Appareil pour le traitement thermique d'une matière à pertes diélectriques élevées à l'aide d'énergie électromagnétique à haute fréquence La présente invention concerne un appareil pour le traitement .thermique d'une matière à pertes diélec triques élevées à l'aide d'énergie électromagnétique à haute fréquence, cette matière étant en feuille ou appliquée sur un support en feuille, par exemple pour faire évaporer l'eau d'une feuille de papier ou d'un tissu textile.
On connaît le procédé de séchage des matériaux en les plaçant :entre deux électrodes dans un champ électrique à haute fréquence, les dits matériaux agis sant comme diélectrique. Les pertes diélectriques sont converties en chaleur au sein du matériau.
Selon la présente invention, l'appareil pour le traitement thermique, à l'aide d'énergie électroma gnétique à haute fréquence, d'une matière en feuille ou appliquée sur un support en feuille, comprend deux organes parallèles laissant entre eux une fente pour recevoir la matière à traiter, les dits organes étant constitués en une matière conductrice de l'élec tricité, non magnétique,
et disposés da façon à ce qu'un champ d'ondes progressives soit établi entre les dits organes lorsque ils sont branchés à une source d'énergie électromagnétique à haute fréquence apte à faire naître des pertes d'énergie dans la matière à traiter et est caractérisé par le fait que l'un des dits organes :est agencé pour supporter la matière à traiter et pour permettre sa translation au travers du champ.
De préférence le premier organe est un galet.
Les avantages offerts par l'appareil selon la pré sente invention sont que la matière à traiter est en tout temps placée exactement entre les deux organes, parce qu'elle est directement supportée par le premier organe, ce qui permet de réduire à un minimum le jeu entre les organes sans introduire de frottement entre la matière à traiter et l'organe stationnaire,
puisque le support direct assuré par le premier organe réduit la probabilité d'une contrainte ou d'une rupture de la matière en feuille ou de son support en feuille lors qu'il traverse le champ d'ondes à haute fréquence.
L'appareil selon l'invention est particulièrement applicable au traitement d'un liquide entrainé ou déposé à la surface d'un support solide à faible con ductivité électrique et de préférence à faible conduc tivité thermique, tel par exemple que du papier ou des tissus textiles.
Puisque la production de chaleur dans le liquide résulte des pertes diélectriques, on comprend que le succès de l'application de l'appareil dépend des caractéristiques diélectriques du liquide et des caractéristiques diélectriques relatives .du liquide et du :support. Dans ce dernier cas, plus les pertes diélectriques du liquide sont élevées et plus celles du support sont faibles, plus efficace sera le traitement.
Donc, si les pertes diélectriques du support sont pra tiquement nulles, le dit support ne sera chauffé que par transmission de chaleur du liquide (principale ment par conduction). Ainsi lorsque le traitement in diqué comprend l'évaporation du ,liquide, si le point d'ébullition de ce dernier est à une température sup portable par le matériau dont est. constitué le support, le dit matériau ne peut être endommagé lorsqu'il subit l'effet de l'énergie électromagnétique.
Le liquide à ,traiter peut être distribué de manière générale sur la surface ou dans tout le support en fouille, ou bien peut alors être appliqué seulement sur des portions choisies du support, par exemple en des endroits prédéterminé.
L'appareil suivant l'invention est également @ap- plicable au traitement thermique d'un diélectrique liquide ou solide formant revêtement .ou absorbé par la surface d'un support en feuille, par exemple pour le traitement thermique d'une résine ou d'une colle revêtant un carton ou toute autre surface appropriée. En concentrant l'énergie au sein d'un fiel revêtement, l'opération peut être effectuée sans .affecter défavora- blement la surface du support en feuille.
Quelques formes d'exécution de l':appareil selon l'invention vont être décrites plus particulièrement en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple.
La fig. 1 représente une vue en perspective d'une première forme d'exécution de l'appareil pour le trai tement thermique d'une bande de matière supportée par une plaque plate, le traitement se faisant au moyen d'un champ de microondes créé entre un organe allongé, en métal, et la plaque plate; la fig. 2 montre une vue similaire d'une deuxième forme d'exécution de l'appareil, dans laquelle la pla que plate est remplacée par un galet;
la fig. 3 est une vue en perspective correspondant à celle de la fig. 2 mais présentant une modification :de l'organe métallique allongé.
Les fig. 1 à 3 représentent .des appareils pour le :traitement thermique par énergie à haute fréquence d'une matière à pertes diélectriques élevées sous forme de feuille mince ou contenue dans cette der nière, ou alors sous forme de revêtement :d'une feuille, sans que celle-ci passe par un guide d'ondes ou und cavité résonnante.
La feuille 51, par exemple :du papier, est montrée à la fig. 1 entre une plaque de fond métallique plate 52 -et un organe métallique allongé 53 se trouvant à une faible distance au-dessus de la plaque 52.
L'or gane 53 est connecté à une source, non représentée, d'énergie à microondes, la fréquence étant celle @de résonnante du dit organe et la connexion se faisant par un câble d'alimentation coaxial ou par un guide :d'ondes. La plaque de fond 52 est -de préférence en acier inoxydable, en cuivre ou en aluminium. L'ar rangement est basé sur la conduction linéaire en bande de l'énergie, concentrant ainsi cette énergie pour assurer un champ à haute densité pour le chauf fage de la matière à pertes diélectriques élevées.
Suivant une variante, l'organe 53 est rendu apé riodique à l'aide d'une charge adaptée à son ,extré mité, en lieu .et place d'un circuit ouvert ou d'un court-circuit.
Dans la forme de réalisation de la fig. 2, la feuille est supportée par un .galet 54 remplaçant la plaque de fond plate 52. Ce galet, qui peut être constitué par l'un des matériaux proposés plus haut pour la plaque de fond, peut être employé en qualifié d'organe de mise à la terre de la ligne en bande.
Dans la réalisation,de la fig. 3, le guide d'onde 55 forme l'organe -allongé, la feuille 51 étant supportée par un galet 54.
Le guide d'onde 55 a la forme d'une auge dont l'intérieur s'ouvre vers la feuille 51; il .est muni de brides 55,a ;s'étendant vers l'extérieur de l'auge pour venir en juxtaposition par rapport à la feuille, l'auge possédant une arête 55b s'étendant le long du centre de sa base et faisant saillie de là vers l'embouchure ouverte de la dite auge.
Dans les appareils des fig. 1 à 3, la feuille 51 peut être doublée d'une bande ou d'une feuille métallique susceptible alors de remplacer la plaque de fond 52 ou le galet 54.
Des moyens (non représentés) sont prévus pour faire mouvoir la plaque de fond, le galet ou la feuille :doublée @de métal dans une direction perpendiculaire à la longueur des organes 53 ou 55.
Apparatus for the thermal treatment of a material with high dielectric losses using high frequency electromagnetic energy The present invention relates to an apparatus for the thermal treatment of a material with high dielectric losses using high-frequency electromagnetic energy. high frequency electromagnetic energy, this material being in a sheet or applied to a sheet support, for example to evaporate water from a sheet of paper or a textile fabric.
The method of drying materials is known by placing them: between two electrodes in a high-frequency electric field, said materials acting as dielectric. Dielectric losses are converted into heat within the material.
According to the present invention, the apparatus for the heat treatment, using high frequency electromagnetic energy, of a sheet material or applied to a sheet support, comprises two parallel members leaving between them a slot for receive the material to be treated, said components being made of an electrically conductive, non-magnetic material,
and arranged so that a traveling wave field is established between said organs when they are connected to a high frequency electromagnetic energy source capable of causing energy losses in the material to be treated and is characterized in that one of said members: is arranged to support the material to be treated and to allow its translation through the field.
Preferably the first member is a roller.
The advantages offered by the apparatus according to the present invention are that the material to be treated is at all times placed exactly between the two members, because it is directly supported by the first member, which makes it possible to reduce the load to a minimum. play between the components without introducing friction between the material to be treated and the stationary component,
since the direct support provided by the first member reduces the likelihood of stress or breakage of the sheet material or its sheet support as it passes through the high frequency wave field.
The apparatus according to the invention is particularly applicable to the treatment of a liquid entrained or deposited on the surface of a solid support with low electrical conductivity and preferably low thermal conductivity, such as for example paper or fabrics. textiles.
Since heat generation in the liquid results from dielectric losses, it is understood that the success of the application of the apparatus depends on the dielectric characteristics of the liquid and the relative dielectric characteristics of the liquid and the medium. In the latter case, the higher the dielectric losses of the liquid and the lower those of the support, the more effective the treatment will be.
Therefore, if the dielectric losses of the support are practically zero, said support will only be heated by transmission of heat from the liquid (mainly by conduction). Thus when the indicated treatment comprises the evaporation of the liquid, if the boiling point of the latter is at a temperature above portable by the material of which is. constituted the support, the said material cannot be damaged when it is subjected to the effect of electromagnetic energy.
The liquid to be treated can be distributed generally over the surface or throughout the excavated support, or else can be applied only to selected portions of the support, for example at predetermined locations.
The apparatus according to the invention is also applicable to the heat treatment of a liquid or solid dielectric forming a coating or absorbed by the surface of a sheet support, for example for the heat treatment of a resin or dielectric. 'a glue coating a cardboard or any other suitable surface. By concentrating the energy within a foil coating, the operation can be performed without adversely affecting the surface of the sheet support.
Some embodiments of the apparatus according to the invention will be described more particularly with reference to the accompanying drawings, given by way of example.
Fig. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the apparatus for the thermal treatment of a strip of material supported by a flat plate, the treatment being carried out by means of a microwave field created between a elongated body, made of metal, and the flat plate; fig. 2 shows a similar view of a second embodiment of the apparatus, in which the flat plate is replaced by a roller;
fig. 3 is a perspective view corresponding to that of FIG. 2 but with a modification: of the elongated metal member.
Figs. 1 to 3 represent devices for the: heat treatment by high frequency energy of a material with high dielectric losses in the form of a thin sheet or contained therein, or in the form of a coating: of a sheet, without whether it passes through a waveguide or a resonant cavity.
Sheet 51, eg of paper, is shown in FIG. 1 between a flat metal bottom plate 52 and an elongated metal member 53 located a short distance above the plate 52.
The organ 53 is connected to a source, not shown, of microwave energy, the frequency being that of the resonant of said organ and the connection being made by a coaxial power supply cable or by a waveguide: . The bottom plate 52 is preferably made of stainless steel, copper or aluminum. The storage is based on the linear conduction in band of energy, thus concentrating this energy to ensure a high density field for the heating of the material with high dielectric losses.
According to a variant, the member 53 is made aperiodic with the aid of a load adapted to its extremity, in place of an open circuit or a short circuit.
In the embodiment of FIG. 2, the sheet is supported by a .galet 54 replacing the flat bottom plate 52. This roller, which can be formed by one of the materials proposed above for the bottom plate, can be used as a body. grounding of the strip line.
In the embodiment, of FIG. 3, the waveguide 55 forms the elongated member, the sheet 51 being supported by a roller 54.
The waveguide 55 has the shape of a trough, the interior of which opens towards the sheet 51; it. is provided with flanges 55, a; extending outwardly from the trough to come in juxtaposition with respect to the sheet, the trough having a ridge 55b extending along the center of its base and forming projection from there towards the open mouth of the said trough.
In the devices of FIGS. 1 to 3, the sheet 51 can be lined with a strip or a metal sheet capable of replacing the base plate 52 or the roller 54.
Means (not shown) are provided for moving the base plate, the roller or the sheet: lined @de metal in a direction perpendicular to the length of the members 53 or 55.