DE1095967B

DE1095967B - Hochfrequenzofen fuer Hochfrequenzerhitzung durch Ultrahochfrequenzschwingungen

Info

Publication number: DE1095967B
Application number: DEN18242A
Authority: DE
Inventors: Jan Verstraten
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-05-01
Filing date: 1960-04-28
Publication date: 1960-12-29
Also published as: GB873082A; US3102181A; CH379022A; NL238818A; GB958392A; CH396252A; NL113091C; DE1148674B; NL248916A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzofen für Hochfrequenzerhitzung mittels Schwingungen sehr hoher Frequenzen z. B. in dem Dezimeteroder Zentimeterwellenbereich, wobei ein Ultrahochfrequenzgenerator, insbesondere ein Magnetrongenerator, und ein Wellenleitersystem vorgesehen sind und der Ausgangskreis des Ultrahochfrequenzgenerators an das Wellenleitersystem angeschlossen ist, um die Ultrahochfrequenzschwingungen der Austrittsöffnung des Wellenleitersystems zuzuführen, längs der die zu erhitzenden Gegenstände auf einem Transportband geführt werden.

Um eine gleichmäßige Erhitzung der zu erhitzenden Gegenstände zu sichern, die auf dem Transportband die Austrittsöffnung des Wellenleitersystems an einer beliebigen Stelle passieren können, müssen an die Ausgänge des Wellenleitersystems besondere Anforderungen gestellt werden. Besonders bei Vergrößerung der Breite des Transportbandes bis zu mehreren Wellenlängen der erzeugten Schwingungen erfordert die Erfüllung dieser Bedingung der gleichmäßigen Erhitzung der zu erhitzenden Gegenstände Maßnahmen, welche eine verwickelte Bauart des Hochfrequenzofens mit sich bringen.

Die Erfindung bezweckt, einen Hochfrequenzofen der erwähnten Art zu schaffen, dessen Bauart einfach ist und der sich besonders zur Hochfrequenzerhitzung von Gegenständen auf einem Transportband mit einer Breite von mehreren Wellenlängen eignet, wobei außerdem gleichzeitig die aus dem Hochfrequenzofen heraustretenden Strahlungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, ohne daß dazu besondere Abschirmungsvorkehrungen erforderlich sind.

Der Hochfrequenzofen nach der Erfindung hat das Merkmal, daß das Wellenleitersystem durch eine parabolische Zylinderfläche und zwei dazu senkrechte, parallele Begrenzungsflächen gebildet wird, wobei in der Brennlinie der parabolischen Zylinderfläche ein Linienstrahler angeordnet ist, der mit dem Ausgangskreis des Ultrahochfrequenzgenerators gekoppelt ist, während zwischen dem Linienstrahler und der von der Parabelspitze abgewendeten Austrittsöffnung des Wellenleitersystems ein Reflektor angeordnet ist, um die direkte Strahlung des Linienstrahlers in Richtung der Austrittsöffnung auf die parabolische Zylinderwand des Wellenleitersystems zurückzustrahlen, wobei das Transportband in einer Richtung geführt wird, die zu den parallelen Begrenzungsflächen des Wellenleitersystems praktisch senkrecht ist.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Hochfrequenzofens nach der Erfindung, und die

Hochfrequenzofen

für Hochfrequenzerhitzung

durch Ultrahochfrequenzschwingungen

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1. Mai 1959

Jan Verstraten, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 und 3 zeigen einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt des Hochfrequenzofens nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 perspektivisch dargestellte Hochfrequenzofen von z. B. 2 kW enthält einen Magnetrongenerator 1, der Schwingungen mit einer Wellenlänge von z. B. 12 cm erzeugen kann. Der Ausgangskreis des Magnetrongenerators 1 ist über eine koaxiale Leitung 2 an ein Wellenleitersystem 3 angeschlossen, um die Ultrahochfrequenzschwingungen der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 zuzuführen, dessen Vorderwand zur Darstellung des Inneren dieses Systems teilweise weggebrochen ist. Längs der Austrittsöffnung des Wellenleitersystems 3 werden die zu erhitzenden Gegenstände 5, z. B. Zwiebackbrötchen, über ein Transportband 6 geführt, das durch Antriebsrollen 7 angetrieben wird. Zur Anpassung der Belastung des Magnetrongenerators 1 sind an die koaxiale Leitung 2 Anpassungsmittel 8 angeschlossen, die auf bekannte Weise gestaltet sein können.

Um in dem soweit geschilderten Hochfrequenzofen über die ganze Breite von z. B. 120 cm des Transportbandes 6 eine gleichmäßige Erhitzung der zu erhitzenden Gegenstände 5 zu erzielen, wird das Wellenleitersystem 3 durch eine parabolische Zylinderfläche 9 und zwei dazu senkrechte, parallele Begrenzungsflächen 10, 11 gebildet, wobei in der Brennlinie der parabolischen Zylinderflächen 9 ein Linienstrahler 12 angeordnet ist. Zwischen dem Linienstrahler 12 und der von

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der Parabelspitze abgewendeten-Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 ist zur Reflexion der direkten Strahlung des Linienstrahlers 12 in Richtung der Austrittsöffnung 4 nach der .parabolischen Zylinderwand 9 ein Reflektor 18 angeordnet, der in der dargestellten Ausführungsform aus einem zum Linienstrahler 12 parallelen Reflektorstab besteht; das Transportband 6 wird in einer Richtung geführt, die zu den parallelen BegreMüngsflächen 10, 11 des Wellenleitersystems 3 praktisch senkrecht ist.

Zum Erzielen einer geschlossenen Bauart ist das Wellenleitersystem 3 durcä" eine Verschlußwand 13 abgeschlossen, die sich'■ Mßerhalb der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 längs des Transportbandes 6 erstreckt und Durchführungen rechteckigen Querschnittes 14 ffe das Transportband 6 mit den Enden der Begrenzungsflächen 10, 11 bildet, die dazu parallel zum Transportband 6 nach außen abgebogen sind. An der Steife der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems ist die Verschlußwand 13 in einer von dem Transportband 6 äbgewendeten Richtung in Form eines rechteckigen Kübels 15 abgebogen, der zur Absorption der Strahlung-,.des das Transportband 6 passierenden Linienstrahlers 12 teilweise mit absorbierendem Material 17 (vgl; Fig. 2 und 3) gefüllt ist, so daß der Magnetrongenerator 1 auch bei Abwesenheit der zu erhitzenden Gegenstände ausreichend belastet ist.

In der geschilderten Vorrichtung wird die von dem Linienstrahler 12 stammende Strahlung in Richtung der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 durch den Reflektor 18 zurückgestrahlt, und infolgedessen entsteht in zum Linienstrahler 12 senkrechten Ebenen eine kardioidförmige Strahlungskennlinie, wobei in Richtung der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 praktisch keine direkte Strahlung auftritt, während im übrigen "feil die Kennlinie mit guter Annäherung einen kreisförmigen Verlauf hat. Diese Strahlungskennlinie ergibt sich durch angemessene Einstellung der Bemessung, in diesem Falle durch Einstellung des Linienstranlers 12 und des Reflektorstabes 18 und ihres gegenseitigen Abstandes; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser gegenseitige Abstand etwa 0,2mal die Wellenlänge. Nahezu die vollständige Strahlung des Linienstrahlers 12, welche gemäß der vorerwähnten Strahlungskennlinie ausgestrahlt wird, wird an der parabolischen Zylinderfläche 9 des Wellenleitersystems 3 in Richtung der Parabelachse nach der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 reflektiert, wobei an der Austrittsöffnung 4 in zu den Begrenzungsflächen 10, 11 parallelen Richtungen ein gleichphasiges elektromagnetisches Feld praktisch konstanter Intensität erzeugt wird, so daß die zu erhitzenden Gegenstände 5, die über das Transportband 6 die Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 in einer zu den Begrenzungsflächen 10,

11 senkrechten Richtung passieren, praktisch gleichmäßig erhitzt werden.

Es wurde bereits bei der besonders einfachen Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Anordnung an der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems 3 eine Gleichmäßigkeit des elektromagnetischen Feldes in zu den Begrenzungsflächen 10, 11 parallelen Richtungen erzielt, die für den" erwähnten Zweck, d. h. die Erhitzung von Zwiebackbrötchen, durchaus ausreicht. Soll die Gleichmäßigkeit des elektromagnetischen Feldes an der Austrittsöffnung 4 für bestimmte Zwecke, z. B. zum Trocknen von Geweben, weiter verbessert werden, so können mehrere zum Linienstrahler

12 parallele Reflektorstäbe oder Reflektorschirme be-

nutzt werden, die es ermöglichen, eine bessere Annäherung der für eine gleichmäßige Feldverteilung erforderlichen Strahlungskennlinie zu erzielen, d. h. eine Strahlungskennlinie, bei der in Richtung der Austrittsöffnung praktisch keine Strahlung auftritt, während die Kennlinie im übrigen Teil kreisförmig verläuft.

Neben dem einfachen Zusammenbau und der dabei erzielten gleichmäßigen Erhitzung der zu erhitzenden

ίο Gegenstände 5 hat die geschilderte Vorrichtung den in der Praxis wichtigen Vorteil, daß die aus dem Hochfrequenzofen heraustretende Strahlung weitgehendst herabgemindert wird; der Linienstrahler 12 strahlt nämlich ein linear polarisiertes Feld aus, bei dem die Richtung des elektrischen Feldvektors E parallel zur Richtung des Linienstrahlers 12 ist, welcher Vektor somit an der Austrittsöffnung 4 des Wellenleitersystems in der in der Figur durch die gestrichelt angegebenen Pfeile 16 veranschaulichten Richtung

ao verläuft. Der Energievektor (Poyntingscher Vector) ist senkrecht zum elektrischen Feldvektor E und hat somit keine Komponente in der Bewegungsrichtung des Transportbandes 6, so daß aus dem Wellenleitersystem 3 lediglich Streustrahlung hervortreten kann, die zudem in den Durchführungen rechteckigen Querschnittes 14 des Transportbandes 6 geschwächt wird; die hervortretende Strahlung wurde z. B. um einen Faktor von etwa 25 db geschwächt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des bei dem Hochfrequenzofen nach der Erfindung verwendeten Wellenleitersystems 3.

Die Höhe des Wellenleitersystems 3, von dem Transportband her gerechnet, beträgt z. B. 48 cm, während die Breite der Austrittsöffnung 4 120 cm ist.

Der Abstand zwischen dem Linienstrahler 12 und dem Reflektorstab 18 beträgt etwa 25 cm.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Wellenleitersystem 3. Der Abstand zwischen den beiden Begrenzungsflächen 10, 11 beträgt 24 cm, und die Länge der Durchführungszylinder 14 ist 30 cm, und deren Höhe ist 5 cm.

Es sei schließlich noch erwähnt, daß die Abmessungen des Wellenleitersystems nicht kritisch sind und sich für verschiedene Verwendungsmöglichkeiten nach Bedarf- ändern lassen.

Claims

PatentanspruchE:

1. Hochfrequenzofen für Hochfrequenzerhitzung durch Ultrahochfrequenzschwingungen mit einem Ultrahochfrequenzgenerator und einem Wellenleitersystem, wobei der Ausgangskreis des Ultrahochfrequenzgenerators an das Wellenleitersystem zur Führung der Ultrahochfrequenzschwingungen nach der Austrittsöffnung des Wellenleitersystems angeschlossen ist, längs welcher Öffnung die zu erhitzenden Gegenstände über ein Transportband geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenleitersystem durch eine parabolische Zylinderfläche und zwei dazu senkrechte, parallele Begrenzungsflächen gebildet wird, wobei in der Brennlinie der parabolischen Zylinderfläche ein Linienstrahler angeordnet ist, der mit dem Ausgangskreis des Ultrahochfrequenzgenerators gekoppelt ist, wobei zwischen den Linienstrahler und der von der Parabelspitze abgewendeten Austrittsöffnung des Wellenleitersystems ein Reflektor angeordnet ist, um die direkte Strahlung des Linienstrahlers in Richtung der Austrittsöffnung nach

7u der parabolischen Zylinderfläche des Wellenleiter-

systems zurückzustrahlen, während das Transportband in einer Richtung geführt wird, die praktisch senkrecht zu den parallelen Begrenzungsflächen des Wellenleitersystems ist.

2. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor aus einem Reflektorstab besteht, der sich parallel zum Linienstrahler in einem Abstand von etwa 0,2mal die Wellenlänge von diesem angeordnet ist.

3. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor aus einer Anzahl zum Linienstrahler paralleler Reflektorstäbe oder aus einem Reflexionsschirm besteht.

4. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenleitersystem in einer von der Austrittsöffnung abgewendeten Richtung durch eine Verschlußwand abgeschlossen ist, welche Wand außerhalb der Austrittsöffnung längs des Transportbandes abgebogen ist, um zylinderförmige Durchführungen für das Transportband mit den Begrenzungsflächen des Wellenleitersystems zu bilden, die dazu rechteckig nach außen abgebogen sind.

S. Hochfrequenzofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußwand an der Stelle der Austrittsöffnung des Wellenleitersystems die Form eines rechteckigen Rübeis in einer von dem Transportband abgewendeten Richtung hat, welcher Rubel wenigstens teilweise mit absorbierendem Material gefüllt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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