專利名稱：微波爐的制作方法
微波爐相關(guān)申請本申請以美國公民Victor F. Rundquist、美國公民William J. Gregory和美國公民Kevin S.Gill的名義作為PCT國際專利申請于2010年8月13日提交，這三個(gè)申請人被指定為僅針對美國人的申請人，并且本申請要求于2009年8月14日提交的美國部分在續(xù)專利申請No. 12/541, 190的優(yōu)先權(quán)。著作權(quán)在本文中包含的材料中的包括著作權(quán)在內(nèi)的所有權(quán)利均歸屬于申請人或?yàn)樯暾埲怂?。本申請人享有并保留在本文中包含的材料中的所有?quán)利，并僅允許在再現(xiàn)所授予的專利方面而非出于其它目的來復(fù)制該材料。
背景技術(shù)：
在爐子中執(zhí)行金屬熔化。純凈原材料、外部廢料、內(nèi)部廢料、以及合金元素均用于裝填該爐子。純凈原材料指的是商業(yè)上用于形成某種合金的純凈形式的原生金屬。合金元素或者是純凈形式的合金元素，就像電解鎳一樣，或者是有限組分構(gòu)成的合金，例如鐵合金或中間合金。外部廢料是來自諸如沖壓、鍛造、或機(jī)加工之類的其它成形過程的材料。內(nèi)部廢料包括澆口、冒口、或有缺陷的鑄件。爐子是耐火材料襯里的容器，其包含待熔化的材料并提供能量以使該材料熔化。 現(xiàn)代爐子類型包括電弧爐(EAF)、感應(yīng)爐、沖天爐、反射爐、和坩堝爐。爐子選擇取決于所生產(chǎn)的合金系和量。爐子設(shè)計(jì)是一種復(fù)雜的過程，并且該設(shè)計(jì)可基于多種因素進(jìn)行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)容提供用于以在下面在詳細(xì)說明書中進(jìn)一步說明的簡化形式引入所選擇的原理。本發(fā)明內(nèi)容并非旨在確定所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或基本特征。本發(fā)明內(nèi)容也非旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍?？商峁┮环N用于熔化物質(zhì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括至少一個(gè)燃燒器探針。該至少一個(gè)燃燒器探針可包括吸收器和構(gòu)造成傳送微波的第一波導(dǎo)件。該吸收器可構(gòu)造成接收來自第一波導(dǎo)件的微波并將來自微波的能量轉(zhuǎn)換成熱。該系統(tǒng)可還包括第二波導(dǎo)件和旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件。該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可設(shè)置在第一波導(dǎo)件與第二波導(dǎo)件之間。該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分。以上的概述和下面的詳細(xì)說明兩者均提供了示例并且僅是說明性的。因此，以上概述和下面的詳細(xì)說明不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。另外，可提供除本文中所述的特征和變型之外的特征或變型。例如，可將實(shí)施方式指向詳細(xì)說明中所述的多種特征的組合和亞組合。


結(jié)合在本公開中并構(gòu)成本公開的一部分的附圖示出了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式。在附圖中
圖1示出了微波爐；圖2示出了耐火組件；圖3示出了熔化器組件；圖4示出了功率傳輸元件；圖5示出了吸收元件的示例；圖6示出了用于吸收元件的能量吸收模擬；圖7示出了微波在它們進(jìn)入熔化器組件時(shí)的焦點(diǎn)模型；圖8示出了用于硫化微波爐的溫度結(jié)果的曲線圖；以及圖9示出了耐火組件。圖10示出了燃燒器探針；圖IlA和IlB示出了燃燒器探針的計(jì)算的熱耗散型面；圖12示出了立式浸漬爐；圖13示出了水平式浸漬爐；圖14示出了物質(zhì)熔化系統(tǒng)；圖15示出了來自圖14的物質(zhì)熔化系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖16示出了旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)器；圖17示出了來自圖16的旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)器的俯視圖；圖18示出了圖16的旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)器的側(cè)視圖；圖19示出了過渡件；圖20示出了調(diào)諧器；以及圖21示出了指示過熱點(diǎn)的形成的模擬結(jié)果。
具體實(shí)施例方式下列詳細(xì)說明參照附圖進(jìn)行。在任何可能的情況下，相同的參考數(shù)字在附圖和下列說明中用于指代相同或相似的元件。盡管可描述本發(fā)明的實(shí)施方式，但修改、改進(jìn)、以及其它實(shí)施方式也是可能的。例如，可以對附圖中示出的元件做出替代、增加、或修改，并且可以通過對所公開的方法進(jìn)行替代、重新排序、或增加步驟來改變本文中所述的方法。因此， 下列詳細(xì)說明并不限制本發(fā)明?？梢蕴峁┮环N微波爐。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，微波爐可以更為有效地熔化金屬， 并且比傳統(tǒng)爐產(chǎn)生更低的輻射。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，微波能可用于在耐火壁的內(nèi)部產(chǎn)生熱?？蓪⒃摕醾鬟f至待熔化的物質(zhì)(例如金屬)。上述物質(zhì)可以包括任意物質(zhì)且并不限于金屬。該過程可以是連續(xù)的且不會泄漏危險(xiǎn)量的微波能。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可串聯(lián)地交聯(lián)聚合體。交聯(lián)聚合體的過程可以包括加熱該聚合體以啟動該交聯(lián)反應(yīng)。微波能可施加于該聚合體，從而使得該聚合體發(fā)熱并使得該反應(yīng)發(fā)生。向聚合體的該熱輸入可快速發(fā)生。通過利用材料和某些幾何形狀，爐子的耐火壁可吸收幾乎最大量的能量。熱絕緣材料可用作單向能量裝置。該絕緣材料可使微波能能夠自由地流動，而同時(shí)不允許熱能例如沿與微波能流動相反的方向散逸。本發(fā)明的實(shí)施方式可提供一種利用電能進(jìn)行熔化的方法。該過程可避免與傳統(tǒng)的熔化相關(guān)聯(lián)的一些或全部問題。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的過程可更為清潔，在熔化過程期間可以產(chǎn)生更少的浮渣或爐渣，并且可易于控制熔化物質(zhì)的溫度。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可避免利用傳統(tǒng)的感應(yīng)爐所帶來的問題，這在于本發(fā)明的實(shí)施方式可無需以熔化物質(zhì)開始。傳統(tǒng)的感應(yīng)爐則必須在可熔化更多的金屬之前以熔化的金屬開始。相比之下，本發(fā)明的實(shí)施方式可從利用固態(tài)物質(zhì)乃至不利用物質(zhì)進(jìn)行加熱開始。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以是模塊化的。雖然本發(fā)明的實(shí)施方式可包括大型爐中的模塊以增大尺寸，但這些模塊可被疊置，例如在彼此的頂部上并且還可以首尾相接。可修改耐火材料的設(shè)計(jì)以使得物質(zhì)從一個(gè)模塊流至另一個(gè)模塊，另外，本發(fā)明的實(shí)施方式可允許“區(qū)域”加熱。例如，通過保持下部模塊比上部模塊更熱，就可通過對流將攪拌引入該熔化物質(zhì)中。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可無需在爐上進(jìn)行液體冷卻。例如，靠近爐子的附近沒有部件需要液體冷卻。這可降低當(dāng)水與熔化物質(zhì)相接觸時(shí)發(fā)生爆炸的可能性。而且，本發(fā)明的實(shí)施方式可至少在熔化方面與傳統(tǒng)的感應(yīng)爐同樣有效。另外，例如由于鋁的降低的熔化溫度，導(dǎo)致本發(fā)明的實(shí)施方式在熔化鋁方面比傳統(tǒng)的感應(yīng)爐更為有效。本發(fā)明的實(shí)施方式在使用鋁時(shí)可實(shí)現(xiàn)金屬的熔化溫度與爐壁之間的更大的差異。 例如，這方面對于爐子的將能量傳輸?shù)浇饘僦械哪芰κ侵匾?，根?jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，爐子可設(shè)計(jì)用于將微波引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)牟牧?例如吸收元件)中以用于加熱。吸收元件的用于吸收微波的有效形狀可包括例如薄緣面向所輸入的微波的楔形形狀。該楔形可由作為微波能的良好吸收體的材料制成。良好的吸收體可包括在能量損失最小的情況下將微波能轉(zhuǎn)換成熱能的材料。用于吸收微波的吸收元件可由諸如碳化硅之類的吸收材料制成。該材料可吸收來自微波的磁場分量和電場分量的能量。碳化硅吸收元件的楔形形狀可將來自微波的能量集中到吸收元件內(nèi)部的特定點(diǎn)中。該材料的電氣性能與幾何形狀一起可提供有效的微波能吸收。吸收元件可通過絕緣元件而被隔離。絕緣元件可由微波可透過的熱絕緣材料制成。該絕緣材料可以是良好的熱電絕緣體，并且可以是均質(zhì)材料。例如，熔凝石英可用于制造絕緣元件，因?yàn)槿勰)具有良好的電氣性能；ii)具有與空氣的損失因數(shù)相似的損失因數(shù)，這使其對于微波是透明的；以及iii)具有良好的熱絕緣特性。此外，熔凝石英還可承受熔化金屬所需的溫度。本發(fā)明的實(shí)施方式還可使用微波發(fā)生器，該微波發(fā)生器包括例如電源和產(chǎn)生微波的大功率磁控管。隨后可利用包括波導(dǎo)件在內(nèi)的多種元件將微波引導(dǎo)至爐子。本發(fā)明的實(shí)施方式可提供從波導(dǎo)件至爐子的過渡件，而不會使得微波反射離開熔凝石英絕緣材料并且不會導(dǎo)致微波行進(jìn)回到微波發(fā)生器。該過渡件可有助于從波導(dǎo)件至爐子的能量傳輸并且同時(shí)集中微波能以在吸收之前獲得所需的形狀。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的微波爐100。微波爐100可包括耐火組件 105、微波發(fā)生器110、波導(dǎo)器115、和功率傳輸元件120。耐火組件105和功率傳輸元件120 可包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熔化器組件。圖2更為詳細(xì)地示出了耐火組件105。碳化硅部件(例如吸收元件)可鑄成一個(gè)完整件以避免泄漏的可能性。熔凝石英形狀(例如絕緣元件)可保持為如所示的各個(gè)磚形物。耐火組件105可放置到如圖3中所示的熔化器組件中。如圖3中所示，功率傳輸元件 120可放置在側(cè)面上。功率傳輸元件120可提供從波導(dǎo)件115到耐火組件105的傳輸。耐火組件105可包括頂部上的冷金屬添加窗口和前部上的高溫金屬傾倒口。兩者均可設(shè)計(jì)成使得金屬能夠進(jìn)入和離開爐子100，并且同時(shí)防止微波能散逸。圖4更為詳細(xì)地示出了功率傳輸元件120。圖5示出了上述吸收元件(例如楔形碳化硅)的示例。圖6示出了上述吸收元件的能量吸收模擬。圖6示出了碳化硅楔形磚和功率傳輸組件的聚焦效應(yīng)。模擬該楔形并證實(shí)該聚焦效應(yīng)。圖7示出了微波在它們進(jìn)入熔化器組件時(shí)的焦點(diǎn)模型。圖8示出了例如用于硫化微波爐100的溫度結(jié)果的曲線圖。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可包括以下數(shù)據(jù)將爐子加熱至熔化溫度的時(shí)間綜合熔化效率定義為
^jGenEcu =熔化設(shè)定量的銅的理論能量Ecen =由微波發(fā)生器消耗的能量的數(shù)量微波用于熔化銅的效率定義為1^*100%Effg =輸送至爐子的微波能在圖8中所示的試驗(yàn)中，爐子的確達(dá)到硫化耐火砂漿所需的溫度。爐子超過了銅的熔點(diǎn)初步分析顯示如下T1 =銅被插入到爐中的時(shí)間。T2 =銅被熔化的時(shí)間ΔΤ =以秒為單位的熔化銅所需的總時(shí)間。平均瓦數(shù)*ΔΤ = J1 =所用能量的焦耳數(shù)Jc =熔化χ磅銅所需的能量的數(shù)量
^*100%=熔化銅的效率在圖8所示的試驗(yàn)中，利用該公式和45磅銅，熔化設(shè)備的效率從麗能量至熔化銅為約60 %，從電能至熔化銅為約48 %。圖9示出了耐火組件105的其它實(shí)施方式。如圖9中所示，耐火組件105可包括坩堝905、絕緣元件910、噴口 915、吸收元件920、板925和間隙930。微波能可從如圖9中所示的功率傳輸元件120獲得。吸收元件920可包括碳化硅，絕緣元件910可包括熔凝石英，并且間隙930可包括密封的氣隙。絕緣元件910可構(gòu)造成隔離進(jìn)入到坩堝905中的熱。板925可包括硅石和氧化鋁纖維板，其可設(shè)置在組件105中以將最少量的材料引至微波，但仍然提供足夠的熱絕緣。板925可放置在組件105中的電磁能密度最高的區(qū)域
7的外部。一些板925之間的間隙930可有助于將能量從板925上移除。雖然沒有材料可以是絕對透過微波的，但是會在該材料中出現(xiàn)的任何損失都必然在某處耗散掉。例如，最遠(yuǎn)離吸收元件920的板925可將任何損失都輻射到功率傳輸元件120中并輻射到包含耐火組件 105在內(nèi)的爐身中。附接至坩堝905的板925可將其能量傳導(dǎo)到坩堝905中。碳化硅部件(例如吸收元件920)可鑄成一個(gè)完整件以避免泄漏的可能性。熔凝石英部件(例如絕緣元件910)可保持為各個(gè)磚形物。耐火組件105可放置到熔化器組件中，如上就圖3所述。如圖3中所示，功率傳輸元件120可放置在組件105的側(cè)面上。功率傳輸元件120可提供從波導(dǎo)件115至耐火組件105的傳輸。耐火組件105可包括頂部上的冷金屬添加窗口和前部上的高溫金屬傾倒口(例如噴口 91 。兩者均可設(shè)計(jì)成使得金屬能夠進(jìn)入和離開爐子100，并且同時(shí)防止微波能散逸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，微波爐100可用于執(zhí)行連續(xù)的熔化過程。例如，來自微波發(fā)生器Iio的微波可經(jīng)過波導(dǎo)件115傳遞至功率傳輸元件120。如上所述，微波可轉(zhuǎn)換成熱，并且坩堝905中的金屬可被該熱熔化。耐火組件105可包括頂部上的冷金屬添加窗口和前部上的高溫金屬傾倒口(例如噴口 915)。因此，連續(xù)的熔化過程可使得金屬能夠進(jìn)入 (例如經(jīng)過冷金屬添加窗口 )和離開(例如經(jīng)過噴口 915)微波爐100，并且同時(shí)防止微波能散逸。功率傳輸元件120可構(gòu)造成匹配波導(dǎo)件115與耐火組件105之間的阻抗，以使得從波導(dǎo)件115至耐火組件105的能量傳輸最大化。連續(xù)的熔化過程可由運(yùn)行程序模塊的計(jì)算機(jī)控制。尤其重要的是，程序模塊可監(jiān)視和/或控制由微波發(fā)生器110產(chǎn)生的微波以及進(jìn)入和離開微波爐100的金屬的數(shù)量。圖10至圖13示出了本發(fā)明的可包括燃燒器探針1005的其它實(shí)施方式。如將在下面所述，燃燒器探針1005可放置在包含金屬在內(nèi)的坩堝中，以便熔化金屬。燃燒器探針 1005可從頂部、底部、側(cè)面、或從任何角度放置在坩堝中。由于探針1005可用于將微波能轉(zhuǎn)換成熱，由于熱從探針1005傳遞至金屬而非熱從坩堝傳遞以熔化該金屬，因此可消除坩堝自身中的溫度梯度。緩和該溫度梯度可防止坩堝中的裂縫。此外，由于探針1005可從里到外地加熱該金屬，因此微波和熱可無需經(jīng)過使坩堝絕緣的材料。這樣，可以避免使坩堝絕緣的材料過熱或熔化。并且，由于燃燒器探針1005可直接放置在金屬中，因此該金屬會耗散和并吸收由探針1005傳遞的全部或幾乎全部能量，從而獲得高能量效率。燃燒器探針1005 可包括構(gòu)造成使微波能反射最小化的幾何形狀，由此使得進(jìn)入正被熔化的材料中的能量吸收最大化。圖10示出了微波燃燒器探針1005。燃燒器探針1005可將微波能轉(zhuǎn)換成熱能。燃燒器探針1005可包括絕緣體1020和波導(dǎo)件1010(例如可以是環(huán)形的和含金屬的)。波導(dǎo)件1010可構(gòu)造成將微波能傳遞至吸收器1015。吸收器1015可吸收微波并可將來自吸收到的微波的能量作為熱耗散?？蓪⒃摕岷纳⒌桔釄逯幸匀刍撣釄逯械慕饘?。吸收器1015 可具有使得最少量的微波能反射回波導(dǎo)件1010中的幾何形狀。圖IlA和IlB示出了用于圖10的燃燒器探針1005的計(jì)算熱耗散型面。該型面示出了在燃燒器探針1005中由微波產(chǎn)生的熱能的狀態(tài)。一般而言，圖IlA和IlB示出了在燃燒器探針1005的中間截面中正在產(chǎn)生的熱。圖IlA示出了從表面輪廓觀點(diǎn)看到的內(nèi)部耗散。圖IlB示出了能量是如何耗散在型面中的，泡形物指示出了所耗散的熱的大致位置和相對數(shù)量。熱可全部沿吸收器1015的外部耗散。
圖12示出了本發(fā)明的可包括豎向浸漬到爐子1205的坩堝1210中的燃燒器探針 1005的實(shí)施方式。如圖12中所示，燃燒器探針1005可從頂部插入到爐子1205中。爐子 1205可包括噴口(未示出)并可用于連續(xù)的熔化過程中，在該連續(xù)的熔化過程中，將材料通過金屬添加窗口(未示出)連續(xù)地放到爐子1205中并且熔化金屬排出該噴口。此外，可使用多個(gè)與燃燒器探針1005相似的燃燒器探針(未示出)。當(dāng)使用該多個(gè)燃燒器探針時(shí)，可將這多個(gè)燃燒器探針中的一個(gè)卸下并進(jìn)行修復(fù)，而無需停止?fàn)t子1205的生產(chǎn)。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的水平式浸漬。如圖13中所示，可將探針(例如每個(gè)均包括燃燒器探針100 從側(cè)面插入到坩堝1310中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可將探針從任何方向或角度插入。在包括多個(gè)探針在內(nèi)的實(shí)施方式中，可將所有探針從任何方向插入或可將探針中的多個(gè)從不同的方向插入。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可在波導(dǎo)件的內(nèi)部傳導(dǎo)微波。該波導(dǎo)件可以例如是矩形的或圓形的。但是，從矩形波導(dǎo)件到圓形波導(dǎo)件的過渡會在靜止的圓形波導(dǎo)件中遺留所產(chǎn)生的圖形。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，圓形波導(dǎo)件中的波型可相對于例如靜止的波導(dǎo)件旋轉(zhuǎn)。 使圓形波導(dǎo)件旋轉(zhuǎn)不會使圓形波導(dǎo)件內(nèi)部的微波圖形旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的實(shí)施方式可在例如不使圓形波導(dǎo)件運(yùn)動的情況下使圓形波導(dǎo)件內(nèi)部的波型旋轉(zhuǎn)。使圓形波導(dǎo)件內(nèi)部的波型旋轉(zhuǎn)會使得由該微波產(chǎn)生的熱越過連接至該圓形波導(dǎo)件的探針的表面均勻地傳播。這會使得更多的能量能夠傳遞至探針并且可限制或消除探針中的過熱點(diǎn)。圖21示出了指示過熱點(diǎn)的形成的模擬結(jié)果。如圖21中所示，示出了熱區(qū)和冷區(qū)。圖14示出了物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405。如圖14中所示，物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405可包括微波發(fā)生器1410、第二波導(dǎo)件1415、旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420、過渡件1425、和爐子1205。圖15示出了來自圖14的物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405的側(cè)視圖。微波可由微波發(fā)生器1410產(chǎn)生。在產(chǎn)生微波之后，微波可穿過第二波導(dǎo)件1415、旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420、和過渡件1425。在微波穿過過渡件 1425之后，微波可進(jìn)入第一波導(dǎo)件(例如波導(dǎo)件1010)，在第一該波導(dǎo)件處，可將微波轉(zhuǎn)換成熱。所產(chǎn)生的熱可隨后后穿過燃燒器探針1005的外部進(jìn)入到坩堝1210中。所產(chǎn)生的熱可熔化坩堝1210中的物質(zhì)。在物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405中，可出現(xiàn)從具有第一幾何形狀的波導(dǎo)件到具有第二幾何形狀的另一波導(dǎo)件的過渡。例如，可出現(xiàn)從矩形波導(dǎo)件(例如第二波導(dǎo)件1415)到圓形波導(dǎo)件(例如第一波導(dǎo)件、波導(dǎo)件1010)的過渡。但是，如果其它什么都不做，則該布置可例如在靜止的圓形波導(dǎo)件中留下所產(chǎn)生的圖形。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，波導(dǎo)件1010(例如第一波導(dǎo)件)內(nèi)部的微波圖形可在例如不使波導(dǎo)件1010運(yùn)動的情況下旋轉(zhuǎn)。使波導(dǎo)件1010內(nèi)部的波型旋轉(zhuǎn)會使得由微波產(chǎn)生的熱越過連接至波導(dǎo)件1010的燃燒器探針1005均勻地傳播。這可使得更多的熱量能夠傳遞至燃燒器探針1005并且可限制或消除燃燒器探針1005 中的過熱點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，為了使從微波發(fā)生器1410經(jīng)過第二波導(dǎo)件1415傳遞的微波的圖形旋轉(zhuǎn)，可將旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420放置在第二波導(dǎo)件1415與波導(dǎo)件1010(例如第一波導(dǎo)件)之間?？刹倏v旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420以使波導(dǎo)件1010內(nèi)部的微波圖形旋轉(zhuǎn)，這又可使得由微波產(chǎn)生的熱越過連接至波導(dǎo)件1010的燃燒器探針1005均勻地傳播。圖16更為詳細(xì)地示出了旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420。為了旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420可包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分。旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420可構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)90度，但可旋轉(zhuǎn)過任何角度測量值。例如，旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420可包括固定件1610和多個(gè)部分1605。每個(gè)部分1605 均可圍繞旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420的中心軸線旋轉(zhuǎn)30度。在這多個(gè)部分1605中的每個(gè)之間以及在固定件1610與多個(gè)部分1605中的底部一個(gè)之間可以是多個(gè)耐磨板1615中的相應(yīng)的一個(gè)。并且，為了限制或防止任何微波泄漏，物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405 (包括旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420在內(nèi)) 中的連接件可包括電磁干擾(EMI)墊圈以密封接合處和連接件。多個(gè)部分1605中的每個(gè)之間以及固定件1610與多個(gè)部分1605中的底部一個(gè)之間的接合處可例如通過彈簧力緊密地保持在一起，這些彈簧力可由多個(gè)彈簧加載的螺栓 1620中的多個(gè)螺栓施加。當(dāng)多個(gè)部分1605旋轉(zhuǎn)時(shí)，這多個(gè)螺栓1620中的多個(gè)螺栓可從其對應(yīng)的多個(gè)切口 1625的一端行進(jìn)至其對應(yīng)的多個(gè)切口 1625的相對端。圖17示出了來自圖16的旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420的俯視圖，并且圖18示出了來自圖16的旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420的側(cè)視圖。如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式可包括兩個(gè)部分，這兩個(gè)部分工作以使微波圖形旋轉(zhuǎn)。第一部分可包括旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420，并且第二部分可包括過渡件1425。如圖19中所示， 過渡件1425可包括頂端1905、底端1910、調(diào)諧器適配器1915、和致動器附接件1920。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，過渡件1425可包括例如可將圓形波導(dǎo)件(例如波導(dǎo)件1010)連接至矩形旋轉(zhuǎn)件(例如旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420)的矩形到圓形的過渡件。這兩個(gè)部件(例如旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件 1420和過渡件142 的組合可使得矩形件(例如旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420)相對于圓形件(例如波導(dǎo)件1010)旋轉(zhuǎn)。頂端1905可連接至旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420，而底端1910可接觸(但可不附接至)燃燒器探針1005?？捎芍聞悠?未示出)將切向力施加至致動器附接件1920，以使得過渡件 1425成圓形地旋轉(zhuǎn)。例如，過渡件1425可旋轉(zhuǎn)90度。由于過渡件1425可連接至旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420，因此旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1420可與過渡件1425 —起旋轉(zhuǎn)。此外，由于過渡件1425可不附接至燃燒器探針1005，因此燃燒器探針1005可不與過渡件1425 —起旋轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，盡管過渡件1425旋轉(zhuǎn)，但是可在例如不使波導(dǎo)件1010運(yùn)動的情況下旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件1010(例如第一波導(dǎo)件)內(nèi)部的微波圖形。使波導(dǎo)件1010內(nèi)部的波型旋轉(zhuǎn)可使得由微波產(chǎn)生的熱越過連接至波導(dǎo)件1010的燃燒器探針1005均勻地傳播。這可使得更多的熱量能夠傳遞至燃燒器探針1005并且可限制或消除燃燒器探針1005中的過熱點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，至少一個(gè)調(diào)諧器可用在物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405中以使得最少量的微波能反射回，例如回到第二波導(dǎo)件1415中或最終回到微波發(fā)生器1410中。圖 20示出了調(diào)諧器2005。如圖20中所示，調(diào)諧器2005可包括調(diào)諧器鈕2010、調(diào)諧器安裝板 2015、和柱塞2020。一個(gè)或更多個(gè)調(diào)諧器2005可安裝在物質(zhì)熔化系統(tǒng)1405中，例如位于過渡件1425上。調(diào)諧器安裝板2015可附接至調(diào)諧器適配器1915?？杀O(jiān)控反射回到微波發(fā)生器1410中的微波能的數(shù)量。隨后，可調(diào)整(例如通過手、伺服馬達(dá)等旋轉(zhuǎn))調(diào)諧器鈕201 以最小化乃至消除反射回到微波發(fā)生器1410中的微波能。當(dāng)調(diào)整該調(diào)諧器鈕2010時(shí)，可相應(yīng)地調(diào)整柱塞2020延伸到過渡件1425內(nèi)部的空腔中的程度。柱塞2020延伸到過渡件 1425內(nèi)部的空腔中的程度會影響反射回到微波發(fā)生器1410中的微波能。一般而言，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，程序模塊可包括例程、程序、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 以及可執(zhí)行特定任務(wù)或可實(shí)現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的其它類型的結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式可利用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置實(shí)施，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置包括手持裝置、多處理器系統(tǒng)、基
10于微處理器或可編程序的消費(fèi)電子產(chǎn)品、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。本發(fā)明的實(shí)施方式還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，在該分布式計(jì)算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程處理裝置執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可位于本地記憶存儲裝置和遠(yuǎn)程記憶存儲裝置中。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可在包括離散電子元件中、包含邏輯門在內(nèi)的封裝或集成電子芯片中、利用微處理器的電路中、或包含電子元件或微處理器的單個(gè)芯片上的電路中實(shí)施。本發(fā)明的實(shí)施方式還可利用能夠執(zhí)行例如為“與”、“或”、和“非”的邏輯運(yùn)算的其它技術(shù)實(shí)施，這些技術(shù)包括但不限于機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、流體技術(shù)、和量子技術(shù)。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式可在通用計(jì)算機(jī)內(nèi)或在任何其它電路或系統(tǒng)中實(shí)施。本發(fā)明的實(shí)施方式例如可實(shí)施為計(jì)算機(jī)處理(方法)、計(jì)算系統(tǒng)、或?qū)嵤橐环N諸如計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)之類的制造品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以是計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取并編碼用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)處理的指令的計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品也可以是載波上的傳送信號，該載波是可由計(jì)算系統(tǒng)讀取并編碼用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)處理的指令的計(jì)算機(jī)程序。因此，本發(fā)明可體現(xiàn)在硬件中和/或軟件(包括固件、常駐軟件、微代碼等等在內(nèi))中。換句話說，本發(fā)明的實(shí)施方式可采取計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)具有具體體現(xiàn)在由指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或連同指令執(zhí)行系統(tǒng)一起使用的介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、存儲、傳達(dá)、傳送、或傳遞由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備、或裝置使用或連同其一起使用的程序的任何介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以例如是但不限于電氣的、磁的、光學(xué)的、電磁的、紅外線的、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、設(shè)備、裝置、或傳送介質(zhì)。更多的專用計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)示例 (非窮舉列表)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括如下設(shè)備具有一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線的電連接件、 便攜式計(jì)算機(jī)軟盤、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器 (EPR0M或閃存)、光纖、和便攜式光盤只讀存儲器(CD-ROM)。注意，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是紙或程序印制在其上的另一種適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)，由于該程序能夠經(jīng)由例如對紙或其它介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描而被電子采集，隨后被編譯、解析、或相反以適當(dāng)?shù)姆绞教幚恚?如有必要，并且隨后被存儲在計(jì)算機(jī)存儲器中。本發(fā)明的實(shí)施方式例如在上面參照根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法、系統(tǒng)、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的框圖和/或操作實(shí)例進(jìn)行說明。在方框中提到的功能/行為可不以如在任意流程圖中所示的順序發(fā)生。例如，示出為連續(xù)的二個(gè)方框可實(shí)際上基本同時(shí)執(zhí)行，或者方框有時(shí)可根據(jù)所涉及的功能/行為以相反的順序執(zhí)行。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些實(shí)施方式，但也可存在其它實(shí)施方式。此外，盡管已將本發(fā)明的實(shí)施方式描述成與存儲在存儲器和其它存儲介質(zhì)中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，但是，數(shù)據(jù)也可存儲在諸如像是硬盤、軟盤、或CD-ROM之類的輔助存儲裝置、來自因特網(wǎng)的載波、或其它形式的RAM或ROM之類的其它類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或從其上讀取。另外，所公開的方法的步驟可在不脫離本發(fā)明的情況下以任何方式進(jìn)行修改，該方式包括通過對步驟進(jìn)行重新排序和/或插入或刪除步驟。在本文中包含的代碼中的包括著作權(quán)在內(nèi)的所有權(quán)利都?xì)w屬于申請人并為申請人所有。申請人享有并保留本文包含的代碼中的所有權(quán)利，并授予僅與再現(xiàn)所授予的專利
11有關(guān)而非出于其它目的復(fù)制該材料的許可。 盡管說明書包括示例，但本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所表示。此外，盡管已經(jīng)以為結(jié)構(gòu)特征和/或方法行為所特有的語言描述了本發(fā)明，但權(quán)利要求不限于如上所述的特征或行為。相反，如上所述的具體特征和行為被公開作為用于本發(fā)明的實(shí)施方式的示例。
權(quán)利要求
1.一種用于熔化物質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)燃燒器探針，所述至少一個(gè)燃燒器探針包括構(gòu)造成傳送微波的第一波導(dǎo)件；和吸收器，所述吸收器構(gòu)造成接收來自所述第一波導(dǎo)件的所述微波并將來自所述微波的能量轉(zhuǎn)換成熱；第二波導(dǎo)件；以及旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件設(shè)置在所述第一波導(dǎo)件與所述第二波導(dǎo)件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一波導(dǎo)件是圓形的。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二波導(dǎo)件是矩形的。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)耐磨板，所述多個(gè)耐磨板分別位于所述多個(gè)部分中的每個(gè)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)耐磨板中的每個(gè)都是銅的。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件中的至少一個(gè)連接件包括電磁干擾(EMI)墊圈。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)約90度。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的三個(gè)部分，所述三個(gè)部分中的每個(gè)構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)約30度。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件與所述第一波導(dǎo)件之間的固定件。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件與所述第一波導(dǎo)件之間的過渡件。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述過渡件包括至少一個(gè)調(diào)諧器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)調(diào)諧器構(gòu)造成使得最少量的微波能被反射回到所述第二波導(dǎo)件中。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件與所述過渡件之間的固定件。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括微波發(fā)生器。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括構(gòu)造成向所述第二波導(dǎo)件供給微波的微波發(fā)生ο
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括坩堝。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)燃燒器探針延伸到所述坩堝中。
19.一種用于熔化物質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括坩堝；延伸到所述坩堝中的至少一個(gè)燃燒器探針，所述至少一個(gè)燃燒器探針包括，構(gòu)造成傳送微波的第一波導(dǎo)件；和吸收器，所述吸收器構(gòu)造成接收來自所述第一波導(dǎo)件的所述微波并將來自所述微波的能量轉(zhuǎn)換成熱；第二波導(dǎo)件；以及旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件設(shè)置在所述第一波導(dǎo)件與所述第二波導(dǎo)件之間，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分。
20. 一種用于熔化物質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 坩堝；延伸到所述坩堝中的至少一個(gè)燃燒器探針，所述至少一個(gè)燃燒器探針包括， 構(gòu)造成傳送微波的第一波導(dǎo)件；和吸收器，所述吸收器構(gòu)造成接收來自所述第一波導(dǎo)件的所述微波并將來自所述微波的能量轉(zhuǎn)換成熱； 第二波導(dǎo)件；旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件設(shè)置在所述第一波導(dǎo)件與所述第二波導(dǎo)件之間，其中，所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的三個(gè)部分，所述三個(gè)部分中的每個(gè)構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)約30度；微波發(fā)生器，所述微波發(fā)生器構(gòu)造成向所述第二波導(dǎo)件供給微波；以及過渡件，所述過渡件設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件與所述第一波導(dǎo)件之間，其中，所述過渡件包括至少一個(gè)調(diào)諧器，所述至少一個(gè)調(diào)諧器構(gòu)造成使得最少量的微波能被反射回到所述微波發(fā)生器中。
全文摘要
可提供一種用于熔化物質(zhì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括至少一個(gè)燃燒器探針。該至少一個(gè)燃燒器探針可以包吸收器和構(gòu)造成傳送微波的第一波導(dǎo)件。該吸收器可構(gòu)造成接收來自第一波導(dǎo)件的微波并將來自微波的能量轉(zhuǎn)換成熱。該系統(tǒng)可還包括第二波導(dǎo)件和旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件。該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可設(shè)置在第一波導(dǎo)件與第二波導(dǎo)件之間。該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可包括構(gòu)造成圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)部分。該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)約90度。例如，該旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)件可包括三個(gè)部分，其中，這三個(gè)部分中的每個(gè)可構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)約30度。
文檔編號H05B6/70GK102484913SQ201080040706
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者凱文·S·基爾, 威廉·J·格里戈里, 維克托·F·倫德奎斯特 申請人:南方電線公司