DE1515067A1 - Hochfrequenzofen fuer Hochfrequenzerhitzung mittels Ultrahochfrequenzen - Google Patents
Hochfrequenzofen fuer Hochfrequenzerhitzung mittels UltrahochfrequenzenInfo
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Description
. Dipl.-Ing. ERICH E". WALTH ER
Anmelder: N. V. PHILIPS' GLQEIUMPENFABRIEK|£ ... _ ^
.' ° ' D u ö '
' ' . ■ ' HK/WG.
"Hochfrequenzofen für Hochfrequenzerhi+zUng mi+ + eis Ultrahochfrequenzen",
Die" Er fir; dung bezieh* sich auf einen Hochfrequenzofen zur
Hrchfrequenzerhi + zung.roif<eis. Ul+rahochfrequenzen, der mit mehreren
Ul+rahöchfrequenzgeriera+oren versehen is+, wobei die Ul+rahnchfrequenzschwingungeii
jedes der Ul+rahochfrequenzgenera+oren je
einem von mehreren hintereinander liegenden gefal+e+en Hohl- ™
lei+'ersys+emen zugeführ+ werden, die je aus mehreren nebeneinander
liegenden Hohlleiters "+tick en bestehen, wobei in jedem der Hohllei+ersys+eme
ein Durchführungskanal vorgesehen is+, durch den der zu erhitzende Gegens+and nacheinander durch die unterschiedlichen
Hohllei + ertivs+eme in eine Rich+ung quer zu den Hohllei
+■ er wand en der nebeneinander liegenden Hohllei+era^ücke hindurch-'■gefühj·+
wixd, die zu diesem Zweck-mi+ je einer Durchführungsöffnung
versehen sind. Der Hochfrequenzofen-nach der Erfindung kann,
.insbesondere zum Trocknen von Folien, Fadenbet+en und dergleichen i
Verwendung finden.
Die Erfindung bezweck*, eine besonders vor*eilhaf*e Vorrichtung
vom eingangs erwähn*en Typ zu schaffen, bei der einerseits bei einer Verringerung der Abmessungen des Hochfrequenzofens
der Erhi+zungswirkungsgrad gesteigert wird, während
anderers-ei + s die G-leichmässi.gkei4- des Trocknungsprozesses erheblich
verbessert wird.
Der Hochfrequenzofen gemäss der Erfindung is* dadurch
gekennzeichnet, dasa die Ul^rahochfrequenzschwindungen jedes der
un*er?chiedli chen Ul*"rahnchfrequenzgenera*oren den zugeordne*en
9098267 0 5 96 bad ORIGINAL
-2- PH. 18.270
Hnhllei+er3y8ttmen durch ein zusä+zliches gefaltetes Hohlleiter- ·
system zugeführt werden, das gleichfalls aus mehreren nebeneinander
liegenden Hohllei+ers+ücken bes+eh+, in deren Wanden Durchführungs·
öffnungen zur Führung des zu erhi+zenden Gegens+andes in einer
Rich+ung quer zu diesen WellenleiVerwanden vorgesehen sind,
wobei aäm+liche zusätzliche Hohllei+ersyateme zur Hochfrequenzerhi+zung
der zu erhitzenden (Jegens+ände,. die durch die zueraV
erwähn+en Hohllei+ersya+eme hindurchgeführ+ worden sind, hinter
diesen Hohllei+ersyaxemen angeordnet "sind.
Die Erfindung und ihre Vor+eile werden nachstehend an
Hand der Figur näher erl'au+er+, . .
In der Figur ist perspektivisch ein Hochfrequenzofen nach der
Erfindung darges+ell+, der zum Trocknen eines Fadenbet+es 1 eingerich+e+
ia+, wobei daa Fadenbe++ mi*■ .einem im (Jewich+aprozen+en
gemessenen Feuch^igkei+sgrad von efwa 30Ö?i in den Hochfrequenzofen
ein+ri++ t ; in dem dieser Feuch^igkei^dgrad durch Hochfrequenzerhi+zung
auf z.B.. genau 1256 herabgeae+z* werden mu3s.
Zur Hochfrequenzerhi*zung enthält der Hochfrequenzofen
drei Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 von je 2 kW zum Erzeugen von
Schwingungen mi+ einer Frequenz von z.B. 2450 MHz, wobei die
Ul+rahüchfrequenzschwingungen jede3 der Magne+rongenera+oren 2, 3,
4 durch Hohlleiter 5» 6, 7 je einem von drei hintereinander
liegenden gefal+e+en Hohllei+ersys+emen 8,9, bzw. 10 zugeführt
werden. ·
Zur Verdeutlichung der Ausführungsform der untereinander
gleichen Hohllei+erays+eme 8, 9, 10 Ia+ die Aussenwand des Hohl—
lei+ersys + emes 10 teilweise" aufgebrochen, wobei es sich zeig+,
Γ"" ^ 'Γ909 826/059 6 . BAD original
, - -3- ' - PH. 18.270
dass das in einem Behäl+er un+ergebrach+e gefal+tte Hohl!eiterysya+rfiraIO
die Ges+alt mehrerer nebeneinander liegender und unmittelbar aneinander-anschliessender Hohllei+era+ücke hat, wobei
die nebeneinander-liegenden Hohllei+eratücke durch eine gemeinaame
Begrenzungswand voneinander ge+renn+ sind. Durch die Hohllei+er 5,
6, 7 werden bei der dargestellten Ausführungsforr. in die gefalte+e
Hohlleitersys+eme 8, 9t 10 Ultrahochfrequenzschwingungen vom
TE- /y-AyP eingeleite*·, die »ich somit in den gefal+e+en Hohlleitersystemen
8, 9, 10 mi+ einer Polarisationsrich+ung des elektrischen Feldvek+ors quer zu den gerneinsaaen Begrenzungawäiiden
ausbreiten.
Zum Hindurchführen des zu trocknenden Padenbe+tes 1 ist
in jedem der gefalteten Kohllei+ersysteme 8, 9, 10 ein DurchfUhrungskanal
11 in einer Rich+ung quer zu den Begrenzungswänden
der nebeneinander liegenden Hohlleiterstucke angebrach+, die zu
diesem Zweck in den Ebenen dieser Begrenzungswand je mi+ einer schlitzförmigen DurchfUhrungaöffnung versehen sind. In der Durchftihrungsrichtung
bewegt sich das zu trockende Fadenbett hinter- (
- - ■ ι
einander durch die von den Magnetrongeneratoren 4, 3, 2 gespeisten
Hohlleiteraysteme 8, 9, 10, wobei zur Belastungsanpassung
der Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 in den Hohlleitern 5, 6, 7
Kurzschlusskolben 12, 13, 14 angebracht sind.
Wenn auf diese Weise das zu trockende Fadenbett 1 hintereinander durch die gefalteten HohlleitersysSeme Ö, 9, 10
hindurchgeführt wird, werden in jedem dieser gefalteten Hohlleitersysteme
8, 9, 10 die Ultrahochfrequenzschwingungen vom LE1 Q-"yp in den aufeinander folgenden Hohlleiterstucken am
, 909826/Q5ÖÖ 6ADORtGlNAt
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Fadenbett 1 entlang geführt, wobei durch die auftretende dielektrische
Erhitzung der Trocknungsvorgang des Fadenbettes 1 erfolgt. Je Zeiteinheit wird vom Fadenbett 1 auf seinem Weg in den gefalteten
Hohlleitersystemen 8, 9» 1C eine Leistung aufgenommen, die
proportional dem Quadrat der elektrischen Feldstärke und der Gröase der augenblicklichen Belastung ist.
Es wurde festgestellt,dass beim geschilderten Procknungsprozese
im bisher beschriebenen Hochfrequenzofen der Erhitzungswirkungsgrad
besonders ungünstig war,.was der Tatsache zuzuschreiben war, .dass beim forstschreitenden Frockungeprozess infolge der
Verringerung des Feuchtigkeitsprozentsatzes im Fadenbett 1 die Belastung und somit auch die aufgenommene Leistung stark abgenommen
hat, wobei es sich herausstellt, dass bei einem Feuchtigkeitsprozentsatz von 15?» die Belastung nur noch 1/4 ihres Anfangswertes beträgt. Um unter diesen Bedingungen dennoch einen ausreichend
guten Erhitzungswirkungsgrad zu erhalten, gelangt man zu sehr grossen Längen der gefalttten Hohlleitersysteme 8, 9, 10..
Gemäss der Erfindung wird bei einer Verringerung der
Länge des Hochfrequenaofens eine Verbesserung des Erhitzungswirkungsgrades dadurch erhalten, dass die Ultrahochfrequenzschwingungen
der unterschiedlichen Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 den zugeordneten Hohlleitersystemen 10, 9, 8 durch je ein
zusätzliches gefaltetes Hohlleitersystem 15, 16, 17 zugeführt
werden, das gleichfalls aus mehreren nebeneinander liegenden
Hohlleiterstücken besteht, die mit in ihren Wänden angebrachten Durchführungsöffnung versehen είπα, so dass sich zur FUhrung
des zu erhitzenden Gegenstandes in einer Richtung quer zu den
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' . -5- '. PH. 18.270
bohlleiterwänden ein Durchführungskanal 11 ergibt, wobei sämtliche
zusätzlichen Hohlleitersysterne 15, 16, 17 zur Hochfrequenzerhitzung der zu erhitzenden Gegenstände, die bereits durch die zuerst
erwähnten HohlleiterSysteme 8, 9, 10 hindurchgeführt worden sind,
hinter diesen gohlleitersystemen 8, 9, 10 angeordnet sind. Zur
Verdeutlichung ist die Aussenwand des zusätzlichen Hohlleitersystemes
15 teilweise aufgebrochen, das ebenso wie das Hohlleitersystem 10 aus mehreren unmittelbar aneinander anschliessenden
Hohlleiterstücken besteht, wobei die nebeneinander liegenden ä
Hohlleiterstücke durch eine gemeinsame Begrenzungswand voneinander
getrennt sind.
Beim dargestellten Hochfrequenzofen ist durch die
aufeinanderfolgende Hochfrequenzerhitzung in den gefalteten . Hohlleitersystemen-8, 9, 10 der Feuchtigkeitsgrad des Fadenbettes
1 bereits erheblich verringert, wonach dieses Fadenbett 1 zur
weiteren Herabsetzung des Feuchtigkeitsgrades auf den verlangten Wert den zusätzlichen Hohlleitersystemen 15, 16, 17 zugeführt
wird.; im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel beträgt z.B. der
Feuchtigkeitsgrad des Fadenbettes 1 nach seinem Durchgang durch "
die gefalteten Hohlleitersysteme 8, 9, 10 30$ und muss in den
zusätzlichen Hohlleitersystemen 15, 16, 17 auf den erwünschten
Wert von 12$ herabgesetzt werden;
Im Vergleich zu den gefalteten Hohlleitersystemen
8, 9, 10 ist die Belastung der Hohlleitersysteme 15, 16, 17 infolge des herabgesetzten Feuchtigkeitsgrades des Fadenbettes
erheblich geringer, aber die Hochfrequenzerhitzung in den Hohlleitersystemen 15, 16, 17 erfolgt infolge 'ihres unmittelbaren
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■ .j.
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Anschlusses an die, Magnetrongeneratoren 2, 3» 4 bei maximaler Feld·
stärke der Hochfrequenzschwingungen und diese maximale Feldstärke
bleibt in den gefalteten Hohlleitersystemen 15» 16, 17 infolge
der geringen Verlustleistung der auftretenden geringen Belastung
des Fadenbettes 1 mit.geringem Feuchtigkeitsgrad nahezu erhalten.
Beim dargestellten Hochfrequenzofen wird einerseits in den gefalteten
Hohlleitersystemen 15» 16, 17 trotz der geringen Belastung durch das Fadenbett 1 mit geringem Feuchtigkeitsgrad ein
besonders wirkungsvoller Procknungsprozess durchgeführt, weil
die aufgenommene Leistung, wie bereits vorstehend erwähnt, proportional dem Quadrat der Feldstärke ist, die in den gefalteten
Hohlleitersystemen 15, 16, 17 einen Höchstwert aufweist, während
andererseits der Wirkungsgrad der Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 dadurch besonders günstig ist, dass die Hochfrequenzschwingungen,
nachdem sie durch die gefalteten Hohlleitereysteme 15, 16, 17
hindurchgeführt worden sind, durch die Hohlleiter 5t 6, 7 den
zuerst erwähnten gefalteten Hohlleitersystemen 8, 9, 10 zugeführt werden. Jeder der Magnetrongenerat,oren 2, 3, 4 ist beim
beschriebenen Hochfrequenzofen nämlich an eins der gefalteten Hohlleitersysteme 15, 16, 17 und eins der gefalteten Hohlleitersysteme
8, 9, 10 angeschlossen, die eine geringe bzw. eine grosso Belastung darstellen, wobei sich insgesamt für jedes der Magnetrons
ein günstiger Belastungswert ergibt. Mit Hilfe der Anpassungskolben 12, 13» 14 lässt sich eine optimale Leistungsübertragung
von den Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 auf das Fadenbett 1 erzielen.
Um dabei eine gleichmässige Belastung der Magnetrongeneratoren
2, 3» 4 in Bezug aufeinander zu erhalten, ist es ···
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vorteilhaft, das erste (15) der zusätzlichen Hohlleitersysteme
15, 16, 17 mit dem letzten (10) der zuerst erwähnten Hohlleiter·
eysteme 8, 9, 10, das zweite (16) der Hohlleitersysteme 15» 16,
mit dem «weitletzteη (9) der zusatzlichen Hohlleiter systeme 8, 9,
. 10 und das dritte (17) der Hohlleitersysteme 15, 16, 17 mi.t dem
drittletzten (8) der zusatzlichen Hochleitersysteme 8, 9, 10
zu verbinden. "
Auf diese Weise wird bei einer Verringerung der Länge
des Hochfrequenzofens der Srhitzungawirkungsgrad gesteigert
und ein wirkungsvoller Prockungaprozess erhalten, während neben
diesen Vorteilen der geschilderte Hochfrequenzofen die weitere
für die Praxis wichtige Eigenschaft einer bemerkenswerten
Gleichmäßigkeit des-Pmckungsprozeases hat* Ea ist z.B. möglich,
dass das den Hohlleitersystemen 15, 16, 17 zugeführte Fadenbett
1 der Breite nach Unterschiede im Feuchtigkeitsgrad aufweist, wodurch an der Stelle des höchsten Feuchtigkeitsgrades des
Fadenbettes 1 infolge der an dieser Stelle auftretenden Erhöhung der Belastung die aufgenommene Leistung und somit auch die
Trocknung stark zunimmt, weil die aufgenommene Leistung proportional der Grosse der Belastung und dem Quadrat der elektrischen
Feldstärke ist, die in den Hohlleitersystemen 15, 16, 17 einen
Höchstwert aufweist. Die gefalteten Hohlleitersysteme 15, 16, 17
weisen eine stark ausgleichende Wirkung für Feuchtigkeitsgraddifferenzen auf, so dass z.B. diese Differenzen bei dem im Hoch- ·
frequenzofen getrockneten Fadenbett 1 kleiner als wenige Zehntel
$ sind.
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-8- '. PH. 18.270
Nachstellend folgen einige Angaben eines in der Praxis
eingehend geprüften Hochfrequenzofens vom geschilderten l?yp: Magnetrongeneratoren 2, 3, 4 : 2 kW
Länge der Hohlleitersysteme 8,9,10 : 36 cm Länge der Hohlleitersysteme 15, 16, 17 : 40 cm
Breite des Durchführungskanales 11 : 60 en.
Höhe des Durchführungskanales 11 : 4 mm.
Beim beschriebenen Hochfrequenzofen wurde stündlich ein Padenbett 1 mit einer Länge von 3 km und einer Breite von
50 cm behandelt zur Verringerung des Feuchtigkeitsgrades von 300# auf 12$. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung betrug dabei 909t. ·
Der geschilderte Aufbau des Hochfrequenzofens, bei dem die Hochfrequenzerhitzung bei geringem Feuchtigkeitsgrad
des Fadenbettes mit maximaler Feldstärke in den gefalteten Hohlleitersystemen
15t 16, 17" erfolgt und die den Hohlleitersystemen 15» 16, 17 entnommenen Ultrahochfrequenzschwingungen zur Hochfrequenzerhitzung
des Fadenbettes bei verhältnismässig hohem Feuchtigkeitsgrad in den gefalteten Hohlleitersystemen 8, 9,
benutzt werden, ermöglicht eine weitere Verkleinerung des Hochfrequenzofens,
indem die Abstände zwischen den Begrenzungswänden der Hohlleiterstücke in den Hohlleitersystemen 8, 9, 10 verkleinert
werden. . , *
Hierdurch ergibt sich eine Steigerung der Feldstärke
in den Hohlleitersystemen 8, 9, 10 wobei es sich herausgestellt
hat, dass bei gleichbleibendem Erhitzungswirkungsgrad infolge
der relativ hohen Belastung der gebildeten Hohlleitersysteme 8, 9,
10 die Abstände zwischen den Begrenzungswänden der Hohlleiterstucke
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in den Hohlleitersystemen 8, 9» 10 verringert werden können.
Diese Abstände, die bei den Hohlleiteraystemen 15, 161- 17 z.B.
2 cm betragen, können ohne Beeinträchtigung des BrhitzungsWirkungsgrades
in den Hohlleitersystemen 8, 9» 10 auf 1 cm herabgesetzt
werden.
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Claims (2)
1. Hochfrequenzofen für Hochfrequenzerhitzung mittels
Ultrahochfrequenzen, der mit mehreren Ultrahochfrequenzgenerator'en
versehen ist, wobei die Ultrahochfrequenzschwingungen jedes
der Ultrahochfrequenzgeneratoren einem von mehreren hinterein-, ander liegenden gefalteten Hohlleiteraystemen zugeführt werden,
von denen jedes aus mehreren nebeneinander liegenden Hohlleiterstücken besteht, wobei in jedem der Hohlleitersysteme ein Durchführungskanal
angebracht ist, durch den der zu erhitzende Gegenstand nacheinander durch die unterschiedlichen Hohlleitersysteme
in einer Richtung quer zu den Hohlleiterwänden der nebeneinander liegenden Hohlleiterstücke hindurchgeführt wird, die zu diesem
Zweck mit je einer DürchfÜhrungsöffnung versehen sind, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ultrahochfrequenzschwingungen jedes der unterschiedlichen Ultrahochfrequenzgeneratoren durch ein zusätzliches
gefaltetes Hohlleitersystem den zugeordneten Hohlleitersystemen zugeführt werden, wobei jedes zusätzliche gefaltete
Hohlleitersystem gleichfalls aus mehreren' nebeneinander liegenden
) Hohlleiterstücken besteht, die in ihren Wänden mit Durchführungsöffnungen
zur Führung des zu erhitzenden Gegenstandes in einer Richtung quer zu diesen Wänden versehen sind, wobei sämtliche
zusätzliche Hohlleitersysteme zur Hochfrequenzerhitzung der zu erhitzenden Gegenstände, die durch die zuerst erwähnten Hohlleitersysteme
hindurungeführt worden sind, hinter diesen Hohlleitersystemen
angeordnet sind.
2. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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dass das erste der zusätzlichen Hohlleitersysteme an das letzte
der «uerst erwähnten Hohlleitersysterae, das zweite der zusätzlichen Hohlleitersysteme an das zweitletzte der zuerst erwähnten
Hohlleitersysteme angeschlossen ist, und so weiter. J. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Begrenzungswänden
der HohlleiterstUcke der zuerst erwähnten Hohlleitersysteme
kleiner als der Abstand zwischen den Begrenzungswänden der Hohlleiters tu cke der zusätzlichen Hohlleitersysteme bemessen ist.
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