[发明专利]一种微波处理设备

说明书

本发明公布了一种微波处理设备的设计方案，通过横向传输线和多级匹配传输线段可以在宽频段范围内将微波能量馈入到纵向传输线中，让微波沿纵向传输线传播并激励无极灯管产生紫外线，紫外线透过筒状金属网和所述透明介质管照射筒状金属网内部沿所述介质管流动的被处理流体。漏进所述筒状金属并与所述被处理流体相互作用的微波功率可以被适当控制。本发明比普通方法具有更好的处理效果和更高的能量效率。本发明可以被应用到各种气体和液体，特别是水的杀菌处理领域。

技术领域

本发明涉及一种微波处理设备。具体地说，是涉及一种利用微波激发无极紫外灯管产生紫外线对流体，特别是水进行处理的微波处理设备。

背景技术

为了对流体的处理，比如对有害气体的处理和对水等液体的杀菌处理，已有的微波处理设备让微波与流体共存并相互作用。这种方法存在两个方面的问题：利用微波的热效应对液体进行处理，需要对液体加热到较高的温度，可能导致被加热物的成分发生变化。比如对水和牛奶进行杀菌处理，我们需要将液体加热到沸点。其中的牛奶会因为高温导致其品质的下降。而采用微波的非热效应处理流体需要高功率微波，导致微波处理成本的增加。另一方面，将流体加热到较高温度需要耗费比较多的能量，将导致能量效率的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑的紧凑型功分网络。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种微波处理设备，包括一根轴线沿Z方向的纵向传输线，位于所述纵向传输线中的至少一根筒状金属网，位于至少一根筒状金属网内部的至少一根介质管，和至少一根灯管。微波沿所述纵向传输线传输并点亮所述灯管。所述筒状金属网与所有的所述灯管在XY平面上并列布置在所述纵向传输线内部。所有的所述灯管位于所有的所述筒状金属网的外面。还包括在至少一根所述介质管内部沿所述介质管流动的流体物质。所述介质管对所述灯管发出的光的透明度高于60％。较佳的设计，只有一根筒状金属网，该筒状金属网内部有一根介质管，所述介质管内部有沿所述介质管流动的流体物质。所述介质管可以采用石英玻璃等材料，对所述灯管发出的光的透明度越高越好。

所述灯管可以采用与所述灯管的轴线垂直的低介电常数、低损耗的介质板或其它方式支撑固定在所述纵向传输线中。

我们需要通过控制所述筒状金属网的网孔的横向尺寸和网线的粗细来控制让部分微波与所述流体物质相互作用，同时让所述灯管产生的光对流体进行处理。这时，所述筒状金属网的网孔的最大横向尺寸小于工作微波中心频率对应的自由空间的波长的50％。

较佳的设计，我们主要让所述灯管产生的光对流体进行处理，减小微波与所述流体物质相互作用。这时，所述筒状金属网的网孔的最大横向尺寸小于工作微波中心频率对应的自由空间的波长的10％。

较粗的所述筒状金属网的网线可以减小微波透进所述筒状金属网内部与所述流体物质相互作用，也会减小所述灯管产生的光透进所述筒状金属网。因此，我们需要采用一定粗细的网线构成所述筒状金属网。一般来讲，所述筒状金属网的网线的最大横截面尺寸应小于工作微波中心频率对应的自由空间的波长的5％。较佳的设计，所述筒状金属网的网线的最大横截面尺寸小于工作微波中心频率对应的自由空间的波长的1％。

为了让不同所述灯管受到微波的同等激励，同时让多根所述灯管的光对所述流体物质进行尽量均匀的照射，所述微波处理设备相对于XZ平面和YZ平面都成镜像对称结构。

一般来讲，所述纵向传输线为矩形波导。所述筒状金属网的数目为1，位于所述筒状金属网内部的介质管的数目为1，所述灯管的数目为2或者为4。较佳的设计，所述灯管的数目为4。

为了保证工作微波在所述纵向传输线中的单模传输，所述矩形波导的宽边尺寸小于工作微波的中心频率对应的真空中的波长。较佳的设计，所述矩形波导的宽边尺寸小于工作微波的中心频率对应的真空中的波长的70％。所述纵向传输线中出现可以传输的高次模可能导致不同所述灯管受到不同的微波激励从而发光强度不同，或者流经不同途径的所述流体物质被多根所述灯管的光照射的不均匀。