CS268459B1 - Mikrovlnné ohřívací zařízení - Google Patents

Abstract

Zvýšení životnosti a účinnosti mikrovlnných ohřívacích zařízení, zlepšení rovnoměrnosti ohřevu, jakož i možnost případného nouzového chodu řeší mikrovlnné ohřívací zařízení, které má tři mikrovlnné generátory, z nichž každý je spojen se svým příslušným samostatným napájecím jednofázovým zdrojem. Tyto samostatné napájecí jednofézové zdroje jsou připojeny k nestejným fázím třífázové elektrovodné sítě a přenosová ustrojí jednotlivých mikrovlnných generátoru jsou zaústěna do třech různých míst ohřívací komory.

Description

Vynález se týká mikrovlnného ohřívacího zařízení, zejména pro tepelné zpracování potravinářských výrobků.

Jsou známá mikrovlnná ohřívací zařízení, skládající se ze třech mikrovlnných generátorů, budicích ohřívací komoru ve' tvaru kvádrového rezonátoru a napájených jedním třífázovým anodovým transformátorem. Všechny tři mikrovlnné generátory generují mikrovlnnou energii současné, takže v ohřívací komoře ohřívacího zařízení nastává vzájemný přenos mikrovlnné energie mezi třemi budicími systémy a příslušnými mikrovlnnými generátory. Tento přenos mikrovlnné energie je nežádoucí, pxtože vyvolává snížení účinnosti zařízení, způsobuje přídavné ohřívání mikrovlnných generátorů, zkrácení jejich, životnosti a snížení využitelnosti provozních hodnot, zejména pak tzv. poměru stojatých vln, resp. koeficientu odrazu. Kromě toho musí být dosavadní mikrovlnná ohřívací zařízení vybavena zařízením pro zrovnoměrnění elektromagnetického pole, tzv. homogenizátorem, což zdražuje provedení. Další nevýhodou jé, že při poruše i jen jednoho mikrovlnného-generátoru dochází k výpadku celého ohřívacího zařízení, protože nelze napájecí transformátor zatěžovat nesymetricky.

Tyto nevýhody odstraňuje mikrovlnné ohřívací zařízení, zejména pro tepelné zpracování potravinářských výrobků, sestávající z ohřívací komory a třech mikrovlnných generátorů, podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že každý ze tří mikrovlnných generátorů je napojen na jeden samostatný napájecí jednofázový zdroj, přičemž tyto samostatné napájecí jednofázové zdroje jsou připojeny k nestejným fázím třífázové elektrovodné sítě, a každý ze tří mikrovlnných generátorů je prostřednictvím svého přenosového ustrojí zaústěn do jiného místa ohřívací komory. Další podstatou vynálezu je, že mikrovlnné generátrry mají rozdílné kmitočty.

Výhody dosažené vynálezem spočívají zejména v tom, že nedochází k nadměrnému zatěžování mikrovlnných generátorů, čímž se dosahuje jednak zvýšení životnosti a účinnosti zařízení a jednak zlepšení rovnoměrnosti ohřevu, což umožňuje vynechat homogenizátor. Další výhodou je, že při poruše jednoho nebo i dvou mikrovlnných generátorů může zařízení pracovat nouzově se sníženým výkonem. Výhodou je i snadná opravitelnost celého zařízení a použitelnost levných mikrovlnných generátorů, vyráběných velkosériově.

Příklad provedení mikrovlnného ohřívacího zařízení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je blokové schéma tohoto zařízení a na obr. 2 je diagram časového průběhu napájecích napětí jednotlivých mikrovlnných generátorů s vyznačením doby jejich činnosti.

Mikrovlnné ohřívací zařízení /obr. 1/ má ohřívací komoru 4, do které se umísťuje vsázka, kterou je např. potravinářský výrobek /nezakresleno/, a dále je vybaveno třemi mikrovlnnými generátory 1. Ke každému mikrovlnnému generátoru 1 je připojeno přenosové ustrojí 3. Tato přenosová ustrojí 3 jsou zaústěna do třech různých míst ohřívací komory 4, a to do její levé, střední a pravé části. Mikrovlnné generátory 1 jsou provedeny např. jako cw-magnetrony. Každý z mikrovlnných generátorů 1 je napájen ze samostatného napájecího jednofázového zdroje 2. Tyto samostatné napájecí jednofázové zdroje 2 jsou připojeny na třífázovou elektrovodnou sít 5, a to bučí na napětí fázová nebo sdružená, přičemž každý samostatný napájecí jednofázový zdroj 2 je napojen na jinou fázi, resp. na jinou dvojici fází třífázové elektrovodné sítě 5. Zvýšení výkonu mikrovlnného ohřívacího zařízení lze dosáhnout zapojením násobku mikrovlnných generátorů 1. Mikrovlnné generátory nemají obvykle, a to již z výroby, shodný kmitočet, a tuto skutečnost lze vhodným umístěním přenosových ústrojí 3 záměrně výhodně využít pro vybuzení rozdílných typů polí v ohřívací komoře 4, což má za následek rovnoměrnější rozložení elektromagnetického pole a tím dosažení lepší rovnoměrnosti ohřevu. Přitom čím rozdílnější kmitočet jednotlivých mikrovlnných generátorů 1 bude, např. v pásmu 2 450 + 25 MHz,.tím bude tento příznivý účinek výraznější.

Napětí z třífázové elektrovodné sítě 5 se transformuje v samostatných napájecích jednofázových zdrojích 2 na vysoké napětí, které se, zpravidla po usměrnění, přivádí na jednotlivé

-2CS 268 459 Bl mikrovlnné generátory 1. Zde se mikrovlnná energie přeměňuje na energii o velmi vysokém kmitočtu, která se přenosovými ústrojími 3 přivádí do ohřívací komory 4. Mikrovlnné generátory 1 pracují postupně, jak je znázorněno na obr. 2. Vždy pracuje jen ten mikrovlnný generátor 1, jehož napájecí napětí je vyšší než tzv. napětí prahové. Pak pracuje po určitou část periody. Doba jeho činnosti je vymezena tzv. úhlem otevření . V

26= arc cos , •

kde je prahové napětí a νθ je napájecí napětí. Úhel otevření leží obvykle v rozsahu 30° /na obr. 2 vyŠrafováno hustěji/ až 6Ó° /na obr. 2 vyšrafováno řidčeji/. Svislá osa u je osou napětí, vodorovná osa t je osou času. Vyšrafováné plochy na horní sinusovce znázorňují vymezení doby činnosti prvního mikrovlnného generátoru 1, na prostřední sinusovce dobu činnosti druhého mikrovlnného generátoru 1 a na spodní sinusovce dobu činnosti třetího mikrovlnného generátoru 1. Jednotlivé mikrovlnné generátory 1 se tedy ve své činnosti nepřekrývají a když jeden pracuje, není zatěžován vyvázanou částí energie zbýxujících dvou, které nepracují. Každý mikrovlnný generátor 1 budí po dobu své činnosti mikrovlnnou energií, přenesenou přenosovými ústrojími 3 v ohřívací komoře 4, jinou skupinu vlastních kmitů, tzv. vidů elektromagnetického pole ohřívací komory 4, která je rezonátorem, a při velkých vsázkách ohřívaného materiálu vyzařuje mikrovlnnou energii do prostorové oblasti odpovídající přímému Síření elektromagnetické energie z míst připojení přenosových ustrojí 3 mikrovlnné energie na ohřívací komoru 4. Za tohoto stavu je vazba mezi přenosovými zařízeními 3 přes ohřívací komoru 4 menší než 10 a výkon přenáSený z pracujícího mikrovlnného generátoru do zbývajících dvou nepracujících neohrožuje jejich životnost a funkci. Spolupůsobení všech tří mikrovlnných generátorů 1 v časové posloupnosti s prodlevami závislými na uhlech otevření jednotlivých mikrovlnných generátorů 1 se získá čas na rozvedení tepla v ohřívaném materiálu a superponují se tak jednotlivé tepelné účinky postupně přenášených výkonů mikrovlnných generátorů 1.

Mikrovlnné ohřívací zařízení lze také využít v odvětvích chemického, konzervárenského, farmaceutického průmyslu a pod.

Claims (2)

1. Mikrovlnné ohřívací zařízení, zejména pro tepelné zpracování potravinářských výrobků, sestávající z ohřívací komory a třech mikrovlnných generátorů, vyznačující se tím, že každý ze tří mikrovlnných generátoru /1/ je napojen na jeden samostatný napájecí jednofázový zdroj /2/, přičemž tyto samostatné napájecí jednofázové zdroje /2/ jsou připojeny k nestejným fázím třífázové elektrovodné sítě /5/ a každý ze tří mikrovlnných generátorů /1/ je prostřednictvím svého přenosového ustrojí /3/ zaústěn do jiného místa ohřívací komory /4/.

2. Mikrovlnné ohřívací zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že mikrovlnné generátory /1/ mají rozdílné kmitočty. -