[发明专利]微波加热系统

说明书

本发明描述了一种微波加热系统，包括：盘状体；圆顶帽，用于装配到盘状体，使得由盘状体和圆顶帽形成体积；以及转动体装置，用于支承至少一个反应容器，并且由盘状体可旋转地支承，转动体装置包括：基板，该基板包括至少一个通孔，以及至少一个管状件，具有纵轴，并且用于容纳反应容器且以至少一个管状件的纵轴穿过至少一个通孔的方式，联接到基板，其中基板和至少一个管状件包括金属，并且其中盘状体联接到微波源，使得微波场能够进入体积内，以致与盘状体与转动体装置之间的区域相比，微波场在转动体装置与圆顶帽之间的区域内衰减。

技术领域

本发明涉及诸如消溶和合成的微波辅助化学技术领域。特别是，本发明涉及微波加热系统。

背景技术

在微波辅助化学中，利用微波能量提高化学合成、化学分析和类似过程的温度。因此，能够使公知的化学反应和过程加速，能够提高生产率，并且能够改善产品的纯度。然而，在微波辅助化学中对样品施加的大量能量也完全能够实现新合成和反应。

用于微波辅助化学的许多装置和方法都基于家用微波炉，并且以约915MHz或者2.45GHz的频率工作。微波场中横向模式和纵向模式不同的驻波在该微波炉的腔体中重叠。因此，空间能量分布是非同形质的，并且呈现所谓“热点”和“冷点”。这种传统多模微波加热系统是例如安东帕公司的“Multiwave3000”、CEMMarsExpress和Milestone“Ethos”。

微波透明反应容器布置在微波透明反应容器载体上，并且位于辐射有微波的微波炉内。因为能量分布不均匀，所以通常将反应容器布置于诸如转盘的旋转支承结构上。通过在加热时旋转支承结构，可以使对样品施加的能量水平均衡。此外，公知用于搅拌样品和改变腔体内的重叠模式，即，所谓模式混合的机构。单模装置可以用于数量样品。

在多模装置中加热样品时反应容器中发生的高压力和大量热量要求对加热装置的内部结构采用能够承受从破裂容器中露出的样品的冲击的昂贵材料。安装温度传感器和压力传感器是个复杂任务，因为需要防止这些传感器受到微波辐射的影响。为了保证它们在受到微波辐射时不发热和/或者产生火花，必须关注传感器部件的材料和几何形状。

此外，还设计反应容器，以耐受加热样品时产生的压力和温度。反应容器与微波透明容器载体热隔离。因此，每个样品可能出现不均匀微波加热，这样可能导致样品中的温度不够均匀，并且因此，不能充分再现特定容器中的状况。

在微波反应器中，微波透明反应容器(由微波透明样品载体或者包括单独载体位置的转动体支承)位于金属中压力容槽，然后，利用氮气加压。这样密封设置有松插塞的反应容器。此后，将微波送到容槽中。因此，微波反应器的腔体必须是气密的，并且必须设置氮气源。此外，空气制冷效率低，并且不能自动通风。因为氮气消耗大并且要求高成本效益，所以微波反应器腔体的体积往往在减小，使得装配到反应器中的样品容器的数量和尺寸受限。

要加热的样品可能具有不同的介电常数，并且在加热时，该介电常数也可能发生变化。插入容器的不同加注水平也可以调节微波在腔体内的传播情况。WO99/17588A1描述了处理该问题的一种综合方式。在US2004/0069776A1和EP2244529A1中描述了只有单个样品容器载体的单模系统。WO00/36880A2和WO2011/097116A1中描述了具有用于将微波送到单个样品载体的独立输送装置的系统。

需要一种没有上述缺陷的简单并且廉价的微波辅助化学加热系统。特别是，需要一种减小空隙体积并且改善样品加热的均衡性的微波加热系统。

发明内容

根据独立权利要求的主题可以满足这种需要。非独立权利要求中描述了本发明的优势典型实施例。