DE1440952A1

DE1440952A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Gut durch Mikrowellen

Info

Publication number: DE1440952A1
Application number: DE19631440952
Authority: DE
Inventors: Pueschner Dipl-Ing Herbert
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1963-11-12
Filing date: 1963-11-12
Publication date: 1969-04-24
Also published as: NL6413097A; GB1074116A; BE655536A

Description

A/Mi Eingkammer

Firma it 1 ss-Ierke - AG, Bremen, Stephani-

kirehenweide 1/19

Vorrichtung zur Behandlung von Gut durch Mikrowellen

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Gut durch Mikrowellen, insbesondere im Durchlaufverfahren.

In verschiedenen Industriezweigen (Nahrungsmittel-, Kunststoff iniäustrie usw.) werden zur Erwärmung und Trocknung von Schüttgut, und zur Erwärmung von Flüssigkeiten Warmluft-, Infrarot- oder Hochfrequenzanlagen verwendet. Das Gut wird in der Hegel auf einem Transportband durch die Erwärmungszone geführt. Infrarot- und Warmluftanlagen haben im wesentlichen den Nachteil geringen Wirkungsgrades und langer JSrwärmungszeit, beides durch die konvektive Übertragung der Wärme in das Gutinnere bedingt. Der räumliche Aufwand für diese Vorrichtungen ist beträchtlich. Außerdem besteht der Nachteil, daß sich die Torrichtung mit erwärmt und daß entsprechende Wärmeisolationen vorgesehen werden müssen. Die HF-Erwärmung arbeitet mit wesentlich größerem Wirkungsgrad und kürzeren Durchlauf zeiten. Der Durchsatz ist aber durch die maximale Durchbruchfeldstärke begrenzt.

Die bekannten Einrichtungen zur Behandlung von Gut durch Mi-,„„„,_# ^_a 909817/0154 ...2

krowellen arbeiten mit einem Hohr zum Durchlauf des zu behandeinen Gutes, das in der Achse eines RundhoJilleiters liegt. Erfindungsgemäß läßt sich eine wesentlich günstigere Energievert eilung und eine höhere Leistung dadurch erzielen, daß die Behandlung in einem ringförmigen Saum erfolgt» der -vorzugsweise durch den Zwischenraum eines Koaxialrohres" gebildet wird. Gegenüber dem einfachen. Innenrohr hat eine solche Anordnung den Tor zug, daß das Gut in gleichmäßiger Schichtdicke' das Iföllenleitersystem 'durch läuft und dadurch homogen erwärmt wird· Es besteht f er— ner der Vorteil* daß der Durchsatz gegenüber dem einfachen Innenrohr wesentlich erhöht werden kann,insbesondere' des-*- halb, weil das Innenrohr keinen größeren Durchmesser als etwa 15 β™ erhalten kann. - - ^; * ^{: :}' ""■"'"'■ " ' ~ ~" -^;-.- - ■--

Die Yorrichtung nach der Erfindung eignet sich zur" Erwär— ' ' mung und. üirbckhung -viän Schüttgut, ζ^Bi GetreideV Häiferflokken, Kuhsttoffgranulat usw. Sie kann beispielsweise" Sei Getreide zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden, weil sich Insekten durch' ihren^;' Wassergehalt'im elektromagnetischen Strahlungsfeld wiasentlich'sciinelle^ erwärmen uttd infolge¹ der inneren; starken Wärmeentwidkluhg abgetötet werden.; ~'"^:' "' ^v£ '

Schüttgut läßt sich vorzugsweise in axialer Richtung durch den RingrauHE führen. Der Ringraum kann' zur axiäleji Zuführung des Gutes über einen kegelförmig sich verjMgend-en lEeil seines Innen- und Außenrohres* in ein Zufülirungsrohr^ubergehen·

die;¥orteilhaf_:te_ii£ög3.ichkeit., das_?lf%Lt_r nisht 909817/0154 —-^

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in Ayi.alrich.tung, sondern in Umfangsrichtung relativ zum StrahlersyBteia zu bewegen. Eine solche Kreisführung ermöglicht insbesondere auch den Einsatz der Einrichtung zur Behandlung von bahn f örmigen Gut. Der Ringraum kann zu diesem Zweck an seinem Umfang mit Anschlußkanälen zum Ein- und Ausfuhren des Gutes versehen sein. Zur Behandlung bahnförmiger Güter können die Anschlußkanäle mit schlitzförmigen, über die Länge des Ringraumes sich erstreckenden Öffnungen in den Ringraum münden. Sie Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß das Gut längs einer Spiralbahn durch den Ringraum geführt wird.

Durch einen mit dem Gut umlaufenden Mantel des Innenrohres kann eine reibungsfreie oder weitgehend reibungsfreie Führung des Gutes durch den Behandlungsraum erzielt werden. Dabei kann drehbare Mantel als lose, vom Gut mitzunehemnde Walze oder als Antriebswalze für das Gut ausgebildet sein.

Sowohl ale bei der axialen als bei der Kreisführung des Gutes ist zweckmäßig der Mantel des Innenrohres so ausgebildet, daß er die Anpassung an das Gut herstellt. Ferner kann das Außenrohr als Absorber oder als Reflektor ausgebildet sein.

Die Innenwandung des Ringraumes läßt sich mit einem Kunststoff, vorzugsweise Teflon, -überziehen. Dadurch läßt sich die Reibung des Gutes bei der Durchführung durch den Behandlungsraum wesentlich herabsetzen. Bei Verwendung eines Kunststoffüberzuges bestimmter Dicke kann hierdurch gleichzeitig die Anpassung an das Gut hergestellt werden, so daß ein Stoß-

stellenfreier Übergang zum Gut hin erreicht wird·

Zur Übertragung der Wellenenergie auf den ringförmigen Behandlungsraum können im Innenrohr.ein Wellenleiter oder mehrere Wellenleiter hintereinander angeordnet sein, welche die von Mikrowellengeneratoren eingespeiste Energie radial in den Ringraum abstrahlen.

Vorzugsweise wird an die Wellenleiter ein ringförmiger Hadialwellenleiter angeschlossen, dessen Wandabstand sich nach außen vergrößern kann. Dadurch ist es möglich, den Durchmesser des ringförmigen Behandlungsraumes praktisch beliebig groß zu wählen. Die Radialwellenleiter können durch axiale Wellenleiter vorzugsweise in Form von Koaxialleitungen gespeist werden·

Man kann die Mikrowellengeneratoren im Raum zwischen zwei benachbarten RadialWellenleitern unterbringen; sind jedoch die Mikrowellengeneratoren außerhalb des koaxialen Behandlungsraumes angeordnet, so kann 44· zur Zuführung der Energie ein den Ringraum radial durchsetzender Wellenleiter, vorzugsweise ein Rechteckhohlleiter mit Schmalprofil vorgesehen sein.

Die Erfindung sei anhand einiger Ausführungsbeispiele veran-

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schaulicht·
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^ Fig.. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung mit

-* axialem Durchlauf des zu behandeliren Gutes in

*"* einem Längsschnitt,

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■fig. 2 eine Ausführungsform mit l^eisführung des Gutes im einem Axialschnitt,

5 einen Querschnitt nach der I&nie III-HI der

DXe in Fig. 1 dargestellte Torrichtung dient vorzugsweise zur Behandlung von Schüttgut, das in axialer Richtung durch einen ringförmigen Behandlungsraum 1 geführt wird, der durch den Innenmantel 2 und Außenmantel 3 eines Koaxialrohres gebildet wird. Der Ringraum 1 geht zur axialen Zuführung des Gutes über einen kegelförmig sich verjüngenden Teil 4 in ein Zuführungsrohr über. 3a>ensö ist an der Austrittsseite ein kegelförmiger Übergang 6 »ti einem Ableitungsrohr. 7 vorgesehen. Die ganze Yorrichtung kenn vertikal oder geneigt angeordnet sein, so daß das Sat durch Schwerkraft durch das System fällt.

Ik Igjieairohr sind mehrere Εοβτΐ alwellenleiter 8 hintereinander angeordnet, welche die von Mikrowellengeneratoren 9 eingespeiste Energie radial durch eine Ringöffnung 10 abstrahlen. An diese Äellenleiter 8 mit ihren öffnungen 10 ist je ein ringförmiger fiadialwellenleiter 11 angeschlossen, dessen Wandabstand sich nach außen vergrößert·

Die HikrowelleBfeneratoren können wie in Fig. 1 unten darge-

Q stallt im Innenrohr 2 angeordnet sein; sie können auch wie in co ·....-.

» Fig. 1 oben dargestellt auf der Außenseite des Behandlungsrau- ^ mes 1 liegen, wobei zur Zuführung der Energie ein den Ringraum _» radial darchsetzendäer Wellenleiter 12, vorzugsweise ein Recht- -

mit Schmalprofil vorgesehen3st. BAD ORIGINAL

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Me Eadxalwellenjeiter 11 sind so gestaltet» daß sich ihre ringförmigen, an den Behandlungsraum 1 angrenzenden öffnungen 15 aneinander, anschließen.

An den Enden des Innenrohres 2 und -zwischen den ■benachbarten Eadiaiwellenleitern bzw. ihren Öffnungen 13 sind Sperrend gegebenenfalls zusätzlich Dämpfungsfilter 14 vorgesehen·

Um Stoßstellen beim "Übergang der Energie in das zu behandeln« Gut zu vermeiden, wird der Mantel des Innenrohres 2 im Bereich der Austritts öffnungen 13 mit einem Dielektrikum bestimmter Dicke versehen, welches die Anpassung an das Gut herstellt.

Das Außenrohr 3 ist im dargestellten Beispiel mit einem Absorber 15 verbunden. Anstelle des Absorbers kann ein BeJClefc— tor vorgesehen werden, wenn die in den Generator reflektierte Leistung klein genug bleibt. ,

Die Innenwandung des Bingraumes 1 und gegebenenfalls auch der Leitungen^ und 7 kann mit einem Kunststoff, vorzugsweise Teflon» überzogen sein_r insbesondere, um die Eeibung des Gutes beim Durchlauf zp. verringern. . ,

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform wird das.Gut kreisförmig durch den Eingraum geführt, so daß er sich relativ zum Strahlersjstem in Umfangsrichtung bewegt. Der Hingraum ist. an seinem, Umfang mit.AnschlußkanäleEL_15,und ^16^ zum Ein- und Ausf^liren des. Gutes-versehen.. Die Anschlußkar näle münden mit schlitzförmigen. Öffnungen 17 imd 18 in den

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Ringraum 1, welche sich über die ganze Länge des Ring« raumes erstrecken.

Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß das zu behandeine Gut in Bahnform vorliegt. Zur Führung dieses Gutes beim Ein- und Austritt sind Umlenkrollen 19 und 20 vorgesehen.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel wird die Mikrowellenenergie von Generatoren 9 über axiale Wellenleiter 8 und anschließende Radialwellenleiter 11 auf das bahnförmige Gut übertragen.

Der Mantel 2 des Innenrohres, der aus Gründen der Anpassung aus einem Dielektrikum bestimmter Dicke hergestellt'ist, ist frei drehbar auf den axialen Wellenleitern δ gelagert, so daß er von dem durch den Behandlungsraum laufenden Gut mitgenommen wird. Der Außenmantel 3 kann wie im Ausführungsbeispiel flg. 1 als Absorber oder Reflektor ausgebildet sein.

Um einen Austritt der Wellenenergie im Bereich der Ein- und Ausfuhrung des Gutes im Behandlungsraum zu vermeiden, ist dieser Bereich durch eine metallische Äektorförmige Wandung 2Λ abgedeckt.

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Im τ?*Φιη«τι der Erfindung sind noch mancherlei "^äin&erungen und andere Ausführungen möglich. So kann bei dei* Eiei^;öführung des Gutes auch ein Antrieb der Innenwalze vorgesehen sein· Bei fester Anordnung des Innenrohres wird zweckmäßig wiederum eine

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Teflonauskleidung vorgesehen, um die Reibung zu verringern.

Der ringförmige Behandlungsraum kann, statt durch den Innen- und Außenmantel eines Koaxialrohres gebildet zu werden, auch durch das zu behandeln« Gut entweder auf der' Innen- oder Außenseite selbst begrenzt sein· Ferner besteht die Möglichkeit, die Mikrowellenenergie statt von innen von außen dem Behandlungsraum zuzuführen· Diese Begrenzung des Behandlungsraumes durch das Gut selbst wird insbesondere dann möglich sein, wenn es sich um ring·- oder rohrförmige Körper Handelt

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Claims

1· Vorrichtung zur Behandlung von Gut durch Mikrowellen, insbesondere im Durchiaufverfahren, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung in einem ringförmigen Raum (1) erfolgt, der vorzugsweise durch den Zwischenraum eines Koaxialrohres (2,3) gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut in axialer Richtung durch den Ringraum (1) geführt wird.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (1) zur axialen Zuführung des Gutes über einen kegelförmig sich verjüngenden Teil (4) in ein Zuführungsrohr(5) übergeht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut im Ringraum (1) in Umfangsrichtung relativ zum Strahl er sys tem bewegt wird.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (1) an seinem Umfang mit Anschlußkanälen (15»16) zum Ein- und Ausführen des Gutes versehen

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^ 6· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, ο daß der Bereich der Anschlußkanäle (15»16) von einer y»· - Metallwand (21) abgedeckt ist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzei chnet, daß zur Behandlung bahnförmiger 'Güter die Anschlüßka- ' näle (15,16) mit schlitzförmigen, über die Länge des Eingraumes sich erstreckenden Öffnungen (17,18) in den Ringraum münden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ' daß'das Gut längs einer Spiralbahn' durch den Ringraum geführt wird. ^s· ' ■ -

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 8, gekennzeichnet durch einen mit dem Gut umlaufenden Mantel (2) des iünenröii-^· ^; res. *■:-■-■■■■'■ --■■''■■ * - ■■■-'- ^:--■■-' -.-...■>, --:■. --■ :^

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der drehbare ]fatttel (2) als lose, vom Gut mitzunehmen-" de Walze ausgebildet ¹XSt. - . ; _; ^ ·..■■--.-■■ ·.,--,.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

der' drehbare Mantel: (2) als Antriebswalze für^iiäs ^{l :;}' ausgebildet "'ist. ^ü" "'''''■"' '■:■■--"-'-^ ■'■'■"^{: : Λ<;;} ' -"' i*^^--~^

12· Vorrichtung näcn Anspruch Λ bis' 11V dadurch -'gekennzeichnet, daß der Mantel des Innenrohres so ausgebilSif^lsi, daß er die Anpassung an das Gut herstellt.

15· Vorrichtung nach Änsprucni bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) als Absorber oder als' fiefiektor ausgebildet ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Ringraumes (1) mit einem Kunststoff, vorzugsweise Teflon, überzogen ist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenrohr (2) ein axialer Wellenleiter oder Hehrere axiale Wellenleiter (8) hintereinander angeordnet sind , welche die von Mikrowellengeneratoren (9) eingespeiste Energie radial abstrahlen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß an die axialen Wellenleiter (8) ringförmige Radialwellenleiter (11) angeschlossen sind.

17· Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabstand der Radialwellenleiter (11) sich nach außen vergrößert.

· Vorrichtung nach Anspruch 16.und 17» dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Energie ein den Ringraum (1) radial durchsetzender Wellenleiter (12), vorzugsweise ein Rechteckhohlleiter mit Schmalprofil vorgesehen ist.

u> 19· Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekenn-

<° zeichnet, daß die Mikrowellengeneratoren (9) im Innen- ^ rohr angeordnet sind.

^ 20. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 19» dadurch gekenn-

zeichnet, daß an den Enden des Innenrohres (2) Sperr- und gegebenenfalls zusätzliche Dämpfungsfilter (14) vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwe-ischen zwei benachbarten Radialwellenleitern (11) Sperrfilter (14) vorgesehen sind·

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