DE1046802B

DE1046802B - Anordnung zum Waermebehandeln von Gut, insbesondere zum Trocknen, mittels Hochfrequenz

Info

Publication number: DE1046802B
Application number: DES51009A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Joachi Gronemann; Emil Walther
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-10-26
Filing date: 1956-10-26
Publication date: 1958-12-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Wärmebehandeln von Gut, insbesondere zum Trocknen, mittels Hochfrequenz, unter Verwendung eines Hochfrequenzgenerators mit einem angeschlossenen, aus einem Behandlungskondensator und einer oder mehreren die Spannung an den Behandlungselektroden erhöhenden Transformationsspulen bestehenden Lastkreis und hat beispielsweise den Zweck, das zwischen den Kondensatorplatten der Trockeneinrichtung befindliche Gut in gleichmäßiger Weise von der darin enthaltenen Feuchtigkeit ganz oder teilweise zu befreien. Es hat sich gezeigt, daß eine wirtschaftliche Trocknung von Stoffen im Hochfrequenzfeld, insbesondere bei der hierfür bekannten, in Fig. 1 dargestellten Reihenschaltung einer Induktivität und des Behandlungskondensators, vor allem hinsichtlich der Gleichmaß igkeit der Trocknung, nicht in ausreichendem Maße möglich ist, weil sich der aus dem Gut während des Trocknungsvorganges entweichende Feuchtigkeitsdampf insbesondere an den Berührungsstellen des Gutes mit den Elektroden oder in deren Nähe oder auch an den Elektroden selbst niederschlägt und den zu trocknenden Stoff immer wieder anfeuchtet. Außerdem verursachen derartige Kondenstropfen an den Elektroden vielfach Sprüherscheinungen oder Überschläge zwischen der Elektrode und dem Behandlungsgut, die auf Grund des dabei auftretenden Überstromes die Anlage außer Betrieb setzen. Man hat diese Nachteile schon dadurch zu beheben versucht, daß man die Kondensatorplatten mit einem saugfähigen Überzug, z. B. einem Leinentuch, umgab. Da dieses Mittel nicht zum gewünschten Ziel führte, hat man auch schon Vorkehrungen getroffen, um die Kondensatorplatten durch besondere Heizvorrichtungen während des Betriebes so zu erwärmen, daß keine Kondensation des aus dem Gut entweichenden Flüssigkeitsdampfes entstehen kann. Alle diese Maßnahmen bedingen jedoch zusätzliche Einrichtungen, die, abgesehen von den Kosten und der Störanfälligkeit, einen mehr oder weniger großen materiellen Aufwand verursachen.

Es ist auch bereits bekannt, zu Abstimmzwecken von Schwachstrom-Hochfrequenzkreisen den Kapazitätsbelag einer Sperrkreisspule zu benutzen, um dadurch beispielsweise die Eigenresonanz des Sperrkreises zu verändern. Im Gegensatz zu industriellen Hochfrequenzerwärmungseinrichtungen, bei denen beispielsweise feuchtes Gut zwischen den Elektroden erwärmt und dadurch getrocknet werden soll, kommt es bei den bekannten Sperrkreisen nur auf deren Abstimmung an. Die Bildung von Kondenswasser kann hierbei nicht auftreten, da kein feuchtes Medium vorhanden ist bzw. man bestrebt sein muß, ein solches fernzuhalten. Außerdem ist die umgesetzte Energie in derartigen Sperrkreisen so gering, daß praktisch keine Anordnung

zum Wärmebehandeln von Gut,

insbesondere zum Trocknen,

mittels Hochfrequenz

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Hans-Joachim Gronemann, Erlangen,

und Emil Walther, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden

Erwärmung der einzelnen Teile auftritt. Hinzu kommt, daß bei solchen Anordnungen sämtliche Wirkverluste möglichst klein gehalten werden müssen, um eine möglichst hohe Kreisgüte zu erzielen.

Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß dem Gut durch die industrielle Hochfrequenzerwärmungseinrichtung eine verhältnismäßig große Energiemenge zugeführt werden muß, die das Auftreten großer hochfrequenter Blindströme zur Folge hat. Diese Blindströme bewirken in jedem Falle eine mehr oder weniger große Erwärmung der Spulen, die im vorliegenden Fall zur Verhinderung von Kondenswasserbildung nutzbar gemacht werden soll. Erfindungsgemäß wird dies durch die gleichzeitige Verwendung wenigstens einer Spule als Behandlungskondensatorelektrode erreicht.

Die Vorteile und weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine zur Spannungstransformation dienende bekannte Schaltung in Form eines Reihenkreises, bei der der Kondensator als Behandlungskondensator ausgebildet ist;

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Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel nach der Erfin- gewickelten Spulenhälften C und D. Der durch diese dung und Art der Einspeisung erzielbare Feldverlauf ist in

Fig. 2 a ein Prinzipschaltbild einer solchen Ein- Fig. 6 graphisch dargestellt. Ist an den Elektroden aus richtung dar; betriebstechnischen Gründen keine transformierte

Fig. 3 zeigt die Ausibldung der Transformations- 5 Spannung erwünscht oder erforderlich, so kann dies spule als Elektrode in Draufsicht und durch Verlegung des Einspeisepunktes in die Spulen-

Fig. 4 eine solche in Ansicht; mitte einer gleichsinnig gewickelten Spule erreicht

Fig. 5 stellt eine schematische Darstellung eines werden, da sich dann die Induktivitäten beider Spulen-Durchlaufofens mit einer mittig eingespeisten Trans- hälften teilweise aufheben. Soll die Feldstärke in formationsspule als Elektrode dar und io Richtung des Ofenausganges ansteigen, so wird der

Fig. 6 den bei dieser Anordnung erzielbaren Feld- Einspeisepunkt an den Spulenanfang gelegt (s. Fig. 7). verlauf; Der Anstieg des Feldstärkeverlaufes kann durch eine

Fig. 7 zeigt die Verlegung des Einspeisepunktes an am Spulenende angebrachte Kapazität 16 festgelegt das eine Ende der Transformationsspule und werden. Wie weiterhin aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann

Fig. 8 den entsprechend dabei erzielbaren Feld- 15 die Transformationsspule 7 mäanderförmig ausgeführt verlauf. werden und aus Aluminium bestehen, wobei beispiels-

Die in Fig. 1 dargestellte, an sich bekannte Schal- weise der Leiterquerschnitt des ersten Spulentung einer Hochfrequenzerwärmungsanlage besteht im abschnittes größer gewählt wird als der des jeweils wesentlichen aus dem Hochfrequenzgenerator 1 mit folgenden Spulenabschnittes und bei der die letzte den Ausgangsklemmen 2 und 3, die über die ge- 20 Spulenwindung aus anderem Werkstoff, z. B. aus strichelt dargestellten elektrischen Leitungen mit den Eisen, besteht. An diesem Ausführungsbeispiel wird Eingangsklemmen 4 und 5 des Lastkreises 6 verbunden ferner gezeigt, wie sich der Feldstärkeverlauf in einsind. Der Lastkreis 6 besteht im wesentlichen aus fächer Weise durch Verlegung der Einspeisepunkte einer oder mehreren Transformationsspulen 7 und dem beeinflussen läßt. Zu diesem Zweck sind mehrere An-Behandlungskondensator 8, der zur Aufnahme des zu 25 zapfungen 14 vorgesehen, mit denen wahlweise die behandelnden Gutes 9 sowohl aus zwei Kondensator- Zuleitung 15 verbunden werden kann. Fig. 8 zeigt den platten 10 und 11 als auch aus einer oberen Konden- Feldstärkeverlauf im Behandlungsraum, wenn die satorplatte 10 und einem als Gegenelektrode dienenden Zuleitung 15 mit dem Spulenanfang verbunden ist. Förderband 12 bestehen kann. Die Transformations- Eine weitere Möglichkeit, den Feldstärkeverlauf zu spule 7 hat den Zweck, an den Behandlungselektroden 30 verändern, ist dadurch gegeben, daß die Zuleitung 15 eine erhöhte Spannung zu erzeugen, damit dem Gut oder mehrere parallele Zuleitungen vorteilhaft tele-"" eine ausreichende Leistung zugeführt werden kann. skopartig ausgebildet sind, so daß diese sowohl zur Im allgemeinen bringt der Aufbau einer Trans- Höhenverstellung der einzelnen Transformationsformationsspule jedoch infolge ihrer Blindleistungs- spulenteile als. auch zum elektrischen Anschluß dienen aufnahme zwangläufig eine Erwärmung mit sich, die 35 können.

sich auch durch entsprechende Bemessung nicht voll- Der Gegenstand der Erfindung beschränkt sich nicht

ständig vermeiden läßt und somit den Wirkungsgrad auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsder gesamten Anlage beeinträchtigt. beispiele, sondern er kann in mehrfacher Weise ab-

Erfindungsgemäß wird die Transformationsspule 7, gewandelt werden. So ist es z. B. möglich und vorteilwie in Fig. 2 dargestellt, gleichzeitig als Behandlungs- 40 haft, anstatt einer einzigen Transformationsspule kondensatorelektrode verwendet. Zu diesem Zweck deren mehrere, z. B. in Reihen- und/oder Parallelwird mit Vorteil eine flach gewickelte Spule (Fig. 4) schaltung, zu verwenden. Räumlich können diese mit einer Breite b verwendet, wie sie die Gegen- Spulen sowohl neben- oder hintereinander als auch elektrode, z. B. das Förderband 12, aufweist. Die ein- ineinander angeordnet werden, wodurch eine weitere zelnen Spulenwindungen weisen gegenüber der Gegen- 45 Möglichkeit geschaffen wird, den Feldverlauf innerelektrode (z. B. dem Förderband) Kapazitäten auf, halb des elektrischen Kondensatorfeldes zu beeindie als Behandlungskapazität ausgenutzt werden. Die flüssen. Ferner kann die Transformationsspule auch notwendige Gesamtkapazität setzt sich demnach aus eine von der in Fig. 4 angegebenen Rechteckform abeinzelnen Windungskapazitäten zusammen und kann weichende Form aufweisen und sowohl aus vollem als durch entsprechende Auslegung der Transformations- 50 auch aus rohrförmigem Material bestehen. Sie kann spule festgelegt werden. In der Fig. 2 a sind die an aus fertigungstechnischen Gründen auch sägezahndenTeilkapazitäten auftretenden Spannungen mit U_av förmig gewickelt sein und aus mehreren parallelen li_c 2> -^e β ^usw· bezeichnet. Infolge der dadurch auf- Leitern geringeren Querschnitts bestehen. Die Erfintretenden Stromverzweigungen entstehen an den ein- dung schließt auch solche Spulen mit ein, die infolge zelnen Spulenwindungen Temperaturunterschiede, die 55 ihres Wicklungssinnes, also infolge der Kompensation sich durch eine außerhalb des Behandlungsraumes an- der Einzelinduktivitäten, keine Spannungstransforgebrachte Kapazität 16 beeinflussen lassen. Eine mation ermöglichen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß weitere Möglichkeit der Temperaturfestlegung ent- auch bei diesen Spulen infolge der Stromverzweigung lang der Spule besteht in der Verwendung unter- an der als Spule dienenden Elektrode ebenfalls eine schiedlichen Spulenmaterials (z. B. Kupfer, Alumi- 60 Erwärmung auftritt.

nium, Eisen usw.) und/oder in der unterschiedlichen Der Gegenstand der Erfindung zeichnet sich beson-

Bemessung des Leiterquerschnittes einzelner Spulen- ders dadurch aus, daß die bei den bisherigen Anlagen teile. erforderliche obere Kondensatorplatte fortfällt, da

In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines diese durch die an sich benötigte Transformations-Durchlaufofens dargestellt, wobei das Förderband 12 65 spule ersetzt wird. Ferner wird die Gefahr der mit der auf Erdpotential liegenden Eingangsklemme 5 Kondenswasserbildung beseitigt, da die sich zwang- und der mittig an die Transformationsspule 7 an- läufig erwärmende, als Elektrode dienende Transgeschlossene Einspeisepunkt 13 mit der Eingangs- formationsspule die Kondensation der dem Gut entklemme 4 des Lastkreises 6 verbunden ist. Die Trans- weichenden Feuchtigekit verhindert. Darüber hinaus formationsspule 7 besteht dabei aus zwei gegensinnig 70 entfällt die sonst übliche Anordnung mehrerer

Kondensatorplatten zwecks Erzielung einer unterschiedlichen Feldverteilung innerhalb des Behandlungsraumes.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Wärmebehandeln von Gut, insbesondere zum Trocknen, mittels Hochfrequenz, unter Verwendung eines Hochfrequenzgenerators mit einem angeschlossenen, aus einem Behandlungskondensator und vorzugsweise einer oder mehreren Transformationsspulen bestehenden Lastkreis, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spule gleichzeitig als Behandlungskondensatorelektrode dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsspule mit vorzugsweise mehreren Einspeisepunkten versehen ist, die je nach dem gewünschten Feldverlauf mit der Hochfreqenzquelle verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen für die Transformationsspule in der Höhe verstellbar sind und gleichzeitig als Stromzuführungsleitung dienen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsspulen in Reihen- und/oder Parallelschaltung und gegebenenfalls neben- oder ineinander angeordnet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsspulen aus gleichem Werkstoff bestehen und unterschiedliche Querschnittsabmessungen aufweisen.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsspulen aus mehreren miteinander elektrisch verbundenen Teilen bestehen, die aus verschiedenem Werkstoff hergestellt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter der Transformationsspule sowohl unterschiedliche Querschnittsabmessungen aufweist, als auch aus verschiedenen Werkstoffen besteht.

8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenende der Transformationsspule mit einer zusätzlichen Kapazität versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 601 338.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen