DE1465043A1 - Vorrichtung zum Erwaermen von Stoffen durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Energie - Google Patents

Description

Alamo, OaI₁. _?

Vorrichtung zum jjrwärraon von Stofi'eii _diir_ch JBea iiiit elGktroma^iietiseher Ij

Jjie jjjrfindmig betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen bzv/. Erv/ärraen von LelDensmit'uelerseugnisseri und dgl. durch elektroinagnetische Wellen und insbesondere eine IIP- bzw₀ lviikro-Viellen-Kannner mit Zugangs öffnungen, die während des Betriebs der Vorrichtung geöffnet bleiben, so daß die Erzeugnisse kontinuierlich durch die Kammer hindurchgeleitet werden können. . .

Die Behandlung von Lebensmitteln durch Beaufschlagung mit HIP- oder Mikrov/ellenenergie wird in industriellen Anlagen und unter Verwendung kleinerer Ausrüstungen auch in \ !Restaurationen und Haushalten verbreitet ausgeübt. In jedem Fall bestehen derartige Erhitzungseinriclitungen im wesentlichen aus einer geschlossenen Kammer aus elektrisch leitfähigem Material und einem Oszillator o.dgl. Energiequelle für. elektromagnetische Wellen, die mit der'-Kammer gekoppelt ist. Aufgrund des niedrigen Verlustfaktors der Kammerwände wird durch die Kammer selbst nur sehr wenig HF-Energie vernichtet, vielmehr wird die Energie- von den Kammerwänden

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reflektiert, die somit selbst kühl "bleiben. Vom",elektrischen Standpunkt aus gesehen, haben jedoch praktisch alle Lebensmittel einen hohen dielektrischen Verlustfaktor, so daß in die Kammer eingebrachte Lebensmittel die Mikrowellen absorbieren und schnell und wirksam erhitzt werden.

Grundlegende Vorteile der i£F- bzw. Mikrowellenerhitzung gegenüber den'herkömmlicheren Arten bestehen in der verhältnismäßig kurzen Erhitzungszeit sowie in einer gleichmäßigeren Erwärmung innerhalb des Erzeugnisses. Unter einwandfreien Bedingungen ist dieses Verfahren wesentlich wirkungsvoller als andere Kochveriahren, da nur das Erzeugnis selbst in bedeutendem Ausmaß erwärmt und praktisch die gesamte .,...;., V/ärme unmittelbar innerhalb des Produkts erzeugt wird_o

Es war jedoch bisher stets mit Schv/ierigkeiten' verbunden, Mikrowellen-Erwärmung auf der Grundlage eines kontinuierlichen Verfahrens anzuwenden, was auf die Notwendigkeit zu-^ 'rückzuführen·.-war, jegliches Austreten elektromagnetischer Energie aus der Kammer auszuschalten,, Austretende Mikrowellenenergie kann biologische Auswirkungen haben, die für nahe an der Strahlung befindliche Personen schädlich sind, und kann Störungen des Rundfunk und Fernsehempfangs mit sich bringen. Außerdem stellt dieses Austreten von Energie vergeudete Leistung dar, was die Betriebskosten erhöht.

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Das Austreten von HF—IVeIlen aus der Kammer stellt keine ernstliche Schwierigkeit dar, wenn die Erzeugnisse Chargenweise behandelt werden, da die Kammer ohne Schwierigkeiten während des Betriebs vollständig geschlossen werden kann. Zur Behandlung großer Mengen ist es jedoch wirkungsvoller, ein kontinuierliches Verfahren anzuwenden, bei welchem die Erzeugnisse kontinuierlich in die Kammer eingebracht, mit Hilfe einer entsprechenden Fördereinrichtung durch diese hindurchbewegt und kontinuierlich entfernt werden. Das hierbei auftretende grundsätzliche Problem liegt darin, daß die Kammer mit ständig geöffneten Zugangsöffnungen versehen sein sollte. Bei mit höheren Frequenzen arbeitenden Kammern verurteilen diese Öffnungen aber einen beträchtlichen Energieverlust, falls keine Aüsgleichsmaßnahmen getroffen werden«

Für mit unter etwa 100 MHz, d.h. mit einer Wellenlänge von unter etwa 3 m arbeitende Systeme kann eine Fördereinrichtung verwendet werden, welche durch dauernd geöffnete 'i'unnel bzw„ Schächte mit im Vergleich zur Betriebs-Wellenlänge kleinem Öffnungsquerschnitt in die Kammer ein— und aus dieser austritt. Dies hat keinen Energieverlust zur Folge, da HF-Energie nicht aus einer Öffnung austritt, die im Vergleich zu ihrer Wellenlänge klein ist« Vom Standpunkt einer wirksamen Erhitzung ist es jedoch wünschens-λ'/crt, höhere Frequenzen, beispielsweise im Bereich von 400 - 8000 MHz, zu verwenden^ da derartige Frequenzen im

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Erzeugnis niedrigere elektrische Feldgradienten haben und eine gleichmäßigere Erwärmung desselben erzeugen. Bei diesen Mikrowellenfrequenzen tritt jedoch ein ins Gewicht

fallender Energieverlust durch Öffnungen solcher Größe auf, welche den Durchtritt des zu. erhitzenden Guts überhaupt . erst zulassen, sofern keine speziellen Isolieranordnungen angewandt werden.

Zur Vermeidung dieser Maehteile und Schwierigkeiten schafft die Erfindung eine Mikrowellen—Behandlungskammer mit offenen Zugangsschachten, die mit einer gedrängt gebauten, billigen und wirksamen Einrichtung zur Verhinderung-jeglichen wesentlichen Austritts elektromagnetischer Energie versehen sind, so daß sich die Kammer für die kontinuierliche Behandlung großer Mengen von Lebensmittelerzeugnissen und dgl. eignete

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Erhitzungsbzw. Wärmekarnmer mit elektrisch leitfähigen Wänden und einem über einen Wellenleiter mit diesen Wänden gekoppelten Mikrowellengenerator. An gegenüberliegenden Enden der Kammer sind je ein Eintritts- und ein Austrittsschacht ausgebildet und eine kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtung bewegt sich durch die Kammer und die Zugangs— schächte hindurch. Die Mikrowellenenergie wird in einer Weise gerichtet in die Kanwier eingeführt, daß keine un-

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mittelbare Ausstrahlung yon iD?—Energie in die Schächte erfolgt. Infolge der Mehrfachreflexion der Energie an den Wänden und infolge Streuung erreicht jedoch trotzdem ein gewisser Anteil der Energie die Bereiche der Schächte. Erfindungsgemäß sind diese Schächte infolgedessen auf eine besondere Weise ausgebildet, die bewirkt, daü sie diese Energie bis auf einen unbedeutenden Anteil zu absorbieren vermögen.

Genauer gesagt, bestehen die Schächte aus einer' Außenwand aus elektrisch Ieitfähigem Material und einer'aüs^; dielektrischem Material gebildeten Innenwand, die in einem Abstand von mehreren Zentimetern und vorzugsweise in- einem mindestens einer Viertelwellenlänge der der Xatmner züge-. ^; ' führten HI-Energie entsprechenden Abstand von der Außen-'-" wand entfer^; angeordnet ist. Der Zwischenraiüa zwischen den Außen- und Innenwänden der Schächte ist flüiduradieht ^äüsgebildet und rait einer dielektrischen flüssigkeit mit hohem Verlustfaktor gefüllt, wobei Wasser für diesen^ Zweck höchst vorteilhaft ist.

Bei Anwendung der beschriebenen HF-Einstrahlüngsanordnung wird der größte l'eil der Energie in der Kammer zwischen ' :^; einander gegenüberliegenden Wänden mehrfach hin- und her-„gev/orfcn und v/ird nur ein geringer Anteil dieser Energie

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unmittelbar aus den Schachtöf f nungen ausgestrahlt. „Die .die;-.·. Schaciriöff nungen err eichende hochfrequente: Energie verhält,':. sieh ähnlich, d.h. die Energie wird zwischen ,den einander gegenüberliegenden leitfähigen Außenwänden...des-- Schachts .. ■'. : mehrfach, hin- und zurückgeworfen, während sie sich verhältnismäßig lansam längs der Schnch~Gach.se fortbewegt bzw. aus-, breitei;. Diese Energie muß somit wiederholt durch die Wassertasse hindurchtreten und wird daher während -ihrer Wanderung durch den Schacht absorbiert und unterdrückt_o Obgleich.·ein gewisser Energieanteil die Enden der Schächte, erreichen kann, kann die Austrittsmenge auf jeden beliebi-. gen ¥er~fc vermindert werden, indem der Schacht entsprechend lang ausgebildet wird. · ■

Üs können jedoch auch bestimmte Änderungen in der-ällg'e- - ■ meinen Anordnung der Schächte vorgenommen werden, um den' Austritt von hochfrequenter Restenergie herabzusetzen,^{0 ;i}'·'-^ ' ohne daß dem Schacht eine ubermässige Iiänge^JUge^!gebeil^ Wertifeif muß. Wean die Schächte beispielsweise gegenüber einer' dxtidh Ein- und ^Austrittsöffnung der Erhitzungskammer verl;a;ufe'n-^lV den Achse geneigt sind, so wird der unmittelbar aus' den Öffnungen austretende Energieanteil ebenfalls von der Masse des Wassers aufgefangen. Wahlweise, können'die Schächte, : ähnlich wie an den Seitenwänden, auch an den Stirnv/ähden mit einem Wasservorrat versehen werden, wobei der Zugang

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zür Fördereinrichtung in diesem Fall durch eine in einer Seitenwand des Schachts vorgesehene Öffnung erfolgt.

Bei einer anderen Abwandlung der Erfindung kann die kontinuierlich "betriebene Kammer zum Kochen von Lebensmitteln über unterschiedliche Zeitspannen hinweg verwendet werden, wie dies erforderlich sein kann, wenn eine solche Kammer beispielsweise in einem Restaurant verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Mittelab— schnitt der. Kammer neben den Zugangsschachten, durch welche sich die Fördereinrichtung hindurchbewegt, mit einer auf herkömmliche Weise mittels Scharnieren aufgehängten Klappe verseilen sein. Durch diesen Klappenverschluß können Gegenstände, die weniger stark erwärmt werden sollen als diejenigen, welche durch den Eintrittsschacht hindurch eingebracht -werden, an einem entsprechenden Punkt der Fördereinrichtung auf diese aufgelegt werden. Zur Verhinderung des Austritts von Energie aus der Kammer wird beim Öffnen der Klappe eine .Schalteinrichtung betätigt, welche den Mikrowellen-Generator stromlos macht, solange die Klappe geöffinet ist.

lieben der Verhinderung einer Ausstrahlung elektromagnetischer Energie aus einer offenen Mikrowellen-Wärmekäinmer liefert die Erfindung noch v/eitere, höchst vorteilhafte Ergebnisse, von denen eines darin besteht, daß der Mikro—

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wellengenerator unter allen Betriebsbedingungen unter ausreichend konstanter Belastung gehalten wird. Unter normalen Betriebsbedingungen stellt das in der Kammer vorhajidene Erzeugnis die Last dar, auf welche der Mikrowellengenerator abgestimmt ist«, Während der Inbetriebnahme und des Äbstel-lens sowie infolge von Irrtümern der Bedienungsperson können zeitweilig nur wenig oder gar keine Erzeugnisse auf der Fördervorrichtung vorhanden se± sein. Unter diesen Umständen kann die Fehlanpassung des Mikrowellengenerators derart groß sein, dai-J beim Fehlen vorbeugender Maßnahmen fiöhrenschäden vorkommen keimen. Die vorher beschriebene Schachtanordnung-stellt ein solches vorbeugendes Mittel dar, da die EF-ünergie beiiu 3'ehlen jeglichen Behand-lungs— produkts in der Kammer zwischen den Kaifflaerwänden solange hin— und herreflektiert wird, bis sie in die ±inäschächte eintritt. In diesem Fall absorbiert die in den Schächten vorgesehene Wasserraenge die iaiergie und dient somit als HF-Last. "

Im allgemeinen ist es erforderlicn, kontinuierlich wasser durch die Schachtwände hlnäurchzuleiten, um ein Kochen zu verhindern, wobei durch Beobachtung des Temperaturunterschieds zwischen dem ein— und dem ausströmenden Wasser eine v/irksame Überprüfung der Arbeitswelse der .Erto.itzungs— kammer aufrechterhalten v/erden kann. Eine Änderung des Temperaturunterschieds zeigt entweder eine Änderung der *

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Belastung¹ der Fördereinrichtung, eine Änderung der vom Mikrowellengenerator abgegebenen Leistung oder eine Abweichung der Ei^genschaften der behandelten Produkte an. '■■■-

Die Erfindung schafft eine praktische, wirtschaftliche und sicilere Vorrichtung zum Erwärmen von Lebensmittelprodukteii_f mit deren Hilfe diese in einem kontinuierlichen Verfahren elektromagnetischer Wellenenergie ausgesetzt werden_t

Besondere Merkmale der Erfindung bestehen in einer HF- bzw« Mikrowellen—Warmekammer, die mit ständig geöffneten Zugangsöffnungen versehen sein kann, durch welche die Produkte kontinuierlich eingebracht und ausgetragen werden können, in einer Einrichtung zur beträchtlichen Verminde- - rung des Austritts von elektromagnetischer Energie durch diese Zugangsöffnungen, und in der Verwendung einer Fördereinrichtung zum Hindurchbewegen der Produkte durch die Mikrowellen-Behandlungskammer.

Besondere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß sie die Anwendung außergewöhnlich hochfrequenter elektromagnetischer Wellenenergie für das Erwärmen von Lebensmitteln auf der Grundlage eines kontinuierlichen Verfahrens ermöglicht, daß unabhängig von der sich in der HF-Erhitzungsfc-EEner befindlichen Produktmenge stets eine ausreichend groSe Last an den HF-Generator angekoppelt ist und wirk-

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same Mittel zvac überwachung von Änderungen der Verfahrensbedingungen vorgesehen sind und daß die zu erwärmenden Produkte kontinuierlich durch die Behandlungskammer hindurchgeleitet und gleichzeitig wahlweise unterschiedliche Zeitspannen lang erwärmt werden können„.

Ein besseres Verständnis der Erfindung·, und zwar sowohl bezüglich ihrer Anordung als auch ihrer Arbeitsweise, sowie iyeiterere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Mikrowellen-WärmekamMer zur kontinuierlichen Behandlung von Lebensmitteiprodukten, bei v/elcher die elektrischen Bestandteile der Anordnung und die Wasser—Zufuhreinrichtitng schematised, dargestellt sind,

Fig. 2 eine im Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 dar-

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gestellte TeUa-UfSiClItJZv₁TeIChQ: Einzelheiten des Innenalifbaus des einen ZugangsSchachts der Wärmekannaer gemäß Fig. 1 veranschaulicht sind,

Fig. 3 einen weitere Einzelheiten des ZugangsSchachts darstellenden Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,

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Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 eine scheraatische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines ZugangsSchachts für die Wärmekaiiimer gemäß Figo 1 , bei v/elcher der Austritt von Wellenenergie weiter herabgesetzt wird, und

Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform eines Zugangsschachts, durch dessen Konstruktion der Austritt von Mikrowellenenergie aus der Kammer gemäß Fig. 1 weiter vermindert werden kann.

Gemäß Fig. 1 wird die* erfindungsgemäße Wärmekammer durch ein längliches Gehäuse 11 gebildet, das an seinen Enden offen ist und beispielsweise rechteckigen Querschnitt besitzt. Mindestens die Innenwände des Gehäuses 11 bestehen

aus einem hoehleitfähigen Material, wie Aluminium oder j

Kupfer. Der Mittelabschnitt 12 des Gehäuses 11 besitzt etwas größere Höhe als die Enden 13 und 14 und legt einen Mikrowellen-Einstrahlungsbereieh feet.

Ein Mikrowellengenerator 16, beispielsweise ein Oszillator, ist beispielsweise über einen Wellenleiter 17 an den Mittelabschnitt 12 des Gehäuses 11 angekoppelt, wobei der Wellenleiter so angeordnet ist, daß die Mikrowellenenergie in einer senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 11 verlau-

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fenden Richtung eingeleitet wird, und zwar in diesem Fall vom Mittelabschnitt der Gehäuseoberseite' unmittelbar abwärts. ■

Das zu erwärmende Produkt, beispielsweise Fleiochstüeke 18-, wird mittels eines Förderbands 19 durch das Gehäuse 11 hindurchbewegt. Das obere 'l'rum des endlosen Bands 19 erstreckt sich in einer geringfügig über dem Gehfeuseboden liegenden Höhenlage durch das Gehäuse 11 hindurch und ein gewisses Stück über dessen Enden hinaus. Das Band 19 ist um an beiden ahnden 13 und 14 des Gehäuses 11 vorgesehene l'roinrneln bzw«, Hollen 21 bzw. 22 herumgelegt, wobei das untere Trum des Förderbands unter dem Gehäuse verläuft. Das Förderband 19 besteht aas einem biegsamen, elektrisch nicht leitfähigen und vorzugsweise nicht absorbierenden Material, und zwar kann für diesen ^ weck ein beliebiger von mehreren bekannten Kunststoffen oder behandelten Geweben Verwendung finden.;

Um das Förderband .19 anzutreiben, .wird', die am Eintrittsende des Gehäuses 11 vorgesehene Holle 21 durch einen Elektromotor 23 mit regelbarer Drehzahl angetrieben, der über ein Untersetzungsgetriebe 24 mit der Rolle verbunden ist.

Für den Fall, daß unterschiedliche Einheiten des Lebens- : mittelprodukts 18 unterschiedliche Zeitspannen lang er-· wärmt werden sollen, wie dies beispielsweise beim Braten

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von Steaks in einem Restaurant der iu'all ist, kann die. der !Bedienungsperson zugewandte Seite des Gehäuses 11 mit einer !{lampenanordnung 26 versehen sein, durch welche Lebensmittelprodukte 18 aus der Yi/'ärmekammer entfernt v/erden können, bevor sie vollständig durch das Gehäuse 11 hindurchgefördert worden sind; wahlweise können die Produkte auch an einer weiter vorgeschobenen Stelle auf das förderband 19 aufgelegt v/erden.

Die Klappenanordnung 26 kann aus einer leitfähigen Platte

27 bestehen, deren Unterkante mit Hilfe eines Scharniers

28 längs der Unterseite einer in der Seitenwand des Gehäuses 11 vorgesehenen rechteckigen Öffnung 29 am Gehäuse angelenkt ist. Am oberen Rand der. Klappe ist ein Handgriff mit Riegel 51 angebracht, um die Klappe in Schließstellung verriegeln zu können. Um beim Öffnen der Klappe 28 ein Austreten von Strahlung aus der Kammer zu verhindern, ist am Gehäuse 11 ein normalerweise geöffneter 'l'ürkontakt 32 derart befestigt, daß er nur dann durch einen Abschnitt der Klappen/platte 27 betätigt wird, wenn axodr die Klappe, geschlossen ist. Die eine der der Vorrichtung über einen Steuerschalter 34 elektrische Energie zuführenden Leitun-■-, gen 33 ist über den iürKontakt 32 sowohl mit dem Mikrowellengenurator 16 als auch mit dem !''örderband-Antriebsmotor 23 verbunden, so dai3 beim Öffnen der Klappe. 26 sowohl

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die Zufuhr von HF-Energie in das Gehäuse 11 unterbrochen als auch die Bewegung .des. Förderbands 19 angehalten wird.

Zur Verringerung des Austritts von Energie aus den Enden des G-ehäuses 11 auf einen zu vernachlässigenden Wert sind an den Enden 13 und 14 des Gehäuses dickwandige Schachtanordnungen 36 bzw. 37 vorgesehen. Das Förderband 19 läuft durch beide Schächte 36 und 37 hindurch, die rechteckigen Querschnitt besitzen können und tatsächlich eine Verlängerung des Gehäuses 11 darstellen.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist die Inneni-construktion des einen Schachts 37 dargestellt, während der andere Schacht 36 im wesentlichen dieselbe Konstruktion aufweist. Der Schacht 37 weist eine aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Außenwand 38 auf, die als rechteckiger, fluidurndichter Hohlraum mit größerer Hohe und Breite als das benachbarte Ende 14 des Gehäuses 11 ausgebildet ist. Das sich neben dem Gehäuseende 14 befindende Ende der Wand 38 ist einwärts herumgezogen und bildet' eine Verbindung mit dem Gehäuse, während das andere Ende der Wand auf ähnliche V/eise einwärts abgewinkelt ist.

Einwärts im Abstand von der Wand 38 entfernt ist eine rechteckige Innenwand 39 vorgesehen, deren Höhe und Breite den entsprechenden Maßen des Endes 14 des Gehäuses 11

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entsprechen. Die Innenwand 39 erstreckt sich über die Gesamtlänge des Schachts 37 und ist fluiduradicht an den einwärts herumgezogenen Enden der Außenwand 38 befestigt«, Um der Innenwand 39 Festigkeit und Steifheit zu verleihen, sind längs ihrer Kanten Vorsprünge 41 ausgebildet, die sich zu den entsprechenden Ecken der Außenwand 38 erstrecken. Längs jedes Vorsprungs 41 sind Öffnungen 43 vorgesehen, welche das Hindurchtreten von Wasser 42 zwischen den Wänden 38 und 39 gestatten. Die Innenwand 39 sowie die Vorsprünge 41 bestehen aus einem dielektrischen Material, wie Kunststoff, Glas j Keramik o.dgl., das dem Durchtritt von Mikrowellen keinen Widerstand entgegensetzt.

Gemäß Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 2 kann der Einschluß der Mikrowellenenergie im Gehäuse 11 durch Verwendung einer elektrisch leitfähigen Zwischenwand 44 verbessert v/erden, um den am Gehäuseende 14 vorgesehenen Durchtritt,abereich auf die für das Hindurchtreten der jeweils zu behandelnden Produkte 18 erforderliche Querschnittsfläche zu reduzieren. Die Zwischenwand 44 besteht bei dieser Ausführuiigsform der Erfindung aus einer der ^uerschnittsforni des Gehäuseendes 14 entsprechenden rechteckigen Platte 46, die quer im Gehäuseeiide befestigt ist. Die Platte 46 ist mit einem schmalen, waagerechten Schlitz 47 verseilen, durch welchen sich das Förderband 19 hindurchzubewegen vermag, und weist eine anschließende größere

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Öffnung 48 auf, welche den Durchtritt der Produkte 18 durch die Zwischenwand zulässt. Die Wirksamkeit der Zwischenwand wird durch die Ausbildung einer um uio Länder der Öffnung
4ö herum verlaufenden und unterhalb des Lands 19 vorgese- · henen -wippe 49 erhöht, welche sich mehrere Zentimeter weit rückwärts in das G-ehause 11 nineinerstreckt.

G-emäi3 i'ig. 1 wird von einer Ve rs orgu'jges teile 51 aus Wasser zwischen den Innen- und Außenwänden der Schächte 36 und 37 hiiidurchgeleitet. Die Wasserversorgung 51 steht über ein
Steuerventil 53 und eine verzweigte Verteilerleitung 34
mit einem an der liasis jedes Schachts vorgesehenen Anschluß 52 in Verbindung. Die Außenwand 38 jedes Schachts an dessen Oberseite durchsetzende Auslassanschlüsse 56 stehen
mit einer zu einem Ablauf oder einer Kühl- und Kückfuhranlage führenden Auslassleitung 57 in Verbindung.

Um eine Einrichtung zur Anzeige des Temperaturunterschieds zwischen dem einströmenden und dem ausfließenden Wasser
zwecks Überwachung der Verfahrensbedingungen auf die eingangs genannte Weise bereitzustellen, ist ein !Thermometer
58 mit der Zufuhrleitung 54 verbunden, während ein zweites thermometer 59 ^n die Auslassleitung 57 angesohlossen ist.

Im Betrieb der Vorrichtung werden der l'örderband-Antriebsmotor 23 und der LliJcrowellengenerator 16 durch Schließen

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des Schalters 34 an Spannung gelegt. Anschließend werden Einheiten des zu behandelnden Produkts 18 in Abständen auf das Förderband 19 aufgelegt,, so daß sie mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch die Wärme.kammer hindurchgetragen werden. Änderungen des Erwärmungsausmaßes der Produkte können durch Einstellung der vorn Mikrowellengenerator abgegebenen Leistung oder durch Änderung der Geschwindigkeit des Förderbands 19 vorgenommen v/erden. Falls eine bestimmte Einheit des Produkts. 18 weniger stark erwärmt werden soll als der liest des gleichzeitig behandelten Produkts, kann diese betreffende Einheit vor Beendigung des vollständigen Durchlaufs durch das Gehäuse 11 durch die ICLappenöffnung 26 hindurch herausgenommen oder wahlweise durch die iilappe liindurch an einer weiter vorn befindlichen Stelle auf das Hand 19 aufgelegt werden.

Die mittels des V/ellenleiters 17 in das Gehäuse 11 eingeleitete hochfrequente Energie wird zwischen den leitfähigen Gehäusewänden mehrfach hin- und zurückreflektiert und "breitet sich auf diese Weise in !Richtung auf die Schächte 36 und 37. aus. Hierbei durchsetzt diese Energie wiederholt das Produkt-18, wobei ein,Teil der Energie bei jedem Durchlauf, im Produkt 18 absorbiert .wird, v/o sie sich in Form von Wärme bemerkbar macht.

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Die die Schächte 36 und 37 erreichende, nicht durch das Produkt 18 absorbierte Energie breitet sich auf ähnliche V/eise längs der Schächte aus, indem sie zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der leitfähigen

Schacht-Außenwände 3o reflektiert wird. Dabei muß die Energie wiederholt das einen hohen dielektrischen Verlustfaktor besitzende Wasservolumen 42 sowie das im Schacht befindliche Produkt 18 durchlaufen und wird daher fast vollständig vernichtet, bevor sie die offenen Enden der Schächte erreicht, .

Eine typische Ausführungs forin der Vorrichtung gemäß ii''ig. weist ein Gehäuse 11 auf, das am ivjlttelabschnitt 12 eine Höhe von etwa 2tfO mm und eine Breite von etwa 500 mm besitzt. Dor Mittelabschnitt 12 des Gehäuses ist etwa 2,45m lang. Die Schächte 36 und 37 sind jeweils etwa 610 min lang, während die Dicke des in ihren "Wänden befindlichen Wasservorrats 42 etwa 100 mm beträgt. Der Mikrowellen— generator 16 kann mit einer Frequenz von 400 - 8000 MHz und einer Abgabeleistung von einem bis mehreren hundert kW betrieben werden. Bei einer Vorrichtung mit den vorgenannten Abmessungen, die für die industrielle Behanlung von Lebensmitteln vorgesehen ist, beträgt die Leistungsaufnahme des Generators typischerweise 60 kW.

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Zur noch weiteren Verringerung des Austritts von HP-Energie kann die Schachtkonstruktion beispielsweise gemäß Pig. 5 in der V/eise abgewandelt werden, daß der Schacht 36' gegenüber dem benachbarten Ende 14^f der Wärmekammer geneigt angeordnet wird, so daß der geringe Anteil der Mikrowellenenergie, welcher unmittelbar aus der G-ehäusekainmeröffnung heraustritt, von einer Wassermasse aufgefangen wird. Zu diesem Zweck sollte der Schacht 36 ^! so stark geneigt sein, daß die überkante 61 des Außenendes des Schachts unterhalb der Ebene des Bodens des Gehäuseendes 14' liegt. Der Windel, unter welchem sich das ii'örcierband 19' iii die Wärmekammer hinein und aus dieser herausbewegen mu3, kann unter zufriedenstellender Berücksichtigung der vorgenannten Bedingungen durch entsprechende Verlängerung der Schächte 36' vermindert werden. Eine Verringerung dieses Winkels bringt aui3erdem das vorteilhafte Ergebnis mit sich, daß die Strecke, welche die sich waagerecht bewegenden Mikrowellen durch da,s Wasser zurücklegen müssen, langer wirά.

Gemäß Fig. 6 besteht eine andere Anordnung zur Einfügung einer Wassermasbe in die Bewegungsbami der Mikrowellenenergie, v.^relche sich unmittelbar längs des Schachts 36" bewegt, aus einer am Schacht angebrachten Stirnwand 62, die ähnlich wie die vorher beschriebenen Anordnungen einen Wassermantel enthält. Ein in der stirnwand 62. vorgesehener

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dünner Schlitz 63 erxaö/"licht das Durchlaufen des Förderbands 19"» während eine in einer Seitenwand de» Schachts 36" nahe dessen Ende vorgesehene große Öffnung 64' das. Einbringen "bzw. herausnehmen der Lebensraittelprödukte gestattet. .

Der vorstehend verwendete Ausdruck "Fördereinrichtung" soll außer mechanischen Förderbändern o.dgl. selbstverständlich auch andere Fördermittel einschließen, tatsächlich können auch Rohre, Leitungen usw. angewandt werden, mit deren Hilfe fließfähige Stoffe, wie Chemikalien, Pulver, Körner und dgl. einschließlich Lebensmitteln und Drogen gefördert werden können.

Obgleich die Erfindung vorstehend in erster Linie in Verbindung mit der Behandlung von Lebensmitteln beschrieben

wurde, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso für die kontinuierliche Behandlung von anderen Stoffen mit hohem dielektrischen Verlustfaktor verwendet werden, die erwärmt bzw. erhitzt werden müssen. Beispielsweise kann die Erfindung auch für das Aushärten von wärmehärtbaren Kunststoffprodukten oder zur Aushärtung von Sperrholz verwendet werden.

Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit einer speziellen Ausführungsform und gewissen speziellen Abwandlungen derselben dargestellt und beschrieben wurde, sind dem

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Fachmann ersichtlicherv/eise zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der Hahmen der Erfindung verlassen wird. '

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Claims (16)

Pate Ii tansprüche.

1. Vorrichtung zum Erhitzen bzw. Erwärmen von Stoffen durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Y/ärmekammer mit elektrisch leitfähigen Wänden und mindestens einer Zugangsöffnung, eine Einrichtung zum Einleiten elektromagnetischer Energie in das Gehäuse und neben der Öffnung eine Einrichtung zur Aufnahme einer Masse eines dielektrischen Stoffs mit hohem Verlustfaktor zwecks Verminderung der durch diese Öffnung hindurchgelangenden Wellenenergie aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit dem Gehäuse gekoppelten Generator für elektromagnetische Energie und eine an der Öffnung einen Zugangesehacht bildende iäinrichtung aufweißt, der Schacht aus elektrisch leitfahigem Material bestehend« Wände aufweist und die Maas· des dielektrischen Stoffs mit hohem Verlustfaktor im Schacht neben dessen Wand angeordnet ist.

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3. Vorrichtung, nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß das -Gehäuse einen Zugangs schacht, mit aus elektrisch leitfähigem Material "bestehenden Wänden sowie eine Einrichtung zum Einleiten der elektromagnetischen Energie in einer unter einem Winkel zur Achse des Schachts liegenden Richtung in das Gehäuse auf v/eist und daß die Masse des dielektrischen Stoffs mit hohem Verlustfaktor nahe mindestens eines Abschnitts der Innenwand des Schachts angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine neben der Schachtwand einen fl.uidumdich.ten Hohlraum im Schacht ausbildende Einrichtung aufweist, die aus dielektrischem Material besteht und eine Flüssigkeitmenge aufnimmt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit dem Hohlraum in Verbindung stehende Einlaß- und Auslassleitungen sowie eine mit der Einlassleitung verbundene Einrichtung zum Hindurchleiten der "Flüssigkeit durch den Hohlraum aufweist· ■ _:

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in mindestens einem Abschnitt des Schachts angeordnete und von dessen Außenwand entfernte, in

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■ diesem Zwischenraum .einen fluidumdichten Kanal bildende dielektrische Innenwand aufweist und eine Einrichtung zum Hindurchleiten einer dielektrischen "Flüssigkeit mit hohem Verlustfaktor zwischen der Innen- und der Außenwand des SchcTichts vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Flüssigkeit Wtisser ist.

8. Vorrichtung ztirn Erhitzen bzw. Erwärmen von Stoffen mittels elektromagnetischer Energie, gekennzeichnet durch eine Wärmekammer mit elektrisch leitfähigen· Wänden, eine die eine Kammerwand durchsetzende und eine

. Zugangs öffnung für die Kammer bildende Schaltanordnung mit einer elektrisch leitfähigen Aussenwand und . einer im Abstand von dieser angeordneten dielektrischen Innenwand, welche im Zwischenraum zur Aussenwand einen fluidumdichten Kanal festlegt, eine Einrichtung zur Hervorbringung eines Durchsatzes an einer dielektrischen Flüssigkeit durch den Kanal und durch eine Einrichtung zum Einleiten der elektromagnetischen Energie in die Kammer in einer praktisch senkrecht zur Mittellinie des Schachts liegenden Richtung.

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9. .Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine sich durch den Schacht hindurchbewegende Fördereinrichtung zur Förderung des Behandlungsguts durch die Kammer.' ' . -.

10. Vorrichtung zum Erhitzen bzw. Jirwärinen von Stoffen durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine W är.ae kammer mit elektrisch leitfäli.igeii »fänden auf v/eist, die an vo7ieinander entfei'nten Stellen von Schächten mit elektrisch leitfähigen Wänden durchsetzt v/erden, in jedem Schacht heben dessen leitfähigen Wänden ein aus nicht leitfähigem Material bestehender Fluidumraum zur Aufnahme einer Macse an einer dielektrischen Flüssigkeit ausgebildet ist, mit der Wärmekammer. ein Generator für elektromagnetische ünergie gekoppelt ist und eine Fördereinrichtung zum Hindurchbewegen des Behandlungsgutsjdurch beide Schächte und die Wärmekamner diese Teile durchläuft.· ,-·"..'■..

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kammerwand an einer zwischen den Schächten liegenden Stelle eine einen Zugang zur innerhalb der Kammer befindlichen Fördereinrichtung gewährleistende Klappe aus leitfähigem Material vorgesehen ist. und eine Schalteinrichtung so angeordnet ist, daß sie den Generator beim Öffnen der Klappe von der Kammer trennt.

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12. Vorrichtung nach. Anspruch 10 oder'11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit den in den Üchächten vorgesehenen Hohlräumen verbundene Wasser-Zufuhrleitung, die an eine Versorgungsstelle für unter Druck stehendes Wasser angeschlossen ist, sowie eine ebenfalls mit diesen Hohlräumen verbundene Ablaufleitung aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwecks Ausbildung eines¹ Mittels zur Überwachung der Behandlungsbedingungen innerhalb der Wärmekaimner zwei mit der Zufuhr- bzw· mit der Ablaufleitung gekoppelte Thermometer aufweist, welche den 'Temperaturunterschied zwischen dem in mindestens einen Schacht einströmenden und aus diesem austretenden Wasser an— .-zeigen.

14. Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen bzw. Erwärmen von Stoffen durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Energie, gekennzeichnet durch ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes, rohrförmiges Gehäuse mit offenen Enden, eine Einrichtung zum Einleiten elektromagnetischer Energie in einem Mittelbereich des Gehäuses, zwei am einen bzw. anderen Ende des Gehäuses angeordnete, Verlängerungen desselben bildende Zugangsschächte mit einer elektrisch leitfä-

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liigen Außenwand und einer von dieser entfernten und mit ihr'einen fluiduradichten Hohlraum festlegenden nicht leitfähigen Innenwand, eine im Hohlraum angeordnete Masse an einer dielektrischen Flüssigkeit und durch eine kontinuierliche Fördereinrichtung, die ein sich durch das Gehäuse und durch die Schächte hindurcherstreckendes !'riKu zum ilindurchbewegen des su erwärmenden G-uts durch diese Teile aufweist_c

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte gegenüber der Mittellinie des Gehäuses geneigt angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Ansoruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gehäuse abgewandten Enden der beiden Schächte jeweils durch eine leitfähige Wand verschlossen sind und Mittel vorgesehen sind, um an der Innenfläche jeder Schacht-Stirnwand eine Masse der Flüssigkeit aufzunehmen,', die Stirnwände und die die Flüssigkeit aufnehmenden.Mittel rait durchgehenden Schlitzen sum Hindurchführen des Förderbands versehen sind und in einer Seitenwand jedes Schachts eine Zugangsrfnung vorgesehen ist. ' ,

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17o Vorrichtung nach Anspruch 14, ¹5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß an den Übergangsstellen zwischen dem Gehäuse und den beiden Schächten jeweils eine elektrisch - leitfähige Zwischenwand quer zum im Gehäuse ausgebildeten Durchgang angeordnet ist und jede Zwischenwand eine Öffnung aufweist, deren Grosse auf einem zum Hindurchführen des i'orderbands und der zu erwärmenden Stoffe erforderlichen Mindestmaß gehalten ist und um die herum eine in das Gehäuse hineinragende Lippe vorgesehen ist.

18o Schachtanordnung zur -^rmöglichung eines Zugangs zu einer mit elektromagnetischer Energie gespeisten Kammer, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Außenwand aus elektrisch leitfähigem Material, eine neben der Innenfläche der leitfähigen Außenwand einen fluidumdichten Kanal bildende dielektrische Einrichtung und durch .eine Vorrichtung zum Hindurchleiten einer dielektrischen Flüssigkeit mit hohem Verlustfaktor durch den Kanal. ■

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