而言圖解說明在圖17a中之比較性Te w總 成及圖17b中之發明性TM〇】總成内之電場之強度。 如圖17a及17b中所展示，發明性ΤΜ〇ι阻障總成在75 kw 處之峰值電場強度（〇 9 kv/cm)係在％ kw處量測之比較性 TElG阻障總成之峰值電場強度（3 kV/cm)之大致三分之一。 因此，TMcn阻障總成之峰值能量密度係TEig阻障總成之峰 值能量密度之約九分之一。 實例7 : TE1。及一ΤΜ〇ι阻障總成中可獲得之崩潰壓力及最 大能量位準之判定 160980.doc 201240528 此實例比較-TEl0及-TM〇1阻障總成兩者在不同微波能 位準下可達成之崩潰壓力。如本文中 +人τ所展不，與Τ£10阻障 總成相比，ΤΜ。,阻障總成能夠在—既定能量位準處在較低 真空位準處操作及/或在-既定真空位準處准許較高微波 能位準穿過。 在-測言式設施中建構用於測試在各種壓力聽量位準下 在一阻障總成内之崩潰壓力（亦即，在一既定能量位準處 首次發生發弧之壓力）之一定製設備。該設備包含耦合至 可操作以在其間接納及固持一可移除阻障總成之一 ΤΕι〇波 導組之微波產生器。該設備包含用於在測試之前將不同 氣體在各種溫度下引入至阻障總成中之一氣體系統及用於 在測試期間控制總成内之壓力之一真空系統。該設備亦包 含用於在總成内感測到發弧時停止微波產生器之一自動電 弧偵測及切斷系統。進行各種測試運行（運行Α至Η)以在各 種能量位準處量測一 ΤΕ1()及一 TMw阻障總成之崩潰壓力。 下文之表6概述運行a至Η中之每一者之條件，而圖18提供 針對運行Α至Η中之每一者（依據能量位準）量測之崩潰壓力 之一圖形表示。 表6:用以判定崩潰壓力之測試運行之概述 運行 _阻障總成(棋式） 氣體類型 氣體溫度，°C A 一— ΤΕ,ο 空氣 99 — B TE10 空氣 22 C ΤΕ,ο 氮氣 100 — D ΤΕ,„ 氮氣 22 E ΤΕ,ο 乙酸 95 F ΤΜ01 氮氣 90 G ΤΜ〇ι 氮氣 25 Η ΤΜ〇, 乙酸 90 160980.doc •110· 201240528 如圖18中所展示，對於一既定能量位準，在發生發弧之 前’ TMQ1阻障總成係在比te1()阻障總成低之一壓力（亦 即，一較鬲真空位準）下操作。舉例而言，如藉由比較運 行£與Η(其兩者皆包含將阻障總成曝露至90°C至95°C下之 乙酸）所圖解說明，對於20 kW之一能量位準，在無發弧之 情況下TE10阻障總成可達成之最小操作壓力係儿托，而 tmg1阻障總成能夠在發生發弧之前在15托或甚至稍微低於 15托處操作。因此，如本文中所圖解說明，對於相同條件 及能量位準，與相比，在無發弧之情況下TM⑴阻障總成可 曝露至比丁£丨〇阻障總成低之壓力。 另一選擇係，亦如圖18中所展示，在相同壓力下且在類 似條件下，tmq1阻障總成能夠在比TEiq總成高之一能量位 準下操作。舉例而言，如藉由比較運行八與 堡力處’ TM〇W障總成彳已在7〇請之_能量位準處操 作而無發弧，而TE10總成可在發生發弧之前不曝露至大於 15 kW之月b畺。此外，如由ΤΕι〇總成所產生之崩溃壓力對 能1位準曲線（如圖丨8中所展示）之較陡斜率所展示，亦可 推斷針對額外能量增加之真空損耗（或損失）對於te】q阻障 總成而言比對於TM01總成而言更大。因此，用於增加通過 一丁河01阻障總成之能量之邊限壓力損失比對於一類似操作 之丁 Ει〇阻障總成而言實質上更低。 實例8 :微波阻流器 此實例圖解說明能夠實質上最小化及/或防止能量自一 160980.doc -111 - 201240528 微波加熱器之内部洩漏之一微波阻流器。不包含一微波阻 流器之一比較性微波加熱器及採用類似於圖7a至7h中所圖 解說明之阻流器之一阻流器之一發明性微波加熱器係各自 使用HFSSTM軟體（可自賓夕法尼亞州卡農斯堡的Ansys購 得）來模型化。模擬在門與容器本體之接面處及附近之電 場強度並在每一容器内部内（「内部區域」）及針對恰好在 容器外側之接近於每一容器之門凸緣之一區（「凸緣區 域」）兩者計算所得電場之平均強度。下文之表7概述針對 比較性及發明性微波加熱器兩者之此等區域中之每一者之 平均場強度。 表7 :具有及不具有一微波阻流器之微波容器之平均電場強度之比較 所模擬之區域 容器阻流器？ 平均電場強度(kV/cm) 内部 否 0.25 至 0.39 凸緣 否 0.255.0.39 内部 是 0.25 至 0.39 凸緣 是 <0.03 如表7中所圖解說明，比較性加熱器（其不採用一微波阻 流器）内側及外側兩者之平均電場強度係大致相同，指示 微波能自容器内部顯著洩漏。相比而言，發明性微波加熱 器（其採用如本文中所闡述之一微波阻流器）外側之電場之 平均強度比發明性加熱器内之電場之平均強度低一數量 級，此指示微波能未洩漏而保持於容器内側。此進一步藉 由呈現於圖19a及19b中之模擬之可視結果來圖解說明。 因此，推斷如本文中所闡述之一微波阻流器之使用可充分 地減小、最小化或幾乎消除微波能自一微波容器之洩漏。 160980.doc -112· 201240528 實例9:在一雙容器系統中之木材之乙醢化 此實例闡述其中在一雙容器系統中乙醯化及加熱木材之 一試驗規模實驗。如本文中所展示，針對乙醯化步驟及加 熱步驟使用單獨容器允許在一短時間週期内生產經乾燥、 經乙醯化之木材。 建構具有10英吋之一直徑及9英尺之一長度之一試驗規 模乙醯化反應器。將窯乾至在6 wt%與8 wt%之間的一濕度 含量之數個南方黃松板裝載至該乙醯化反應器中並關閉及 密封反應器門。使用一真空系統將該乙醯化反應器中之壓 力減小至40托與70托之間並維持該真空達2〇分鐘至45分鐘 以自木材移除殘餘空氣及/或水。在固持週期之後，使反 應器之内部體積充滿室溫下之乙酸酐並將反應器中之壓力 增加至80 psig與90 psig之間以藉此最大化乙酸酐對木材之 浸潰。 在40分鐘之後，自反應器汲取流體並藉助溫熱之氮氣將 壓力增加至1，500托。同時，使用反應器汽套將溫度增加 至140°C，且一旦自反應器汲取所有流體，即將熱乙酸蒸 汽注入至容器中以接觸木材，藉此催化反應。在60分鐘之 後’停止熱蒸汽注入並允許在增加之反應器壓力下發生乙 醯化達1.5小時與3小時之間的一週期。此後，減小反應器 中之壓力以驟汽化殘餘乙酸及/或酸酐，藉此至少部分地 乾燥經乙醢化之木材。接著將反應器中之壓力進一步減小 至60托至80托，藉此將板乾燥至在1〇 wt%與20 wt%之間的 一化學濕度含量。注入氮氣以降低反應器中之溫度。 160980.doc -113· 201240528 一旦冷卻，經乙醯化之板即被移除，以塑膠捲繞以最小 化至外部環境之蒸汽發射，並輸送至一罩，在該罩中該等 板在引入至一微波加熱器中之前切割成16至18英叶之長 度。具有19英吋之一直徑及43英吋之一長度之微波加熱器 係利用一 3.5 kW、2450 MHz微波產生器之一型號為 pWAVEVAC0350之真空微波乾燥器（可自德國施瓦納韋德 (Schwanewede，Germany)的 Ptieschner Microwave P〇wer
Systems購得）》電溫暖該加熱器之外部壁以防止乙酸及/或 乙酸酐在加熱/乾燥循環期間凝結。 在裝載至微波加熱器之前，在經乙醯化板中之每一者之 中心附近鑽出一孔並將一 NEOPTIX纖維光學溫度感測器插 入至該孔中以在加熱期間監視溫度。接著將該等板放置於 位於微波加熱器之中心處之一轉臺上，該微波加熱器亦包 含用於在加熱期間監視重量資料之一系統。關閉及密封加 熱器上之門並用氮氣淨化該室。接通定位於該室之上部壁 上之一模式授拌器並使用一真空泵將加熱器之内部内之屋 力減小至20托與60托之間。該微波產生器接著被接通及設 定以將400 W之能量發射至加熱器中。在數分鐘内該等 板之溫度增加至170°C與19(TC之間。 在加熱過程之持續時間期間，監視重量及溫度資料並使 用一可程式化邏輯控制器（PLC)來使產生器循環接通及關 斷直至達到目標板溫度為止。使該等板維持處於目標溫度 達30分鐘與90分鐘之間，且在完成加熱循環之後，pLc使 真空系停止並使室⑨回至大氣壓。#著使冑波加熱器之門 160980.doc -114- 201240528 開放並移除經乾燥之板。該等經乾燥、經乙酿化板之平均 最後化學濕度含量小於5 wt%。 上文所闡述之本發明之較佳形式欲僅用作圖解說明，且 不應以P艮制忍義用於解釋本發明之範嘴。熟習此項技術 者可在不背離本發明之精神之情況下容易地對上文所述之 例示性實施例作出顯而易見之修改。 本發明人藉此陳述其意欲依靠等效原則來判定且估計本 發明關於任何設備之相當合理範疇而實質上不背離在以下 申請專利範圍巾所述之本發明字面料或在本發明字面範 疇之外。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之一項實施例組態之一木材處理系統 之一俯視圖，其特定而言圖解說明用於輸送往來於一化學 改質反應器及一木材加熱器之木材束之一軌條系統； 圖2係根據本發明之一替代實施例組態之一木材處理系 統之一俯視圖，其特定而言圖解說明用於輸送往來於複數 個化學改質反應器及複數個木材加熱器之木材束之一轉臺 系統； 圖3係根據本發明之一替代實施例組態之一木材處理系 統之一俯視圖，其特定而言圖解說明用於輸送往來於複數 個化學改質反應器及複數個木材加熱器之木材束之一滾輪 系統； 圖4a係適於在生產經化學改質之木材中使用且根據本發 明之一項實施例組態之一穿過式木材處理系統之一俯視 160980.doc -115· 201240528 圖，其特定而言圖解說明一化學改質反應器及一木材加熱 器，其包括單獨的軸向對準之雙門容器且包含位於反應器 與加熱器容器之間的一蒸汽容納室； 圖4b係圖4a之穿過式木材處理系統之一等軸視圖，其特 定而言圖解說明蒸汽容納室之一例示性鼓風板/壁； 圖4c係在圖4a及4b中繪示之蒸汽容納室之一截面圖，其 特定而言圖解說明用於允許來自外部環境之流體（例如， 空氣）流動至蒸汽容納室中之一例示性單向通氣孔對； 圖4d係圖4a之穿過式木材處理系統之一側視圖，但亦圖 解說明用於抽取湧入蒸汽容納室及湧入位於加熱器之出口 處之一產品蒸汽移除結構之蒸汽及氣體之一通氣系統； 圖5係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱系統 之一示意圖，其特定而言圖解說明裝備有一真空系統且經 由一微波分佈系統自一微波產生器接收微波能之一微波加 熱器； 圖6係適於用作根據本發明之各種實施例之一化學改質 反應裔及/或微波加熱器之一雙門、穿過式容器之一等軸 視圖，其特定而言圖解說明該容器之形狀及尺寸比例； 圖7a係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱器之 一門凸緣與一容器凸緣之接面之一局部截面圖，其特定而 言圖解說明由門及容器凸緣協作地形成且具有彼此平行且 靠攏著延伸之兩個室之一微波阻流器； 圖7b係類似於圖7a中繪示之阻流器之一微波阻流器之一 局部截面圖，但該微波阻流器具有相對於彼此成一銳角延 160980.doc 201240528 伸之阻流器腔；. 圖7c係裝備有圖7a中繪示之微波阻流器組態之一微波加 熱器之門凸緣之一剖視等軸視圖，其特定而言圖解說明形 成於該阻流器之一導流壁中之複數個圓周地隔開之端部開 口槽或間隙； 圖7d係裝備有具有根據本發明之一項實施例組態之一可 移除部分之一微波阻流器之一微波加熱器上之一開放門之 一側視圖，其特定而言圖解說明該微波阻流器之可移除部 分包括複數個可個別移除且可替換之阻流器段； 圖7e係先前在圖7d中繪示之一「G」形可移除阻流器部 分之一截面圖； 圖7f係根據本發明之一第一替代實施例組態之一「】」 或「U」形可移除阻流器部分之一截面圖； 圖7g係根據本發明之—第二替代實施例組態之一「[」 形可移除阻流器部分之一截面圖； 圖7h係根據本發明之一第三替代實施例組態之一「ι」 形可移除阻流器部分之一截面圖； 圖8 a係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱器之 一剖視等軸視圖’其特定而言將該加熱器圖解說明為裝備 有一伸長之波導發射器，該伸長之波導發射器在該發射器 之相對側上具有交錯之發射開口； 圖8b係圖8a中繪示之波導發射器之一放大局部視圖，其 特定而言圖解說明發射開口之組態及界定發射開口之側壁 之厚度； 160980.doc -117· 201240528 圖9a係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱系統 之一側視圖，其特定而言圖解說明用於將微波能遞送至微 波加熱器之一微波分佈系統； 圖9b係圖9a中繪示之微波加熱器之一俯視剖視圖，其特 定而言將微波分佈系統圖解說明為包含在該微波加熱器之 一個侧上之一個TMflfc發射器對及在該微波加熱器之相對側 上之一第二ΤΜβδ發射器對； 圖9c係圖解說明由術語「相對側」及「相同側」所意指 之内容之一圖示； 圖9d係圖解說明由術語「軸向對準」所意指之内容之一 圖示； 圖9e係根據本發明之一項實施例組態之一微波發射及反 射或散射系統之一局部剖視等軸視圖，其特定而言圖解說 明類似於圖9b中繪示之發射系統但亦包含與每一微波發射 器相關聯之一可移動反射器之一發射系統； 圖9f係適於在如本文中所闡述之一微波加熱系統中使用 之一反射器之一項實施例之一等軸視圖，其特定而言將該 反射器圖解說明為具有帶有一第一組態之一凹部之一非平 面反射表面； 圖9g係適於在本文中所闡述之一微波加熱系統中使用之 一反射器之另一實施例之一等軸視圖，其特定而言將該反 射器圖解說明為具有帶有一第二組態之一凹部之一非平面 反射表面； 圖9h係適於在本文中所闡述之一微波加熱系統中使用之 160980.doc -118- 201240528 一反射器之一項實施例之一側視正視圖，其特定而言圖解 說明反射器表面之曲率； 圖9i係先前在圖％中繪示之一微波發射器與反射器對之 一放大剖視等轴視圖’其特定而言圖解說明用於提供反射 器之振盪移動之一致動器系統； 圖1 〇a係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱系 統之一側視圖，其特定而言圖解說明裝備有複數個1厘“阻 障總成之一微波分佈系統； 圖10b係圖l〇a中繪示之TMafc阻障總成中之一者之一軸向 截面圖’其特定而言將該阻障總成圖解說明為具有兩個浮 動密封窗及在阻障總成與其間耦合有該阻障總成之波導之 接面附近之阻抗變換直徑臺階式改變； 圖10c係在圖1 〇a中繪示之微波加熱系統之一端視圖，其 中一木材束接納於微波加熱器之内部中，該圖特定而言將 β玄微波加熱器圖解說明為裝備有在該加熱器之相對側上之 分裂微波發射器及用於光柵化自該等分裂發射器發射之微 波能之可移動反射器； 圖10d係圖10c中繪示之分裂發射器中之一者之一放大側 視圖，其特定而言圖解說明自分裂發射器發射之兩個單獨 微波能分率之發射角； 圖l〇e係用於使一反射器移動之一系統之一項實施例之 一放大視圖，其特定而言圖解說明用以致使該反射器之振 盪之一致動器及用於抑制其中該致動器穿透微波加熱器之 壁之位置處之流體洩漏之一伸縮囊； 160980.doc •119· 201240528 圖11 a係根據本發明之一項實施例組態之一微波加熱系 統之一示意性俯視圖，其特定而言將該加熱系統圖解說明 為包含用於以一交替方式將微波能路由至不同微波發射器 之複數個微波切換器； 圖1 lb係根據本發明之一替代實施例組態之一微波加熱 系統之一 7F意圖，其特定而言將該加熱系統圖解說明為包 含用於以一交替方式將微波能路由至不同微波發射器之複 數個微波切換器； 圖12係一木材束之一示意性表示’其特定而言圖解說明 在判定如實例1中所闡述之内部表面溫度時利用之組態； 圖13係併入有自圖12中所展示之合成束之表面B，至D，獲 得之熱資料之一累積頻率直方圖； 圖14係圖解說明由如實例2中所闡述之一經乙醯化木材 束之推測熱資料產生之一預測溫度分佈之一累積頻率直方 圖； 圖1 5a係圖解說明在不使用可移動反射器之情況下加熱 之一木材束之溫度分佈之一累積頻率直方圖； 圖15b係圖解說明使用可移動反射器加熱之一木材束之 溫度分佈之一累積頻率直方圖； 圖16a係圖解說明在無可移動反射器之情況下加熱之一 木材束之溫度分佈之一累積頻率直方圖； 圖16b係圖解說明在存在可移動反射器之情況下加熱之 一木材束之溫度分佈之一累積頻率直方圖； 圖17 a呈現預測一 TE丨〇阻障總成之峰值電場強度之一電 160980.doc -120· 201240528 腦模擬之結果； 圖17b呈現預測一 TMQ1阻障總成之峰值電場強度之一電 腦模擬之結果； 圖18係依據一 TE10及一TM()1微波阻障總成兩者内之能量 - 位準之崩潰壓力之一圖形比較； . 圖19a呈現預測接近不包括一微波阻流器之一微波容器 之一門及本體凸緣處之電場強度之一電腦模擬之結果；及 圖19b呈現預測接近不包含一微波阻流器之一微波容器 之一門及本體凸緣處之電場強度之一電腦模擬之結果，其 特定而言圖解說明阻流器防止或實質上最小化微波自容器 :¾漏之能力。 【主要元件符號說明】 10 20 22 24 26 28 29 30 32 34 36 38 木材處理設施 化學改質系統 化學改質反應器 反應器加熱系統 選用反應器加壓/減壓系統 反應器入口門/第一反應器入口門 選用反應器出口門 加熱系統 加熱器 能源 選用加熱器加壓/減壓系統 開放加熱器入口門 160980.doc -121 - 201240528 39 選用加熱器出口門 40 輸送系統 42a 輸送段 42b 輸送段 42c 輸送段 42d 輸送段 42e 輸送段 60a 原始材料儲存區域 60b 成品材料儲存區域 102 木材束 110 木材處理設施 122a 反應器 122b 反應器 122n 反應器 128a 門 128b 門 128n 門 132a 加熱器 132b 加熱器 132n 加熱器 138a 門 138b 門 138n 門 140 可旋轉平臺/轉臺 160980.doc - 122- 201240528 160 儲存區域 210 木材處理設施 222a 化學改質反應器 222η 化學改質反應器 228a 反應器入口門 228η 反應器入口門 229a 選用反應器出口門 229η 選用反應器出口門 232a 加熱器 232b 加熱器 232n 加熱器 238a 加熱器入口門 238b 加熱器入口門 238n 加熱器入口門 239a 選用加熱器出口門 239b 選用加熱器出口門 239n 選用加熱器出口門 240 輸送系統 242a 段 242b 段 242c 段 242d 段 242e 段 242f 段 160980.doc -123- 201240528 242g 段 242h 段 242i 段 242j 段 244a 段 244b 段 244c 段 244d 段 244e 段 322 化學改質反應器 328 反應器入口門 329 反應器出口門 332 加熱器 338 加熱器入口門 339 加熱器出口門 342a 直立壁 342b 直立壁 342c 直立壁 342d 直立壁 343 鼓風板或鼓風壁 344 天花板結構 349 蒸汽出口管道 349a 蒸汽出口管道 349b 蒸汽出口管道 -124- 160980.doc 201240528 349c 蒸汽出口管道 360 蒸汽容納室 361 傳送區 370a 中心伸長轴/通氣孔 370b 中心伸長軸/通氣孔 399 輸送路徑 400 產品蒸汽移除系統或結構 402 通氣系統 404 通氣罩 406 通氣室 408 通氣室出口 409 門 410 真空產生器 412 處理裝置 414 引流器 416 木材處理設施/木材處理系統 420 微波加熱系統 422 微波產生器 430 微波加熱器 440 微波分佈系統 442 波導 444a 微波發射器 444b 微波發射器 444c 微波發射器 160980.doc -125 - . 201240528 446 微波模式轉換器/模式举 450 選用真空系統 530 微波加熱器 531 本體側密封表面 532 容器本體 533 門側密封表面 534 門 535 中心伸長軸 536 微波加熱器之内部 631 本體側密封表面 632 容器本體 633 門側密封表面 634 門 650 微波阻流器 651 可移除部分 652 第一徑向延伸阻流器腔 653a 可移除阻流器段 653b 可移除阻流器段 653c 可移除阻流器段 653d 可移除阻流器段 653e 可移除阻流器段 654 第二徑向延伸阻流器腔 656 徑向延伸阻流器導流壁 660 選用流體密封構件 160980.doc • 126· 201240528 670 經隔開之開端式間隙 690 第一阻流器腔之延伸之方向 692 第二阻流器腔之延伸之方向 702 木材束 720 微波加熱系統 730 微波加熱器 738 加熱器入口門 739 束接納空間/選用加熱器出口門 740 微波分佈系統 760 經伸長之波導發射器 764a 實質上平面側壁 764b 實質上平面側壁 764c 實質上平面側壁 764d 實質上平面側壁 767a 經伸長之槽/發射開口 767b 經伸長之槽/發射開口 767c 經伸長之槽/發射開口 767d 經伸長之槽/發射開口 767e 經伸長之槽/發射開口 780a 發射對或開口對 780b 發射對或開口對 820 微波加熱系統 830 微波加熱器 831 外部側壁 160980.doc -127- 201240528 831a 側壁 831b 側壁 835 伸長軸 835a 伸長軸 838 加熱器入口門 839 中點 840 微波分佈系統 841a 經隔開之發射開口 841b 經隔開之發射開口 842a 波導/波導段 842b 波導/波導段 842c 波導/波導段 842d 波導/波導段 843a TMafc波導段 843b TMfl6波導段 843c ΤΜαΛ波導段 843d TMfl6波導段 844 微波發射器 844a 微波發射器 844b 微波發射器 844c 微波發射器 844d 微波發射器 845 開放出口 /發射開口 845a 開放出口 /發射開口 160980.doc - 128- 201240528 845b 開放出口 /發射開口 845c 開放出口 /發射開口 845d 開放出口 /發射開口 846 發射器 846a 發射器 846b 發射器 850a 模式轉換器 850b 模式轉換器 850c 模式轉換器 850d 模式轉換器 890 反射器 890a 可移動反射器 890b 可移動反射器 890c 可移動反射器 890d 可移動反射器 891a 反射表面 891b 反射表面 891c 反射表面 891d 反射表面 892 支撐臂 893 振盪轉軸 893a 凸部 893b 凸部 894 槓桿臂 160980.doc •129· 201240528 895 線性轉軸 896 輪 897 植軸 898 馬達 899 反射器驅動器系統/致動器 902 木材束 920 微波加熱系統 928 入口門 930 微波加熱器 931 外部側壁 933 側壁 938 加熱器入口門 939 加熱器出口門 940 微波分佈系統 941a 發射開口 941b 經隔開之發射開口 941c 經隔開之發射開口 941d 經隔開之發射開口 942 波導段 942a 上游TM&波導段 942b 上游ΤΜαί)波導段 942c 上游TMflA波導段 942d 上游TMw波導段 942e 上游ΤΜα6波導段 160980.doc -130- 201240528 942f 上游TMa6波導段 942g 上游ΤΜα6波導段 942h 上游ΤΜα6波導段 942i 下游ΤΜαΑ波導段 942j 下游TMa,波導段 942k 下游ΤΜαέ波導段 9421 下游ΤΜαΑ波導段 942x 波導段 942y 波導段 942z 波導段 943a TEy波導段 943b TEy波導段 944 分裂發射器 944a 第一分裂發射器 944h 第二分裂發射器 945a 排放開口 945b 排放開口 945c 排放開口 945d 排放開口 947a 模式轉換器 947b 模式轉換器 947c 模式轉換器 947d 模式轉換器 948 延伸轴 -131 - 160980.doc 201240528 949 至TEy模式轉換分裂器 950a 外部TE„至TMa6模式轉換器 950b 外部TE”至TMafc模式轉換器 950c 外部ΤΕΧ>)至TMflA模式轉換器 950d 外部ΤΕΧ>)至模式轉換器 951 入口或開口 /無阻礙束接納空間 960 致動器 961 固定部分 963 可延伸部分 964 伸縮囊結構 970 阻障總成 970a 阻障總成 970b 阻障總成 970c 阻障總成 970d 阻障總成 970h 阻障總成 972a 密封窗構件 972b 密封窗構件 972c 密封窗構件 972d 密封窗構件 973 阻障殼體 973a 第一或入口區段 973b 選用第二或中間區段 973c 第三或出口區段 160980.doc -132- 201240528 974a 阻抗變換直徑臺階式改變 974b 阻抗變換直徑臺階式改變 975a 第一 ΤΜα6波導段 975b 第二ΤΜβέ波導段 980 支撐臂 982a 彈性環 982b 彈性環 984a 彈性環 984b 彈性環 990 可移動反射器 990a 可移動反射器 990b 可移動反射器 990c 可移動反射器 990d 可移動反射器 991 反射器表面 1020 微波加熱系統 1022a 微波產生器 1022b 微波產生器 1022c 微波產生器 1022d 微波產生器 1030 微波加熱器 1040 微波分佈系統 1044a 微波發射器 1044b 微波發射器 -133- 160980.doc 201240528 1044c 微波發射器 1044d 微波發射器 1044e 微波發射器 1044f 微波發射器 1044g 微波發射器 1044h 微波發射器 1046a 微波切換器 1046b 微波切換器 1046c 微波切換器 1046d 微波切換器 1050a 發射器對 1050b 發射器對 1050c 發射器對 1050d 發射器對 1050e 發射器對 1050f 發射器對 1050g 發射器對 1050h 發射器對 1060 控制系統 1304 合成束 A 第一微波發射器組/堆疊 B 第二微波發射器組/堆疊 B, 内部表面 C 堆疊 160980.doc -134- 201240528 C' D D' 内部表面 堆疊 内部表面 160980.doc -135-