一種工業微波加熱設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及微波加熱裝置領域，特別地，涉及一種工業微波加熱設備。
【背景技術】
[0002] 工業微波設備中的微波發生元件一一磁控管屬大功率電子元件，發熱量大，單管 可達上千瓦，正常工作時需進行散熱降溫，家用和工業微波加熱設備的磁控管均需配備散 熱設備，同時工業微波設備由于存在微波反射問題，還配有專門用于吸收反射微波的水體 假荷載。
[0003] -些微波設備，如家用微波爐，其磁控管最大功率小，發熱量有限，且連續使用時 間短（最長不超過15min)，配備小規模散熱片的風冷方案即能滿足要求；工業微波設備持 續工作時間很長，可達數個小時乃至連續幾周工作，現有的風冷方案無法滿足其基本散熱 要求，需要配備具有大功率集中供冷方案才能穩定工作，冷卻效果好，但設備組成復雜，造 價高，對場地要求高，維護成本高。
[0004] 中小型工業微波設備，具有輕便、靈活、控制精度高等優點，其長時間高功率運轉 的特性對配套冷卻提出了苛刻要求，直接配置集中制冷與其小型化、便捷化的特性相矛盾。 工業實踐中一般配置多個小功率風冷式微波元件間交替間歇式工作進行協調，導致設備空 間利用率和自重的大幅度提高。同時，該類型設備存在功率控制精度無法提升、微波場分布 不均勻的問題，無法滿足高端工業應用的需要。
[0005] 微波設備工作時，微波元件自身發熱功率很大，如1500W磁控管滿負荷工作時，散 熱功率可達500W，實際應用中微波設備的磁控管待冷卻部位集成中控鋁質或銅質水冷套 管，套管內有持續流動的水流不斷將經由水冷套管傳導來的熱量帶走至集中降溫設備，一 般是噴淋或噴霧式冷卻塔，或者是冷媒壓縮式集中制冷裝置降溫后匯入冷水池，再從冷水 池經由水栗及管道驅動輸送至待冷卻部，完成整個冷卻循環，其缺點是需配置集中供冷系 統，包括管道系統、冷水池、冷卻塔/冷水機、伺服機構等設備，系統組成復雜，造價高；其中 使用冷卻塔的開放式集中冷卻系統還對水質有較高的要求，要求使用去離子水并要求定期 換水、清污，維護成本高；而使用壓縮冷媒式冷水機的系統，還存在制冷能耗大，成本高的問 題。也可以單個微波設備配置多個小功率風冷微波器件-在磁控管需降溫部位直接集成小 規模散熱鱗片，配合風機強制對流提供冷卻方案，多個微波源交替工作的方案，但該方案無 法精確控溫，同時無法做到均勻加熱，大大限制了微波設備在的高端領域的應用。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型目的在于提供一種結構精簡、控制方便且能實現高效散熱的工業微波 加熱設備，具體技術方案如下：
[0007] -種工業微波加熱設備，除了微波工業設備具備的加熱腔、保溫結構、磁控管微波 發生器、微波傳送波導外，還包括與所述磁控管微波發生器連接的冷卻裝置；
[0008] 所述冷卻裝置包括設置在所述磁控管微波發生器上的冷卻金屬套、熱量傳遞裝 置、通過所述熱量傳遞裝置與所述冷卻金屬套連接的冷風散熱裝置、用于強化所述冷風散 熱裝置冷卻效果的散熱強化裝置以及通過管道與所述散熱強化裝置連接的補水箱。
[0009] 以上技術方案中優選的，所述冷風散熱裝置包括散熱器以及設置在所述散熱器換 熱面一側的冷風機。
[0010] 以上技術方案中優選的，所述散熱強化裝置設置在所述散熱器換熱面的進風一 偵牝其包括通過涂抹、噴、淋、滴、滲及霧化中至少一種方式對所述散熱器的換熱表面進行增 濕的增濕器、將所述增濕器與所述補水箱連通的輸水管道以及與所述冷卻金屬套、散熱器 以及熱量傳遞裝置中的至少一種進行連接的溫控部件；
[0011] 所述冷卻風機設置在所述換熱器的出風側，其為能夠實現抽、引及排風作用的風 機；或者是，所述冷卻風機設置在所述換熱器進風一側，其為能實現向所述換熱器送風的風 機，且所述增濕器設置在所述散熱器與所述冷卻風機之間。
[0012] 以上技術方案中優選的，所述熱量傳遞裝置為無需循環栗驅動的熱管或使用循環 栗驅動的循環液冷部件；
[0013] 所述循環液冷部件為采用水作為冷卻液的開放式循環液傳熱部件或采用專用冷 卻液的封閉式循環液傳熱部件。
[0014] 以上技術方案中優選的，所述熱管的一端與所述冷卻金屬套連接，另一端與所述 散熱器連接；
[0015] 所述熱管與所述冷卻金屬套之間以及所述熱管與所述散熱器之間均采用滿焊接 或輔以導熱樹脂的密實接觸方式進行連接。
[0016] 以上技術方案中優選的，所述封閉式循環液傳熱部件包括由循環栗、熱水輸入管 道、冷水輸出管道和用于排空循環冷卻液的排液閥組成的管道系統以及用于盛放冷卻液的 冷卻液箱；
[0017] 所述排液閥設置在所述管道系統的最低處，其出口端直接與大氣連通；
[0018] 所述熱水輸入管道的一端連接所述冷卻金屬套的一端，其另一端連接所述散熱器 的一端；所述冷水輸出管道的一端連接所述冷卻金屬套的另一端，其另一端連接所述散熱 器的另一端；
[0019] 所述循環栗設置在所述冷水輸出管道或所述熱水輸入管道上；
[0020] 所述冷卻液箱通過管道與所述熱水輸入管道或所述冷水輸出管道連通。
[0021] 以上技術方案中優選的，所述開放式循環液傳熱部件包括由循環栗、熱水輸入管 道、冷水輸出管道和用于排空循環冷卻液的排液閥組成的管道系統；
[0022] 所述排液閥設置在所述管道系統的最低處，其出口端直接與大氣連通；
[0023] 所述熱水輸入管道的一端連接所述冷卻金屬套的一端，其另一端連接所述散熱器 的一端；所述冷水輸出管道的一端連接所述冷卻金屬套的另一端，其另一端連接所述散熱 器的另一端；
[0024] 所述循環栗設置在所述冷水輸出管道或所述熱水輸入管道上；
[0025] 所述熱水輸入管道或所述冷水輸出管道通過管道與所述補水箱連通。
[0026] 以上技術方案中優選的，所述溫控部件通過焊接或輔以導熱樹脂的密實接觸方式 設置在所述冷卻金屬套、散熱器、熱管、熱水輸入管道以及冷水輸出管道中任意一個的外壁 上。
[0027] 應用本實用新型的技術方案，具有以下有益效果：
[0028] 1、配套精簡，具體表現為：工業微波加熱設備除了微波工業設備必備的加熱腔、保 溫結構、磁控管微波發生器、微波傳送波導外，僅包括與所述磁控管微波發生器連接的冷卻 裝置；冷卻裝置包括冷卻金屬套、熱量傳遞裝置、冷風散熱裝置、散熱強化裝置以及補水箱， 不再需要冷卻塔、水冷機等額外冷卻設施，整體結構精簡，占用空間小。
[0029] 2、借助液體取得優異的冷卻效果，冷卻降溫效果好：機電設備的冷卻降溫領域， 根據公知知識，單位溫升單位體積液體和氣體能攜帶走的熱量，以水和空氣為例，分別為 4180J/L. K和44. 6J/L. K，相差近百倍。另一方面，以本實用新型中冷卻金屬套為銅材質為 例，相同的相對流動速度1. 2m/s下，水與銅之間的對流換熱系數約為4850W/m2. K，而相同流 速的空氣與銅的對流換熱系數約為40W/m2. K ;;因此水冷方案的冷卻效率遠高于風冷方案； 鑒于此事實，本實用新型選擇采用液冷方案，利用水流或冷卻液流動高效帶走熱量，起到對 微波元件的有效冷卻降溫作用。
[0030] 3、適合中小型微波工業設備，冷卻效率高，便于設備小型化，具體為：散熱器領域， 發生于散熱器上的熱交換過程有兩個，以本實用新型中冷卻金屬套為銅材質為例，相同的 相對流動速度1. 2m/s下，水與銅之間的對流換熱系數約為4850W/m2. K，而相同流速的空 氣與銅的對流換熱系數約為40W/m2. K ;出于消除換熱瓶頸的原因，常見散熱器的氣-固熱 交換界面規模都較大，散熱器的整體規格因此也較大，而對應的，冷媒與散熱器間的液-固 熱交換界面的規模相對小得多，不適合中小型微波工業設備的直接配套。本實用新型根據 這一問題，在換熱系數小的散熱器-大氣界面上通過增濕方式制造一水膜，將該處原先的 固-氣對流換熱轉變成固-液對流換熱加上液-氣強制對流換熱及液體蒸發散熱方式， 由公知知識，液體氣化是也會吸收巨大熱量，以水為例，5 0 °C時液態水的氣化相變熱高達 2372J/g，本實用新型在散熱器外表面液-氣強制對流散熱的基礎上引入了水的蒸發散熱 方案，大大提高了該界面的散熱效率。微波工業設備若采用本實用新型方案，所需散熱器的 規模可以大大縮小，極大增強微波工業設備的隨插隨用屬性，因此本實用新型非常適合中 小型微波工業采用。
[0031] 4、配置方式多樣，滿足不同的需求，實用性強，具體為：可以為傳熱、散熱兩方面都 借助液體蒸發帶走熱量的超高效熱管式方案，也可以是僅