CH426051A

CH426051A - Microwave treatment tunnel

Info

Publication number: CH426051A
Application number: CH1469765A
Authority: CH
Inventors: C Mueller Paul
Original assignee: Patelhold Patentverwertung
Priority date: 1965-10-25
Filing date: 1965-10-25
Publication date: 1966-12-15
Also published as: FR1499628A; BE688783A; NL6611685A; US3402277A

Description

  

      Nlikrowellenbehandlungstunnel       Die Erfindung betrifft einen     Mikrowellenbehand-          lungstunnel,    bei dem das Behandlungsgut, z. B. pul  verförmiges oder     körniges    Material oder auch Stück  gut, mit Hilfe .eines     Transportbandes    durch die     Erhit-          zungszone        geführt    wird.  



  Es sind     Mikrowellenbehandlungstunnel    bekannt,  bei denen in einem Hohlleiter mit im wesentlichen  rechteckigem Querschnitt, durch welchen das Be  handlungsgut geführt wird, durch Einspeisung von       Mikrowellenenergie,        Hohlleiterwellen    eines bestimm  ten Modus oder höchstens einer weniger Modi ange  regt werden. Ein solcher Behandlungstunnel hat den  Nachteil, dass die Belastung, die er für die eingespei  sten Mikrowellen darstellt, sehr stark von der Art  und den Abmessungen des eingebrachten Behand  lungsgutes abhängt.  



  Dadurch sind die Bedingungen für die Aufrecht  erhaltung eines stabilen Betriebes sehr kritisch. Ein  weiterer Nachteil besteht darin, dass ein Parallelbe  trieb von mehreren Generatoren wegen der Schwie  rigkeit der Entkopplung mit einfachen Mitteln nicht  realisierbar ist.  



  Das Ziel der     Erfindung    ist ein     Mikrowellenbe-          handlungstunnel,    bei dem diese Nachteile weitgehend  vermieden werden.  



  Der     erfindungsgemässe        Mikrowellenbehand-          lungstunnel    ist dadurch gekennzeichnet, dass seine  Begrenzungsebenen paarweise untereinander einen  Abstand von mindestens der doppelten Mikrowellen  länge im freien Raum haben, dass der Tunnelkörper  vier weitere, untereinander     nicht    parallele, schräge  innere Begrenzungsebenen aufweist, von denen jede  eine horizontale und eine     vertikale        Begrenzungsebene     verbindet und mit der Vertikalen einen Winkel von       20-70         einschliesst,    und dass die Mikrowellenein  speisung an mehreren Querschnitten des Tunnelkör-         pers    erfolgt,

       derart,    dass zumindest für benachbarte       Einspeisungsquerschnitte    die     mittlere    Richtung der  Dichte des eingespeisten     Energieflusses    verschieden  ist.    Anhand der Figuren wird die Erfindung bei  spielsweise     erläutert.     



       Fig.    1 zeigt eine erste Variante im Schnitt. Der       rohrförmige    Tunnelkörper 1 hat einen achteckigen  Querschnitt. Zum Transport des Behandlungsgutes 2  durch den Tunnel dient ein Transportband, dessen  Hin- und Rücklauf 3 bzw. 4 durch je eine Reihe von  frei drehbaren nicht metallischen Rollen 5, 6 unter  stützt wird. Die Einspeisung erfolgt an vier verschie  denen Querschnitten des Tunnels über Hohlleiter  7-10, die an den Tunnelkörper 1     angeflanscht    sind.  Jeder der Hohlleiter erhält Mikrowellenenergie von  einem zugehörigen Mikrowellengenerator (nicht ge  zeichnet) über eine Einkopplung z.

   B. 11 zur Bildung  einer     H1oWelle    und gibt sie durch ein     Einspeisungs-          fenster    z. B. 12 in den Behandlungstunnel ab. Um die  Verschmutzung der Hohlleiter zu vermeiden, sind zur  Abdeckung der     Einspeisungsfenster        Teflonplatten     zwischen den Flanschen der Hohlleiter und den Tun  nelkörper 1 eingespannt. Die Abmessungen des Tun  nelquerschnitts sind so gewählt, dass sich die einge  speisten Mikrowellen     ähnlich    wie im freien Raum  fortpflanzen. Dies wird dadurch erreicht, dass seine  horizontale bzw. vertikale Abmessung mindestens  das doppelte der     Mikrowellenlänge    im freien Raum  (24) beträgt.

   Die schrägen, untereinander nicht  parallelen Begrenzungsebenen bewirken eine grosse       Anzahl    von     Reflektionen,    wodurch eine weitgehende       Isotropie    des Strahlungsfeldes erreicht wird.  



  Um die Wirkung der von den     Einspeisungsfen-          stern    direkt auf das Behandlungsgut abgestrahlte  Energie möglichst     gleichmässig    zu verteilen, sind die      vier     Einspeisungsfenster    längs. einer     Spirale        versetzt     an vier verschieden schrägen Begrenzungsebenen des  Tunnels angeordnet. Für zwei benachbarte Einspei  sungen ist die     mittlere    Richtung der Dichte des einge  speisten Energieflusses also verschieden.  



  Die frei     drehbaren        Rollen    5, 6 sind in den verti  kalen     Wänden    des Tunnelkörpers gelagert. Um zu  vermeiden, dass der Raum     unterhalb    des Transport  bandes grösser als nötig wird, weisen die unteren  schrägen     Begrenzungsebenen    eine kleinere Steilheit  als die oberen auf.  



  Die     Variante    gemäss     Fig.    1 hat den     Vorteil    eines  besonders einfachen konstruktiven Aufbaues. Die       Schwingungsrichtungen        liegen    hier alle im wesentli  chen parallel zu den     Querschnittsebenen    so wie in       Fig.    1 durch Pfeile angegeben. Es hat sich     gezeigt,          dass    bei dieser Variante in den     meisten        Fällen    eine  genügend gute Entkopplung erzielt wird.  



  Um die Entkopplung noch weiter zu verbessern,  kann man die     Hohlleiter    so anordnen, dass die Win  kel, die die elektrischen Feldstärken der eingespeisten  Wellen für zwei benachbarte Einspeisungen mit den       Querschnittsebenen        einschliessen,    verschieden sind.  



  Gemäss einer zweiten Variante nach     Fig.    2 und 3  liegen die elektrischen Feldstärken für die     Einspei-          sungsquerschnitte    abwechselnd parallel und senk  recht zu den     Querschnittsebenen.    Die     Fig.    2 und 3  zeigen den Tunnelkörper 1 mit angeflanschten Hohl  leitern 13-16 im Schnitt und im Aufriss. Die Ein  speisungsfenster     sind    in den horizontalen bzw. verti  kalen Begrenzungsebenen des Tunnelkörpers ange  ordnet. Um     eine        günstige    Unterbringung der Genera  toren zu     gewährleisten    sind die Hohlleiter 13 und 15  nach einer Seite hin schräg abgebogen.  



  Die Verbesserung der Entkopplung kann noch       weitergetrieben    werden. Zu diesem Zweck werden  die     Einspeiseöffnungen        mit        Polarisationsgittern    ver  sehen,- die zusammen     mit    den     Teflon-Abdeckplatten          zwischen        Hohlleiterflansch    und Tunnelkörper einge  spannt werden.  



  Bei der Bestrahlung von relativ grossen Stückgü  tern kann es     vorkommen,    dass ein relativ hoher Pro  zentsatz der von einem     Einspeisungsfenster    direkt auf  das Behandlungsgut abgestrahlten Mikrowellenener  gie wieder in den Hohlleiter     zurückreflektiert    wird,  was wegen der Bewegung der Stückgüter zu einer  stark schwankenden Belastung des Generators führt.  Um dies zu vermeiden, kann man     innerhalb    des     Tun-          nelraumes    vor einem oder     mehreren        Einspeisungs-          fenstern    je eine     Transformationsplatte    z. B. 17 an  bringen.

   Diese     Transformationsplatten,    deren Ab  stand von der     Tunnelwand    weniger als  
EMI0002.0053     
    beträgt, bewirken einen im     wesentlichen        tangentialen     Eintritt der     Mikrowellenenergie    in den     Tunnelraum.  



      Microwave treatment tunnel The invention relates to a microwave treatment tunnel in which the items to be treated, e.g. B. pulverulent or granular material or also pieces of good, is guided through the heating zone with the help of a conveyor belt.



  There are known microwave treatment tunnels in which in a waveguide with a substantially rectangular cross-section through which the loading material is guided, by feeding in microwave energy, waveguide waves of a certain mode or at most one less modes are stimulated. Such a treatment tunnel has the disadvantage that the load it represents for the most injected microwaves depends very much on the type and dimensions of the material to be treated.



  As a result, the conditions for maintaining stable operation are very critical. Another disadvantage is that parallel operation of several generators cannot be implemented with simple means because of the difficulty of decoupling.



  The aim of the invention is a microwave treatment tunnel in which these disadvantages are largely avoided.



  The microwave treatment tunnel according to the invention is characterized in that its boundary planes have a distance of at least twice the microwave length from one another in free space, that the tunnel body has four further, non-parallel, inclined inner boundary planes, each of which has a horizontal and a vertical one The boundary plane connects and forms an angle of 20-70 with the vertical, and that the microwave is fed into several cross-sections of the tunnel body,

       in such a way that at least for adjacent feed cross-sections the mean direction of the density of the fed-in energy flow is different. Using the figures, the invention is explained in example.



       Fig. 1 shows a first variant in section. The tubular tunnel body 1 has an octagonal cross section. A conveyor belt is used to transport the material to be treated 2 through the tunnel. The feed takes place at four different cross-sections of the tunnel via waveguides 7-10, which are flanged to the tunnel body 1. Each of the waveguides receives microwave energy from an associated microwave generator (not drawn ge) via a coupling z.

   B. 11 to form a H1oWelle and passes it through a feed window z. B. 12 in the treatment tunnel. To avoid contamination of the waveguide, Teflon plates are clamped between the flanges of the waveguide and the tunnel nelkörper 1 to cover the feed window. The dimensions of the tunnel cross-section are chosen so that the microwaves fed in are propagated in a similar way to that in free space. This is achieved in that its horizontal or vertical dimension is at least twice the microwave length in the free space (24).

   The inclined, mutually non-parallel delimitation planes cause a large number of reflections, which results in an extensive isotropy of the radiation field.



  In order to distribute the effect of the energy radiated directly from the feed windows onto the material to be treated as evenly as possible, the four feed windows are longitudinal. arranged in a spiral offset on four different inclined boundary levels of the tunnel. For two neighboring feeds, the mean direction of the density of the fed-in energy flow is different.



  The freely rotating rollers 5, 6 are mounted in the vertical walls of the tunnel body. In order to avoid that the space below the conveyor belt becomes larger than necessary, the lower inclined boundary planes have a smaller steepness than the upper ones.



  The variant according to FIG. 1 has the advantage of a particularly simple structural design. The directions of oscillation are all here in wesentli parallel to the cross-sectional planes as indicated in Fig. 1 by arrows. It has been shown that with this variant a sufficiently good decoupling is achieved in most cases.



  In order to improve the decoupling even further, the waveguides can be arranged in such a way that the angles that include the electrical field strengths of the fed waves for two adjacent feeds with the cross-sectional planes are different.



  According to a second variant according to FIGS. 2 and 3, the electric field strengths for the feed cross-sections are alternately parallel and perpendicular to the cross-sectional planes. 2 and 3 show the tunnel body 1 with flanged hollow conductors 13-16 in section and in elevation. The feed windows are arranged in the horizontal or vertical boundary planes of the tunnel body. To ensure cheap accommodation of the generators, the waveguides 13 and 15 are bent obliquely to one side.



  The improvement of the decoupling can be pushed further. For this purpose, the feed openings are provided with polarization grids - which are clamped together with the Teflon cover plates between the waveguide flange and the tunnel body.



  When irradiating relatively large piece goods, it can happen that a relatively high percentage of the microwave energy radiated directly onto the material to be treated from a feed window is reflected back into the waveguide, which, due to the movement of the piece goods, leads to a strongly fluctuating load on the generator . To avoid this, a transformation plate can be placed in front of one or more feed windows inside the tunnel. B. 17 bring on.

   These transformation plates, whose distance from the tunnel wall was less than
EMI0002.0053
    result in a substantially tangential entry of the microwave energy into the tunnel space.

Claims

PATENT CLAIM Microwave treatment tunnel with an endless conveyor belt for the material to be treated, which belt is guided through an electrically conductive tunnel body with two horizontal and vertical inner delimitation levels, characterized in that these delimitation levels are in pairs with a distance of at least twice the microwave length have in free space that the tunnel body (1) has four further inclined inner boundary planes that are not parallel to one another,

each of which connects a horizontal and a vertical delimitation plane and forms an angle of <B> 20-70 '</B> with the vertical, and that the microwave feed takes place at several cross-sections of the tunnel body, in such a way that at least for adjacent feed - cross sections the mean direction of the density of a fed energy flow is different.

SUBClaims 1. Microwave treatment tunnel according to patent claim, characterized in that the return of the conveyor belt (4) takes place within the tunnel body and that the conveyor belt (3, 4) is free through several arranged in two horizontal planes, running across the tunnel space rotatable, non-metallic axes (5, 6) is supported. 2. Microwave treatment tunnel according to patent claim, characterized in that a microwave generator is provided for each feed A, from which the microwave energy via a Hohllei ter (7-10, 13-16) to a feed window (z.

B. 12) is performed in the tunnel body (1). 3. Microwave treatment tunnel according to sub-claim 2, characterized in that for adjacent feed cross-sections the feed windows are arranged in two differently inclined inner delimitation planes of the tunnel body (1).

4. Microwave treatment tunnel according to sub-claim 2, characterized in that the angles that the electrical field strengths for two adjacent Einspeisun conditions include with the cross-sectional planes for the energy flow fed in are different. 5. Microwave treatment tunnel according to sub-claim 4, characterized in that the feed openings are provided with polarization grids.