一種微波與發(fā)熱子混合加熱式加熱腔及其制備方法，屬于微波加熱技術(shù)領(lǐng)域。所述的微波與發(fā)熱子混合加熱式加熱腔由吸波發(fā)熱子、發(fā)熱子載板和透波好的隔熱保溫層組成，其制作方法是將相同形狀和尺寸的吸波發(fā)熱子鑲嵌固定在發(fā)熱子載板上，并在背向發(fā)熱子載板的另一面包覆隔熱保溫層。本發(fā)明專利技術(shù)很巧妙的實現(xiàn)了微波加熱與發(fā)熱子加熱兩種方式的混合加熱，并且兩種方式的加熱功率可進行自動調(diào)節(jié)和人工調(diào)節(jié)，因此本發(fā)明專利技術(shù)克服了純微波加熱和純傳統(tǒng)發(fā)熱元件加熱的不足，不僅具有發(fā)熱面積大，熱效率高（物料內(nèi)外同時加熱），加熱均勻，制造成本低，壽命長，容易更換，便于維護和維修的優(yōu)點，而且可實現(xiàn)超快速和超高溫加熱，節(jié)能效果極為突出，經(jīng)濟效益顯著。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是一種加熱腔，具體是涉及一種微波與發(fā)熱子混合加熱式加熱腔及其制備方法， 其屬于微波加熱
技術(shù)介紹
目前，微波能作為一種新型的熱源形式，已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于加熱領(lǐng)域，例如食品、造紙、木材、燒結(jié)等等。實際加熱應(yīng)用的微波通常是頻率為915MHz和2450MHz的電磁波。 微波加熱的簡單原理是其交變電磁場的極化作用使材料內(nèi)部的自由電荷重新排布及偶極子的 反復調(diào)旋，從而產(chǎn)生強大的振動和摩擦，在這一微觀過程中交變電磁場的能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi) 的熱能，導致介質(zhì)溫度升高，因此微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電磁場能量而自身發(fā)熱，它 不需要由表及里的熱傳導，因此微波加熱是內(nèi)加熱。然而，物質(zhì)吸收微波能的本領(lǐng)與該物質(zhì)的復介電常數(shù)有關(guān)，即損耗因子越大，吸收微波 的能力越強，因此微波加熱具有強烈的選擇性，即微波適合于加熱微波吸收材料，如SiC、 碳、鐵氧體、水、A1N、部分半導體陶瓷和金屬陶瓷、金屬微粉，等等，而微波則不能直接 加熱塊狀的金屬材料，因為金屬反射微波；微波也難于加熱很多絕緣體材料，例如玻璃、 塑料(如聚乙烯、聚苯乙烯等)、石英及部分陶瓷材料，因為這些材料對微波是"透明的"， 它們不吸收或者較少的吸收微波能量；微波更難于加熱大部分的氣體和液體，因為它們對微 波的"透明度"更高，因此對于這些材料微波的加熱效率會很低。傳統(tǒng)的加熱方式一般是通過發(fā)熱元件電阻絲、或硅碳棒、或硅鉬棒發(fā)熱，然后再通過熱 傳遞來間接加熱物料，故屬于外加熱，這種加熱方式對待加熱的物料一般沒有選擇性，但是 存在如下不足(1)發(fā)熱元件的發(fā)熱面積小、熱效率低、加熱速度慢、加熱均勻性差；(2) 電阻絲、硅碳棒和硅鉬棒等容易發(fā)生折斷，故使用壽命比較低；(3)加熱腔為固定形式，難 于更換，因此當加熱小尺寸物料時會遇到加熱腔尺寸太大的問題，即大馬拉小車，從而造 成能源浪費。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服上述微波加熱方式和傳統(tǒng)發(fā)熱元件加熱的技術(shù)不足，提供一種微波 與發(fā)熱子混合加熱式加熱腔及其制備方法。本專利技術(shù)成功的克服了純微波加熱和純傳統(tǒng)發(fā)熱元 件加熱的不足，綜合了二者的優(yōu)點，不僅具有發(fā)熱面積大，熱效率高，加熱均勻，結(jié)構(gòu)簡單， 制造成本低，壽命長，容易更換，便于維護和維修的優(yōu)點，而且屬非接觸性加熱安全性好， 可以加熱包括金屬材料在內(nèi)的任何材料，可實現(xiàn)超快速(升溫速度可達1000。C/分以上)和 超高溫(160(TC以上)加熱，而且可根據(jù)待加熱物料的尺寸來選擇更換使用不同尺寸的加熱 腔，因此節(jié)能效果極為突出，經(jīng)濟效益顯著，既適合于實驗室加熱使用，又適合用于工業(yè)生產(chǎn)中的大規(guī)模加熱。本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的本專利技術(shù)所述的微波與發(fā)熱子混合加熱式 加熱腔由吸波發(fā)熱子、發(fā)熱子載板和透波好的隔熱保溫層組成，其中發(fā)熱子載板表面分布著 大量盲孔或通孔，孔與吸波發(fā)熱子的形狀和尺寸相同。本專利技術(shù)所述微波與發(fā)熱子混合加熱式 加熱腔的加熱原理是將本專利技術(shù)加熱腔置于微波場內(nèi)，從微波發(fā)生器發(fā)出的微波穿過透波性 好的隔熱保溫層，隨后部分微波直接被吸波發(fā)熱子所吸收而導致其迅速發(fā)熱升溫，而其余微 波則將主要以吸波發(fā)熱子之間的空間為通道，較為順利的穿過發(fā)熱子載板而被加熱腔內(nèi)的待 加熱物料所吸收，并導致物料實現(xiàn)自身發(fā)熱，與此同時，發(fā)熱子載板上的吸波發(fā)熱子發(fā)出的 熱量也會通過熱傳遞來加熱物料，同時加熱腔內(nèi)部的溫度也將迅速升高，并最終實現(xiàn)加熱目 的。其能量轉(zhuǎn)換、傳遞與物料加熱過程是"電能4微波能—熱能—熱傳遞—物料加熱"和/ 或"電能—微波能—物料加熱"。本專利技術(shù)很巧妙的實現(xiàn)了微波加熱與發(fā)熱子(即發(fā)熱元件) 加熱兩種方式的混合加熱，并且微波加熱和發(fā)熱子加熱在總加熱功率中所占比例的調(diào)節(jié)既可 以進行智能型自動調(diào)節(jié)，又可以方便的進行人工調(diào)節(jié)。所述的智能型自動調(diào)節(jié)是指(l)對于同一個加熱腔，當待加熱的物料吸波性能較差時， 第一次透過發(fā)熱子載板進入加熱腔的微波不能被物料充分吸收，而是在加熱腔內(nèi)經(jīng)過多次反 射或透射，并被吸波發(fā)熱子所吸收，這種情況下吸波發(fā)熱子作為主要熱源，它發(fā)出的熱量通 過熱傳遞導致加熱腔和物料迅速升溫，所以此時微波直接加熱物料的作用較小。但是隨著物 料溫度的升高， 一般而言物料的吸波性能也將提高，所以隨著物料溫度的升高，物料可以更 多的吸收微波而自身發(fā)熱，所以微波直接加熱物料的作用隨之逐漸增強，而吸波發(fā)熱子通過 熱傳遞加熱物料的作用則相對逐漸減小。(2)對于同一個加熱腔，當待加熱的物料吸波性能 較好時，第一次透過發(fā)熱子載板進入加熱腔的微波將在很大程度上被物料直接吸收而自身發(fā) 熱，這種情況下微波直接加熱物料和吸波發(fā)熱子通過熱傳遞加熱物料將共同起作用，兩者的 功率比重將取決于加熱子載板上加熱子的高度(即厚度)、密度和間距。同樣，隨著吸波發(fā) 熱子和物料溫度的升高，二者的吸波性能也將發(fā)生相對變化，所以隨著溫度的升高，微波直 接加熱物料的作用和吸波發(fā)熱子通過熱傳遞加熱物料的作用也會發(fā)生相應(yīng)的變化和調(diào)節(jié)。所述的人工調(diào)節(jié)是指對于同一種物料，微波直接加熱物料和吸波發(fā)熱子通過熱傳遞加 熱物料二者在總加熱功率(專指物料吸收的有效總功率)中所占的比例均可在0~100%的范圍 內(nèi)變化，但是二者功率之和為100%，其比例的調(diào)控可通過改變發(fā)熱子高度(即厚度)和它 在載板上所占面積的比例來實現(xiàn)，S卩發(fā)熱子高度和它在載板上所占面積越大，微波直接加 熱的功率比重越小，而發(fā)熱子通過熱傳遞加熱的功率比重則越大。發(fā)熱子在其載板上所占面 積比例的調(diào)節(jié)主要是通過改變載板上發(fā)熱子的間距、數(shù)量、形狀和尺寸。在發(fā)熱子形狀、尺 寸和載板上孔間距固定的情況下，發(fā)熱子在其載板上所占面積比例的調(diào)節(jié)可以通過改變載板 上發(fā)熱子的數(shù)量來實現(xiàn)。當整個加熱腔完全被加熱子載板所包圍，同時載板上的加熱子間距 相對于微波波長而言足夠小而且加熱子高度相對于微波的穿透能力而言足夠大時，物料將吸收不到微波，其加熱將完全依賴于吸波發(fā)熱子發(fā)熱和熱傳遞，此時吸波發(fā)熱子對物料加熱的 功率貢獻占物料吸收的有效總功率的100%,其能量轉(zhuǎn)換、傳遞與物料加熱過程是"電能4 微波能~>熱能4熱傳遞—物料加熱"。當載板上吸波加熱子很少甚至沒有時，物料的加熱將主 要通過直接吸收微波而自身發(fā)熱。所述的吸波發(fā)熱子是能夠高效吸收微波而發(fā)熱的SiC粉、C粉、CuO粉、Fe304粉和AlN 粉中的一種或一種以上的混合物。所述的發(fā)熱子載板是陶瓷纖維板或陶瓷板，優(yōu)選微波透過性好的陶瓷纖維板或陶瓷板， 例如硅酸鋁纖維板、石英纖維板、高鋁硅酸纖維板、含鉻(0203)硅酸鋁纖維板、含鋯(ZrCb) 硅酸鋁纖維板、多晶莫來石纖維板、多晶氧化鋁纖維板等。所述的隔熱保溫層是微波透過性好的陶瓷纖維棉、板或陶瓷板，例如硅酸鋁纖維棉和/ 或板、石英纖維棉和/或板、高鋁硅酸纖維棉和/或板、含鉻(Cr203)硅酸鋁纖維棉和/或板、 含鋯(Zr02)硅酸鋁纖維棉和/或板、多晶莫來石纖維棉和/或板、多晶氧化鋁纖維棉和/或板 等。所述的吸波發(fā)熱子的形狀是任意的，可以是小圓柱體、半圓柱體、長方體、立方體、三 棱柱、多棱柱、或其它形狀的柱體，圖1是本專利技術(shù)所述的吸波發(fā)熱子形狀的示意圖。所述吸 波發(fā)熱子的高度是lmm 3cm。所述吸波發(fā)熱子的橫截面積和發(fā)熱子間距在實際允許的合理范 圍內(nèi)是任意的。所述的微波與發(fā)熱子混合本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種微波與發(fā)熱子混合加熱式加熱腔，由吸波發(fā)熱子、發(fā)熱子載板和透波好的隔熱保溫層組成，其中發(fā)熱子載板表面分布著大量盲孔或通孔，孔與吸波發(fā)熱子的形狀和尺寸相同，吸波發(fā)熱子鑲嵌在發(fā)熱子載板表面的孔上，其中： （１）吸波發(fā)熱子是能夠高效吸收微 波而發(fā)熱的ＳｉＣ粉、Ｃ粉、ＣｕＯ粉、Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粉和ＡｌＮ粉中的一種或一種以上的混合物； （２）發(fā)熱子載板是陶瓷纖維板或陶瓷板，優(yōu)選微波透過性好的陶瓷纖維板或陶瓷板，例如：硅酸鋁纖維板、石英纖維板、高鋁硅酸纖維板、含鉻（Ｃｒ ↓［２］Ｏ↓［３］）硅酸鋁纖維板、含鋯（ＺｒＯ↓［２］）硅酸鋁纖維板、多晶莫來石纖維板、或多晶氧化鋁纖維板等； （３）隔熱保溫層是微波透過性好的陶瓷纖維棉、板或陶瓷板，例如：硅酸鋁纖維棉和／或板、石英纖維棉和／或板、高鋁硅酸纖維棉和／ 或板、含鉻（Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］）硅酸鋁纖維棉和／或板、含鋯（ＺｒＯ↓［２］）硅酸鋁纖維棉和／或板、多晶莫來石纖維棉和／或板、或多晶氧化鋁纖維棉和／或板等。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：申玉田，徐艷姬，王璽龍，申偲伯，申玉娟，王建軍，
申請(專利權(quán))人：徐艷姬，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。