[发明专利]微波复合加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波复合加热炉，通过使用微波和外部加热(例 如燃烧器)的组合来对加热物体进行加热。

背景技术

众所周知，自从1980年以来，高功率的微波发射到加热物体进 行加热，以便提供例如：

(1)更低反应温度；

(2)更短反应时间；

(3)产生高纯度的材料(反应选择性)。

这些性能不同于通过火焰或高温气体进行常规加热而获得的那 些化学和物理性能。这些性能被称为“微波效应”，该“微波效应” 是由于在电磁能释放成热量之前微波电磁能直接作用在物质的分子 结构上而引起的。很多领域已经进行了很多尝试来应用这种效果。

如图4(A)所示，在加热炉只通过微波来提供加热操作的情况 下，为了提供相同量的热能，用于供给微波能的设备(微波源)所需 的成本比外部加热类型的设备(例如气体燃烧器)要高1digit，因此 需要高得多的成本。例如，在专利文献1所述的技术中，使用这样的 结构，它使得微波能够穿过绝热材料和耐热材料，从而进入炉体的内 部。因此，如图4(B)所示的方法提出使用微波和常规外部加热的 组合，该常规外部加热使用诸如燃烧器的热源，因此该方法有较低的 装置和运行成本(例如，专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请文献公开号2002-130960

专利文献2：日本未审查专利申请文献公开号2013-216943

非专利文献

非专利文献1：Roy,R.,Peelamedu,P.D.,Hurtt,L.,Cheng,J.P.和 Agrawal,D.的“Definitive experimental evidence for Microwave Effects: Radically new effects of separated E and H field,such as decrystallization of oxides in seconds”,Mat.Res.Innovat.,Innoval,6,(2002)第128-140页

非专利文献2：B.C.Towe的“Induced Ultra-High Frequency Ultrasonic Vibration as the Driving Force for Reported Sub-Thermal Microwave Effects on Materials”，Materails Science and Technology(MS &T)，2009年10月25-29，Pittsburgh,PA.Copy Right MS&T09New Roles for Electric and Magnetic Fields

非专利文献3：M.C.Seele和B.Vural的“Wave Interactions in Solid State Plasmas”，McGrow Hill(1968)，第8-9章

非专利文献4：Landau Lifshitz(Satou Tsunezo翻译)的“Dansei Riron”，Tokyo Tosho，第192-193页。

本发明要解决的技术问题

本发明人对于微波效应进行了以下研究。

研究反应速度的过渡状态理论的应用已经扩展至固相、液相和表 面以及光化学、催化剂和同位素。自1980以来，在使用微波或各种 化学反应的烧结中，已经发现了称为微波效应或者非热效应(例如减 小活化能)或者快速和选择性化学反应(该化学反应不能在一般加热 操作中产生)的现象。在2002年，R.Roy等人显示了一项试验结果， 微波效应的奥秘存在于弛豫过程中，实质上是电磁波能量释放成热 量，该热量是具有高度无序性的动能(非专利文献1)。在2009年， B.C.Towe指出了“在高温范围中的微波和超声波产品之间的相似性” (非专利文献2)。这种研究的目的是通过将过渡状态理论应用于称为 微波干扰的非平衡系统而解释试验结果。