TWI829273B - 連續式微波加熱系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種連續式微波加熱系統，包括：一加熱腔體，該加熱腔體內具有微波功率源，在相對兩側各具有一入料開口與一出料開口；一第一微波抑制腔體，與該加熱腔體的該入料開口對接，該些微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一第二微波抑制腔體，與該加熱腔體的該出料開口對接，該些微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一輸送帶，用於輸送需要被微波加熱的一物料，進入該第一微波抑制腔體，再進入該加熱腔體，最後進入到該第二微波抑制腔體後輸出；以及一加料裝置，設置於該第一微波抑制腔體或該第二微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有一微波吸收材料。該連續式微波加熱系統可安全地使用，且將各種物料快速地加熱，且快速地將降溫取出。

Description

連續式微波加熱系統

本發明係有一種連續式微波加熱系統，更特別是有關於一種可以安全使用且快速升降溫的連續式微波加熱系統。

傳統加熱方式，例如火焰、熱風、電熱、蒸汽等，都是利用熱傳導的原理將熱量從被加熱物外部傳入內部，逐步使物體中心溫度升高。要使物質中心部位達到所需的溫度，需要一定的時間，導熱性較差的物體所需的時間就更長。

微波是頻率在300MHz到300GHz的電磁波，通常是作為資訊傳遞而用於雷達、通訊技術中。近年來也應用在各種工農業上，用於加熱、乾燥或裂解物質。常用的微波功率頻率是915MHz和2450MHz，可以使極性物質分子之間互相摩擦產生熱量及發熱。使用中，可根據加熱材料的形狀、大小、含水量來選擇。微波加熱是使被加熱物本身成為發熱體，不需要熱傳導的過程，內外同時加熱，因此能在短時間內達到加熱效果。且微波加熱時，物體各部位通常都能均勻滲透電磁波，產生熱量，因此均勻性大大改善。在微波加熱中，微波能只能被加熱物體吸收而生熱，加熱室內的空氣與相應的容器都不會發熱，所以熱效率極高，生產環境也明顯改善。

在過去的微波加熱設備中，並不是所有的物料能有效地吸收微波，另一方面，物料被加熱到高溫後，要取出通常要一段時間。

有鑑於上述問題，有必要提出一種可以快速升降溫的連續式微 波加熱系統，以解決上述問題。

本發明之主要目的係在於提出一種可以在連續入出料安全的使用，且快速升降溫的連續式微波加熱系統，特別是當物料希望被加熱到100度以上的高溫，被快速升溫與降溫而安全地取出。

為實現上述主要目的，本發明提出一種連續式微波加熱系統，包括：一加熱腔體，該加熱腔體內具有微波功率源，在相對兩側各具有一入料開口與一出料開口；一第一微波抑制腔體，與該加熱腔體的該入料開口對接，該些微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一第二微波抑制腔體，與該加熱腔體的該出料開口對接，該些微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一輸送帶，用於輸送需要被微波加熱的一物料，進入該第一微波抑制腔體，再進入該加熱腔體，最後進入到該第二微波抑制腔體後輸出；以及一加料裝置，設置於該第一微波抑制腔體或該第二微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有一微波吸收材料。

根據本發明之一特徵，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為水，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。

根據本發明之一特徵，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係選自碳黑、碳化矽、 活性碳之一，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。

根據本發明之一特徵，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為氧化物材料，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。

根據本發明之一特徵，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為金屬條或金屬顆粒之一，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。

根據本發明之一特徵，該輸送帶上被微波加熱的物料在加熱腔體內被加熱到120度以上。

根據本發明之一特徵，該加料裝置係設置於該第二微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為水，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。

根據本發明之一特徵，噴灑到該輸送帶上的該微波吸收材料的重量係少於在該輸送帶上的該物料的重量的五分之一。

根據本發明之一特徵，該輸送帶上被微波加熱的物料在被該第二微波抑制腔體內部的該加料裝置噴灑水後，其溫度降低到60度以下。

根據本發明之一特徵，該些微波抑制腔體兩側設置有軟性導電材料，該軟性導電材料吊掛在該些微波抑制腔體上垂降下來。

綜上所述，本發明之可以快速升降溫的連續式微波加熱系統，具有以下功效：1.系統容易加工製造； 2.系統製造成本降低；3.物料快速升降溫；且4.達到微波能量安全值。

100:連續式微波加熱系統

110:加熱腔體

112a:入料開口

112b:出料開口

120:微波功率源

122:微波能量

130a:第一微波抑制腔體

130b:第二微波抑制腔體

134a、134b:軟性導電材料

135:添加裝置

136:添加裝置

137:噴灑方向

138:噴灑方向

140:排氣模組

150:輸送帶

180:物料

H:高度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖為連續式微波加熱系統之實施例的結構側面示意圖。

第2圖為本發明之連續式微波加熱系統之第一微波抑制腔體實施例的結構側面示意圖。

第3圖為本發明之連續式微波加熱系統之第二微波抑制腔體實施例的結構側面示意圖。

雖然本發明可表現為不同形式之實施例，但附圖所示者及於本文中說明者係為本發明可之較佳實施例。熟習此項技術者將瞭解，本文所特定描述且在附圖中繪示之裝置及方法係考量為本發明之一範例，非限制性例示性實施例，且本發明之範疇僅由申請專利範圍加以界定。結合一例示性實施例繪示或描述之特徵可與其他實施例之諸特徵進行結合。此等修飾及變動將包括於本發明之範疇內。

微波對不同性質的物料有不同的作用，對乾燥作業有利。因為水分子對微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多於含水量較低的部位這就是選擇加熱的特點。烘乾木材、紙張等產品時，利用這 一特點可以做到均勻加熱和均勻乾燥。值得注意的是有些物質當溫度愈高、吸收性愈好，造成惡性循環，出現局部溫度急劇上升造成過乾，甚至炭化，對這類物質進行微波加熱時，要注意制定合理的加熱製程。

現請參考第1圖，其為連續式微波加熱系統100之實施例的結構側面示意圖。該連續式微波加熱系統100，包括：一加熱腔體110、一第一微波抑制腔體130a、一第二微波抑制腔體130b、依排氣模組140以及一輸送帶150。圖中黑色箭頭為一物料180的行進方向。

線請圖時參考第2圖為本發明之連續式微波加熱系統之第一微波抑制腔體實施例的結構側面示意圖，與第3圖為本發明之連續式微波加熱系統之第二微波抑制腔體實施例的結構側面示意圖。其更清楚說明該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b的實施方式。圖中黑色箭頭為該物180料行進方向。

該加熱腔體110內具有複數個微波功率源120，在相對兩側各具有一入料開口112a與一出料開口112b，其中該入料開口112a與該出料開口112b的高度介於3公分至50公分。該些微波功率源120提供微波能量122到該加熱腔體110內，該微波功率源120的微波頻率係選自950MHz、2450MHz或5800MHz之一。由於該加熱腔體110具有該入料開口112a與該出料開口112b，所以該加熱腔體110需要連結該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b，防止微波能量由該加熱腔體110的該入料開口112a與該出料開口112b洩漏出去。

該第一微波抑制腔體130a，與該加熱腔體110的該入料開口112a對接，該第一微波抑制腔體130a內包含複數個抑制結構；該第二微波抑制腔體130b，與該加熱腔體110的該出料開口112b對接，該些微波抑制腔體130b內包含複數個抑制結構132。該入料開口112a與該出料開口112b的高度H係介於3公分至50公分之間。較佳地，該開口的高度係 介於5公分至20公分之間。

該輸送帶150，用於輸送需要被微波加熱的該物料180，進入該第一微波抑制腔體130a，再進入該加熱腔體110，最後進入到該第二微波抑制腔體130b後輸出。該輸送帶150上承載有受微波加熱的該物料180。該輸送帶150可以是連續輸送，或是步進式輸送。連續輸送是指，固定傳送速度往前傳送；步進式輸送是指，每次傳送會前進一段距離，停留一段時間。第1圖中黑色箭頭即為該物料180行進方向。由於受加熱的該物料180為任何物料，例如汙泥、土壤、陶瓷、食品、蔬果等塊狀物料或粉體物料。

該排氣模組140連接於該加熱腔體110之上。該些微波功率源120提供微波能量122給該加熱腔體110，以加熱受微波照射的該物料180。受加熱的該物料180在該加熱腔體110內若加熱時候會產生氣體，則該排氣模組140用於將該物料180所產生的氣體排出該加熱腔體110之外。

在第2圖與第3圖中，該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b內包含複數個抑制結構132。該些抑制結構132係由上而下地設置在該些微波抑制腔體130上。該些抑制結構132亦可以在該些微波抑制腔體130內部上下左右。需注意的，該些抑制結構132的長度小於該些微波抑制腔體130的高度。且，該些抑制結構132不接觸到該輸送帶150。

在一實施例中，該些抑制結構132係為金屬片狀，較佳係為複數個金屬片狀。在另一實施例中，該些抑制結構132是軟性材質，但可以吸收微波的軟性材質，例如含碳的軟性材質。在一實施例中，該些抑制結構132係為整面可以吸收微波的軟性材料，由下而上有多段裁剪分開。亦即是，該些抑制結構132是一整片的抑制結構，經過裁剪成多片狀，由上而下地4吊掛在該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b的上方以垂吊下來。受加熱的物料180於該輸送帶150行進受熱時候，可以 推開該些抑制結構132。

該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b最外側的兩端設有軟性導電材料134a，吊掛在該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b上垂降下來。且，該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b與該加熱腔體110的對接處設置有軟性導電材料134b，吊掛在該些微波抑制腔體130上垂降下來。該第一微波抑制腔體130a與該第二微波抑制腔體130b最外側的兩端更設有可開合的金屬閘門(未顯示於圖中)。在一實施例中，該輸送帶150上被微波加熱的物料180在該加熱腔體110內被加熱到120度以上。

在第2圖中，一第一加料裝置135，設置於該第一微波抑制腔體130a內部的上方，該第一加料裝置135內含有一微波吸收材料。該第一加料裝置135將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180，噴灑方向137如第2圖的空心箭頭所示，亦即噴灑方向137大致朝下。噴灑到該輸送帶150上的該微波吸收材料的重量係少於在該輸送帶150上的該物料180的重量的五分之一。該第一加料裝置135所放出的該微波吸收材料更可以有效地吸收該加熱腔體110的該入料開口112a洩漏出來的微波，讓微波洩漏量降到需要的安全值以下。

在第3圖中，一第二加料裝置136，設置於該第二微波抑制腔體130b內部的上方，該第二加料裝置136內含有一微波吸收材料。該第二加料裝置136將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180，噴灑方向138如第3圖的空心箭頭所示，亦即噴灑方向138大致朝下。噴灑到該輸送帶150上的該微波吸收材料的重量係少於在該輸送帶150上的該物料180的重量的五分之一。該第二加料裝置136所放出的該微波吸收材料更可以有效地吸收該加熱腔體110的該出料開口112b洩漏出來的微波，讓微波洩漏量降到需要的安全值以下。

在第一加料裝置135與該第二加料裝置136內含的該微波吸收材料係選自於含碳物質、金屬顆粒或金屬氧化物粉末，與其混合物。其中含碳物質可選用碳黑、石磨、活性碳及碳纖維等，與其混合物；金屬顆粒可選用碳素鐵、鎳銅鋅鐵氧磁體、鎳鋅鐵氧磁體、錳鋅鐵氧磁體或相關金屬物質或奈米金屬物質，或其混合物；金屬氧化物粉末可選用氧化鎂、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇、氧化鋁、氧化矽、氧化鐵、氧化鋯、氧化釩、氧化鐵、氧化鈦、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇、碳酸鋁等，具有高介電常數的氧化物或碳氧化物材料，與其混合物。

在一實施例中，該第一加料裝置135內含有的該微波吸收材料係為水，將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180；在一實施例中，該第一加料裝置135內含有的該微波吸收材料係選自碳黑、碳化矽、活性碳之一，將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180；在一實施例中，該第一加料裝置135內含有的該微波吸收材料係為氧化物材料，將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180；在一實施例中，該第一加料裝置135內含有的該微波吸收材料係為金屬條或金屬顆粒之一，該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180。

在一實施例中，該第二加料裝置136內含有的該微波吸收材料係為水，將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180。該輸送帶150上被微波加熱的物料180在被該第二微波抑制腔體130b內部的該第二加料裝置136噴灑水後，其溫度降低到60度以下。在一實施例中，該第二加料裝置136係為塑膠軟管或玻璃管。該第二加料裝置136內該微波吸收材料係選自水、冷凍劑或離子水之一。該第二加料裝置135係環繞在該第二微波抑制腔體130b的周圍，具有複數個孔洞(未顯示)，用以將微波吸收材料噴灑到該輸送帶150上被微波加熱的該物料180。該第二加料裝置136較佳係為水形成的水圈，流經一冷卻裝置(未顯示於圖 中)再進入該第二加料裝置136以達到一個降溫循環。噴灑到該輸送帶150上的該微波吸收材料的重量係少於在該輸送帶150上的該物料180的重量的五分之一。該加料裝置的該微波吸收材料更可以有效地吸收該加熱腔體110的該入出料開口洩漏出來的微波，讓微波洩漏量降到需要的安全值以下。

綜上所述，本發明之出口物料可以快速降溫的連續式微波加熱系統，具有以下功效：：1.系統容易加工製造；2.系統製造成本降低；3.出口物料快速降溫；且4.達到微波能量安全值。

雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型式的修正與變化，而不會破壞此發明的精神。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:連續式微波加熱系統

110:加熱腔體

112:開口

120:微波功率源

122:微波能量

130a:第一微波抑制腔體

130b:第二微波抑制腔體

140:排氣模組

150:輸送帶

155:滾輪

180:物料

H:高度

Claims (10)

1. 一種連續式微波加熱系統，包括：一加熱腔體，該加熱腔體內具有微波功率源，在相對兩側各具有一入料開口與一出料開口；一第一微波抑制腔體，與該加熱腔體的該入料開口對接，該第一微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一第二微波抑制腔體，與該加熱腔體的該出料開口對接，該第二微波抑制腔體內包含複數個抑制結構；一輸送帶，用於輸送需要被微波加熱的一物料，進入該第一微波抑制腔體，再進入該加熱腔體，最後進入到該第二微波抑制腔體後輸出；以及一加料裝置，設置於該第一微波抑制腔體或該第二微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有一微波吸收材料；其中，該加料裝置係設置於該第二微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為水，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。
2. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為水，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。
3. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係選自碳黑、碳化矽、活性碳之一，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。
4. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為氧化物材料，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。
5. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該加料裝置係設置於該第一微波抑制腔體內部的上方，該加料裝置內含有的該微波吸收材料係為金屬條或金屬顆粒之一，該加料裝置將該微波吸收材料噴灑添加到該輸送帶上被微波加熱的該物料。
6. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該輸送帶上被微波加熱的物料在加熱腔體內被加熱到120度以上。
7. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該第二加料裝置係為塑膠軟管或玻璃管。
8. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，噴灑添加到該輸送帶上的該微波吸收材料的重量係少於在該輸送帶上的該物料的重量的五分之一。
9. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該輸送帶上被微波加熱的物料在被該第二微波抑制腔體內部的該加料裝置噴灑水後，其溫度降低到60度以下。
10. 如請求項1所述之連續式微波加熱系統，其中，該些微波抑制腔體兩側設置有軟性導電材料，該軟性導電材料吊掛在該些微波抑制腔體上垂降下來。