[发明专利]一种带反射保护的微波反应装置

权利要求书

1.一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：包括微波发生器(22)、环形器(23)、水负载(24)、微波输送装置(25)和反应腔(26)；所述环形器(23)的第一端口连接微波发生器(22)；所述环形器(23)的第二端口连接微波输送装置(25)；所述微波输送装置(25)连接反应腔(26)；所述水负载(24)包括波导段(21)、超材料结构层(3)和吸收管(16)；所述波导段(21)一端连接环形器(23)的第三端口，另一端通过金属板封闭；所述波导段(21)内设有超材料结构层(3)；所述超材料结构层(3)中心设有容纳空间(4)；所述容纳空间(4)内设有沿着容纳空间(4)的内壁呈螺旋状延伸的吸收管(16)；所述吸收管(16)两端贯穿波导段(21)，且吸收管(16)内设有流动的水；所述超材料结构层(3)由外到内材料的相对介电常数渐变递增，使经过超材料结构层(3)的微波汇集在容纳空间(4)；所述超材料结构层(3)包括若干个由内到外依次嵌套的环柱(5)；所述容纳空间(4)为半径为r的圆柱空间；所述超材料结构层(3)的半径为R；所述超材料结构层(3)外部空间的相对介电常数为ε₀；所述超材料结构层(3)各位置点的相对介电常数构成阶梯函数，位置点与容纳空间(4)中心的距离为d，其中R＞d＞r；阶梯函数的每个阶梯和另构建的函数ε(d)＝ε₀(R/d)²相交。

2.根据权利要求1所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述环柱(5)上设有若干个中空腔(6)；所述中空腔(6)两端分别延伸至对应环柱(5)的顶底面。

3.根据权利要求2所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：位于外部的环柱(5)的中空腔(6)的截面大于位于内部的环柱(5)的中空腔(6)的截面。

4.根据权利要求3所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述环柱(5)上的中空腔(6)均匀间隔；每个环柱(5)上的中空腔(6)数量相等。

5.根据权利要求4所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述中空腔(6)的截面为圆形或椭圆形或多边形。

6.根据权利要求5所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述波导段(21)顶部设有开口(7)；所述开口(7)上设有压盖(8)；所述压盖(8)底部设有凹圆槽(9)；所述凹圆槽(9)配合在超材料结构层(3)顶部；所述超材料结构层(3)夹在压盖(8)和波导段(21)的底部之间。

7.根据权利要求6所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述压盖(8)内部设有连通腔(10)；所述凹圆槽(9)上设有若干个微孔(11)；所述微孔(11)使所有的中空腔(6)以及容纳空间(4)分别和连通腔(10)连通；所述压盖(8)上设有安全阀(12)；所述安全阀(12)用于连通腔(10)超压时泄压；所述超材料结构层(3)底部设有L定位板(13)；所述波导段(21)底部设有和L定位板(13)配合的L定位槽。

8.根据权利要求7所述的一种带反射保护的微波反应装置，其特征在于：所述吸收管(16)两端分别连有进管(17)和出管(19)；所述进管(17)和出管(19)外包裹有金属套。