專利名稱：微波高溫加熱爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及高溫加熱設備領域，具體地說，涉及一種適用于采用微波能對材 料進行快速高溫加熱的窯爐。
背景技術：
目前在工業、科研、教學等領域實驗室，針對陶瓷、金屬化合物、非金屬化合物以及 有機物的高溫加熱多選用傳統加熱方式，如采用電阻式加熱爐或者燃燒式加熱爐加熱，傳 統加熱方式最大的缺點在于物料因為由外到內正溫度梯度加熱，爐溫(內部氣氛溫度)必 須大于被加熱物料預期溫度，通過緩慢的熱傳導完成，因而加熱過程冗長，對于實驗室取得 測試數據極為不利。微波高溫加熱爐作為近幾年新興的加熱技術，憑借微波介電加熱的特 點，在物料合理體積條件下內外同時加熱，大大縮短了傳統加熱方式中的熱傳導時間，例如 微波加熱爐燒結氧化鋯可以在90分鐘內完成燒結，而傳統加熱方法需要長達27小時才能 元成燒結o目前市場上微波高溫爐多沿用歐美同類儀器思路，即通常選用金屬板制作矩形微 波諧振腔，內置陶瓷纖維保溫板(保溫板分為幾塊可拆分的結構)，通過陶瓷保溫板來形成 高溫加熱空間。而此類結構存在如下的缺陷1、保溫效果不理想。陶瓷纖維保溫板作為保溫材料，其保溫效果大大小于同類材 料但其中具有更多疏松孔的保溫棉；同時保溫板較大的密度，將直接影響微波的穿透效果， 消耗更多不必要的能量。2、高溫加熱空間受限制。微波屬于介質加熱，因通常微波對于空氣的加熱幾乎可 以忽略，因此對于市場上微波高溫加熱設備，若加熱物料過大，則無法放入爐腔，若加熱物 料過小，則爐腔中環境空氣會對物料有較大影響，導致物料升溫速度大大下降。3、均勻性差。市場微波高溫加熱設備多屬于單個微波源加熱，而物料通常為靜止 狀態，因此物料很難形成對微波的頻率牽引，從而形成動態多模分布，使得微波加熱均勻性 下降，體現在物料上存在高溫點和低溫點的明顯差異。4、使用范圍局限。市場微波高溫加熱設備大多功能固定，不能作為一個平臺，搭載 較多的測試和觀察手段，從而局限了使用者的操作。
發明內容本實用新型的目的是提供一種微波高溫加熱爐，解決現有技術中采用陶瓷纖維保 溫板保溫效果不明顯，單個微波源加熱均勻性差等問題。為達到上述技術目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現一種微波高溫加熱爐，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內的保溫層、加熱 爐腔，微波源和門體，所述加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，其特征在于所 述保溫層為陶瓷纖維保溫棉。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述微波源為磁控管，至少分布在所述加熱箱體的各面板中的一處。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述加熱箱體和所述保溫層之間設 置微波模式攪拌器，所述攪拌器由攪拌電機通過陶瓷軸傳動。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述加熱爐腔位于所述保溫層內部， 由陶瓷纖維板和所述門體密封形成。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述門體采用懸臂萬向門，中央為外 凸梯形陶瓷纖維密封面，所述密封面設置微波防漏簧和氣體密封墊。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述陶瓷纖維板與所述門體的密封 配合面呈內凹斜面。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述門體設置密封夾層，所述夾層內 部充填冷卻介質。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述加熱箱體的各面板均可設置進 氣口、出氣口、插入式熱電偶測溫口、紅外測溫口、光學測溫口。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述加熱箱體位于所述高溫加熱爐 的上部，所述電控單元位于所述高溫加熱爐的中部，所述電源單元位于所述高溫加熱爐的 底部。進一步地，本實用新型還具有如下技術特征所述保溫層為低微波介電常數、低損 耗特性且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是1、本實用新型通過采用低微波介電常數、低損耗特性且低密度、更多孔疏松的陶 瓷纖維保溫棉和密度稍高的保溫板構成保溫結構，提高了保溫效果。2、加熱爐腔是最后成型的，通過保溫棉和保溫板的結構，可根據用戶使用需要設 置爐腔大小，形成加熱空間靈活方便的加熱爐腔。3、通過多個微波源饋入并結合微波模式攪拌器，大大提高了加熱的均勻性。4、模塊化設計，通過在加熱箱體設置紅外測溫口、光學測溫口或插入式熱電偶測 溫口等，便于追加多種用戶個性化測試需求，擴大了使用范圍。
圖1為本實用新型微波高溫加熱爐主體視圖；圖2為本實用新型微波高溫加熱爐內部結構示意圖；圖3為本實用新型微波高溫爐加熱箱體部分剖視圖。圖中，1、加熱箱體；101、金屬板；102、通用隔熱板；2、保溫層；3、加熱爐腔；301、陶 瓷纖維板；4、磁控管；5、模式攪拌器；6、門體；601、外凸梯形陶瓷纖維密封面；602、密封夾 層；7、電控單元；8、電源單元；9、光學測溫口 ；10、進氣口 ；11、出氣口 ；12、紅外測溫口 ；13、 插入式熱電偶測溫口 ；14、氣體密封墊；15、微波防漏簧；16、陶瓷纖維板凹形斜面；17、門把 手；18、懸臂。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
4[0030]參照圖1、圖2和圖3，一種微波高溫加熱爐包括加熱箱體1，加熱箱體1內部的保 溫層2、加熱爐腔3，微波源磁控管4，門體6、電控單元7和電源單元8。加熱箱體1位于高溫 加熱爐的上部，為采用金屬板101 (通常為不銹鋼板)加工密封而成的諧振腔，外周包覆一 層通用隔熱板102，本實施例中加熱箱體1為立方體，當然也可以為圓柱體或其他形狀的結 構；低介電特性隔熱材料充填加熱箱體1內部構成保溫層2，本實用新型低介電特性隔熱材 料采用陶瓷纖維保溫棉，因其密度低、具有更多疏松孔，保溫效果遠大于陶瓷纖維保溫板， 且微波穿透效果好；保溫層2最內部是用密度稍高的陶瓷纖維板301構筑成型的加熱區，陶 瓷纖維板301與門體6形成封閉的加熱爐腔3，本實施例中加熱爐腔3是立方體，也可以是 圓柱體或其他不規則立體空間；門體6采用懸臂萬向門，通過懸臂18連接于加熱爐爐體上， 中央為外凸梯形陶瓷纖維密封面601，陶瓷纖維板301與該密封面相配合的面呈內凹斜面， 即陶瓷纖維板凹形斜面16，為加強加熱爐腔3的密封效果，該密封面處設置微波防漏簧15 和氣體密封墊14，另外，門體6上還設置了門把手17和光學測溫口 9，光學測溫口 9通過法 蘭固定石英玻璃或硼硅玻璃形成，作為微波高溫爐內外氣氛空間的分隔物，同時，為避免門 體6的高溫灼傷使用者，在其外側設置密封夾層602，內部充循環水或其他冷卻液體。本實用新型微波高溫加熱爐的微波源為磁控管4，至少分布在加熱箱體1的各面 板中的一處，因被加熱物料通常為靜態，為提高微波加熱的均勻性，避免單源加熱物料上存 在的高溫點與低溫點的明顯差異，本實用新型磁控管4可在加熱箱體1的頂部、底部、各側 壁根據需要設置；同時，輔以在加熱箱體1和保溫層2之間設置的微波模式攪拌器5，對磁 控管4饋入的微波進行攪拌，使得微波加熱的均勻性更好，攪拌器5由攪拌電機通過陶瓷軸 傳動，其位置可在加熱箱體1的各面板處，數量可以為多個。根據實際測量及使用需要，加熱箱體1的各面板均可設置進氣口 10、出氣口 11、插 入式熱電偶測溫口 13、紅外測溫口 12、光學測溫口 9，本實施例中進氣口 10、出氣孔11、插入 式熱電偶測溫口 13和紅外測溫口 12在加熱箱體1上間隔分布，光學測溫口 9設置在門體 6上。保溫層2的層數可以為一層或多層，根據用戶實際需要確定。工作時，位于高溫加熱爐底部的電源單元8接通，多個磁控管4通過波導口將微波 饋入加熱爐腔3，并經過多個模式攪拌器5對微波進行攪拌，對被加熱物料均勻快速加熱， 整個工作過程由位于加熱爐中部的電控單元7控制。采用本實用新型對陶瓷、金屬化合物、非金屬化合物以及有機物進行高溫加熱，保 溫材料采用陶瓷纖維保溫棉，保溫效果大大超過同類材料的保溫板。本實用新型所述陶瓷 纖維保溫棉，是指具有耐高溫，低微波介電常數及低損耗特性的陶瓷類。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同 變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實 質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保 護范圍。
權利要求一種微波高溫加熱爐，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內的保溫層、加熱爐腔，微波源和門體，所述加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，其特征在于所述保溫層為陶瓷纖維保溫棉。
2.根據權利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述微波源為磁控管，至少分 布在所述加熱箱體的各面板中的一處。
3.根據權利要求2所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體和所述保溫層 之間設置微波模式攪拌器，所述攪拌器由攪拌電機通過陶瓷軸傳動。
4.根據權利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱爐腔位于所述保溫 層內部，由陶瓷纖維板和所述門體密封形成。
5.根據權利要求4所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述門體采用懸臂萬向門，中 央為外凸梯形陶瓷纖維密封面，所述密封面設置微波防漏簧和氣體密封墊。
6.根據權利要求5所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述陶瓷纖維板與所述門體 的密封配合面呈內凹斜面。
7.根據權利要求6所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述門體設置密封夾層，所述 夾層內部充填冷卻介質。
8.根據權利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體的各面板均可 設置進氣口、出氣口、插入式熱電偶測溫口、紅外測溫口、光學測溫口。
9.根據權利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體位于所述高溫 加熱爐的上部，所述電控單元位于所述高溫加熱爐的中部，所述電源單元位于所述高溫加 熱爐的底部。
10.根據權利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述保溫層為低微波介電常 數、低損耗特性且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。
專利摘要本實用新型屬于高溫加熱設備領域，具體涉及一種適用于采用微波能對材料進行快速高溫加熱的窯爐。技術方案是，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內的保溫層、加熱爐腔，微波源和門體，加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，保溫層為低微波介電常數及低損耗特性，并且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。本實用新型根據微波的介電加熱特性，通過改善保溫結構，大大提高了保溫效果，升溫迅速；同時通過多個微波源饋入并結合微波模式攪拌器，改善了加熱均勻性。
文檔編號H05B6/80GK201585163SQ20092035260
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者馮國通, 孫昭, 王俊卿 申請人:青島邁可威微波應用技術有限公司