一种工业微波加热设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及微波加热装置领域，特别地，涉及一种工业微波加热设备。
【背景技术】
[0002] 工业微波设备中的微波发生元件一一磁控管属大功率电子元件，发热量大，单管 可达上千瓦，正常工作时需进行散热降温，家用和工业微波加热设备的磁控管均需配备散 热设备，同时工业微波设备由于存在微波反射问题，还配有专门用于吸收反射微波的水体 假荷载。
[0003] -些微波设备，如家用微波炉，其磁控管最大功率小，发热量有限，且连续使用时 间短（最长不超过15min)，配备小规模散热片的风冷方案即能满足要求；工业微波设备持 续工作时间很长，可达数个小时乃至连续几周工作，现有的风冷方案无法满足其基本散热 要求，需要配备具有大功率集中供冷方案才能稳定工作，冷却效果好，但设备组成复杂，造 价高，对场地要求高，维护成本高。
[0004] 中小型工业微波设备，具有轻便、灵活、控制精度高等优点，其长时间高功率运转 的特性对配套冷却提出了苛刻要求，直接配置集中制冷与其小型化、便捷化的特性相矛盾。 工业实践中一般配置多个小功率风冷式微波元件间交替间歇式工作进行协调，导致设备空 间利用率和自重的大幅度提高。同时，该类型设备存在功率控制精度无法提升、微波场分布 不均匀的问题，无法满足高端工业应用的需要。
[0005] 微波设备工作时，微波元件自身发热功率很大，如1500W磁控管满负荷工作时，散 热功率可达500W，实际应用中微波设备的磁控管待冷却部位集成中控铝质或铜质水冷套 管，套管内有持续流动的水流不断将经由水冷套管传导来的热量带走至集中降温设备，一 般是喷淋或喷雾式冷却塔，或者是冷媒压缩式集中制冷装置降温后汇入冷水池，再从冷水 池经由水栗及管道驱动输送至待冷却部，完成整个冷却循环，其缺点是需配置集中供冷系 统，包括管道系统、冷水池、冷却塔/冷水机、伺服机构等设备，系统组成复杂，造价高；其中 使用冷却塔的开放式集中冷却系统还对水质有较高的要求，要求使用去离子水并要求定期 换水、清污，维护成本高；而使用压缩冷媒式冷水机的系统，还存在制冷能耗大，成本高的问 题。也可以单个微波设备配置多个小功率风冷微波器件-在磁控管需降温部位直接集成小 规模散热鳞片，配合风机强制对流提供冷却方案，多个微波源交替工作的方案，但该方案无 法精确控温，同时无法做到均匀加热，大大限制了微波设备在的高端领域的应用。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型目的在于提供一种结构精简、控制方便且能实现高效散热的工业微波 加热设备，具体技术方案如下：
[0007] -种工业微波加热设备，除了微波工业设备具备的加热腔、保温结构、磁控管微波 发生器、微波传送波导外，还包括与所述磁控管微波发生器连接的冷却装置；
[0008] 所述冷却装置包括设置在所述磁控管微波发生器上的冷却金属套、热量传递装 置、通过所述热量传递装置与所述冷却金属套连接的冷风散热装置、用于强化所述冷风散 热装置冷却效果的散热强化装置以及通过管道与所述散热强化装置连接的补水箱。
[0009] 以上技术方案中优选的，所述冷风散热装置包括散热器以及设置在所述散热器换 热面一侧的冷风机。
[0010] 以上技术方案中优选的，所述散热强化装置设置在所述散热器换热面的进风一 侦牝其包括通过涂抹、喷、淋、滴、渗及雾化中至少一种方式对所述散热器的换热表面进行增 湿的增湿器、将所述增湿器与所述补水箱连通的输水管道以及与所述冷却金属套、散热器 以及热量传递装置中的至少一种进行连接的温控部件；
[0011] 所述冷却风机设置在所述换热器的出风侧，其为能够实现抽、引及排风作用的风 机；或者是，所述冷却风机设置在所述换热器进风一侧，其为能实现向所述换热器送风的风 机，且所述增湿器设置在所述散热器与所述冷却风机之间。
[0012] 以上技术方案中优选的，所述热量传递装置为无需循环栗驱动的热管或使用循环 栗驱动的循环液冷部件；
[0013] 所述循环液冷部件为采用水作为冷却液的开放式循环液传热部件或采用专用冷 却液的封闭式循环液传热部件。
[0014] 以上技术方案中优选的，所述热管的一端与所述冷却金属套连接，另一端与所述 散热器连接；
[0015] 所述热管与所述冷却金属套之间以及所述热管与所述散热器之间均采用满焊接 或辅以导热树脂的密实接触方式进行连接。
[0016] 以上技术方案中优选的，所述封闭式循环液传热部件包括由循环栗、热水输入管 道、冷水输出管道和用于排空循环冷却液的排液阀组成的管道系统以及用于盛放冷却液的 冷却液箱；
[0017] 所述排液阀设置在所述管道系统的最低处，其出口端直接与大气连通；
[0018] 所述热水输入管道的一端连接所述冷却金属套的一端，其另一端连接所述散热器 的一端；所述冷水输出管道的一端连接所述冷却金属套的另一端，其另一端连接所述散热 器的另一端；
[0019] 所述循环栗设置在所述冷水输出管道或所述热水输入管道上；
[0020] 所述冷却液箱通过管道与所述热水输入管道或所述冷水输出管道连通。
[0021] 以上技术方案中优选的，所述开放式循环液传热部件包括由循环栗、热水输入管 道、冷水输出管道和用于排空循环冷却液的排液阀组成的管道系统；
[0022] 所述排液阀设置在所述管道系统的最低处，其出口端直接与大气连通；
[0023] 所述热水输入管道的一端连接所述冷却金属套的一端，其另一端连接所述散热器 的一端；所述冷水输出管道的一端连接所述冷却金属套的另一端，其另一端连接所述散热 器的另一端；
[0024] 所述循环栗设置在所述冷水输出管道或所述热水输入管道上；
[0025] 所述热水输入管道或所述冷水输出管道通过管道与所述补水箱连通。
[0026] 以上技术方案中优选的，所述温控部件通过焊接或辅以导热树脂的密实接触方式 设置在所述冷却金属套、散热器、热管、热水输入管道以及冷水输出管道中任意一个的外壁 上。
[0027] 应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
[0028] 1、配套精简，具体表现为：工业微波加热设备除了微波工业设备必备的加热腔、保 温结构、磁控管微波发生器、微波传送波导外，仅包括与所述磁控管微波发生器连接的冷却 装置；冷却装置包括冷却金属套、热量传递装置、冷风散热装置、散热强化装置以及补水箱， 不再需要冷却塔、水冷机等额外冷却设施，整体结构精简，占用空间小。
[0029] 2、借助液体取得优异的冷却效果，冷却降温效果好：机电设备的冷却降温领域， 根据公知知识，单位温升单位体积液体和气体能携带走的热量，以水和空气为例，分别为 4180J/L. K和44. 6J/L. K，相差近百倍。另一方面，以本实用新型中冷却金属套为铜材质为 例，相同的相对流动速度1. 2m/s下，水与铜之间的对流换热系数约为4850W/m2. K，而相同流 速的空气与铜的对流换热系数约为40W/m2. K ;;因此水冷方案的冷却效率远高于风冷方案； 鉴于此事实，本实用新型选择采用液冷方案，利用水流或冷却液流动高效带走热量，起到对 微波元件的有效冷却降温作用。
[0030] 3、适合中小型微波工业设备，冷却效率高，便于设备小型化，具体为：散热器领域， 发生于散热器上的热交换过程有两个，以本实用新型中冷却金属套为铜材质为例，相同的 相对流动速度1. 2m/s下，水与铜之间的对流换热系数约为4850W/m2. K，而相同流速的空 气与铜的对流换热系数约为40W/m2. K ;出于消除换热瓶颈的原因，常见散热器的气-固热 交换界面规模都较大，散热器的整体规格因此也较大，而对应的，冷媒与散热器间的液-固 热交换界面的规模相对小得多，不适合中小型微波工业设备的直接配套。本实用新型根据 这一问题，在换热系数小的散热器-大气界面上通过增湿方式制造一水膜，将该处原先的 固-气对流换热转变成固-液对流换热加上液-气强制对流换热及液体蒸发散热方式， 由公知知识，液体气化是也会吸收巨大热量，以水为例，5 0 °C时液态水的气化相变热高达 2372J/g，本实用新型在散热器外表面液-气强制对流散热的基础上引入了水的蒸发散热 方案，大大提高了该界面的散热效率。微波工业设备若采用本实用新型方案，所需散热器的 规模可以大大缩小，极大增强微波工业设备的随插随用属性，因此本实用新型非常适合中 小型微波工业采用。
[0031] 4、配置方式多样，满足不同的需求，实用性强，具体为：可以为传热、散热两方面都 借助液体蒸发带走热量的超高效热管式方案，也可以是仅