[发明专利]用于材料的RF加热的施加器和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于施加射频(RF)功率以加热材料的方法和装置，更特别地，涉及加热包含于器皿中的材料的方法和装置。

背景技术

这里，“射频”被最宽泛地定义为包含具有比可见光长的波长的电磁波谱的任何部分。维基百科提供“射频”的定义为包括从3Hz到300GHz的范围，并定义以下子频率范围：

参照发明名称为“High-power Shaped-Beam，Ultra-Wideband Biconical Antenna”的美国专利No.5923299。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种射频加热器，该射频加热器包括用于包含要被加热的材料的器皿和射频加热天线或辐射表面(有时称为施加器)。

器皿具有限定储器的壁。可选地，可至少部分地通过射频辐射表面限定器皿壁。

射频辐射表面至少部分地包围储器。辐射表面包含相互电气隔离的两个或更多个周向延伸、周向分开的瓣。瓣被定位为辐照储器的至少一部分，并且适于与射频交流电流的源连接。

本发明的另一方面是一种射频加热器，该射频加热器包括：用于包含要被加热的材料的具有一般锥形壁的旋风器皿；和与一般锥形壁相邻延伸(running)的一般锥形缠绕射频辐射导体。该导体适于与射频交流电流的源连接以加热设置在锥形壁内的材料。

本发明的另一方面涉及一种加热例如烃-水或沥青-水处理流的油水处理流的方法。在该方法中，提供射频加热器和油水处理流。受益于该方法的油水处理流的非限制性例子是例如在从油砂、油页岩或其中油与矿基质结合的其它油层(oil formation)提取石油或石油产品的过程中产生的沥青水处理流。处理流被加热器辐照，由此加热处理流的水相。

附图说明

从本公开和附图，本发明的其它方面将是明显的。

图1是根据实施例的射频加热器的示意性透视图。

图2是根据实施例的射频加热器的示意性轴向截面图。

图3是美国专利6530484的图5的变型例，并且表示本公开的另一方面的示意性侧向透视图。

图4是本公开的另一方面的示意图。

图5是图4的实施例的平面图。

具体实施方式

现在，以下将参照表示本发明的一个或更多个实施例的附图更完整地描述本公开的主题。但是，本发明可以以许多不同的形式被实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。而是，这些实施例是具有由权利要求的语言指示的完整范围的本发明的例子。类似的附图标记始终表示类似的要素。

发明人设想例如分离器皿的锥形石油矿石器皿以加入RF加热天线。锥形结构可在以旋风分离器、絮凝器皿和滑槽等的形式进行材料处理中具有广泛的用途。设想的器皿的实施例是用于在处理和分离期间对石油矿石进行RF加热的锥形喇叭天线。

锥形天线可包含喇叭型天线、双锥偶极子天线和双锥环形天线(美国专利7453414)。锥形喇叭天线可以由扩口(flaring)TEM传送线形成，并且，如果喇叭壁包含驱动间断，那么可以是自激发型。

首先，参照图1，示出射频加热器10的实施例，其包括用于包含要被加热的材料14(在图2中示出)的器皿或罐12以及射频辐射表面16。

器皿12具有限定储器20的壁18。在图1所示的实施例中，辐射表面16是凹形的。在本实施例中，辐射表面16至少一般为锥形。作为替代方案，也可使用具有筒形、半球形、抛物面形、双曲线形、多边形或其它规则或不规则形状的辐射表面16。锥形辐射表面16从RF能量传送效率的观点看是有利的。如果辐射表面16被筒形处理罐支撑或者限定筒形处理罐，那么筒形辐射表面16会是有利的。

在图1所示的实施例中，储器20至少部分地由TEM天线或RF辐射表面16限定。RF辐射表面16至少部分地包围储器20，限定器皿壁18的至少一部分，并且，在示出的实施例中限定基本上整个器皿壁18。

在替代性实施例中，可通过部分地或完全地在辐射表面16的界限内的壁限定器皿12。例如，由不强烈地吸收由辐射表面16发射的RF辐射的材料制成的器皿可完全位于辐射表面16内，或者，其下部或上部可位于辐射表面16内，而器皿的其它部分处于被辐射表面16包围的体积外面。对于另一例子，辐射表面16可以是器皿壁18的内衬，或者部分地或完全地处于器皿壁18的界限内的结构。简言之，器皿12和辐射表面16可以是完全同延的、完全分离的或在任意相对程度上部分同延且部分分离的。