DE1811598A1

DE1811598A1 - Waveguide for microwave drying device

Info

Publication number: DE1811598A1
Application number: DE19681811598
Authority: DE
Inventors: Goerz Jun David J
Original assignee: Bechtel International Corp
Current assignee: Bechtel International Corp
Priority date: 1967-12-06
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1970-12-03
Also published as: GB1192320A; US3475827A; FR1599138A

Description

Wellenleiter für Mikrowellentrockenvorrichtung. Waveguide for microwave drying device.

Die Erfindung betrifft einen geteilten Wellenleiter mit Hochfrequenzabschirmung, der zur Anwendung in Mikrowellentrockenvorrichtungen bestimmt ist.The invention relates to a split waveguide with high frequency shielding, which is intended for use in microwave drying devices.

Bei Mikrowellentrockenvorrichtungen für Papier und ähnliche fortlaufende Materialbahnen, bei denen ein geteilter Wellenleiter verwendet wird, muss zwischen den beiden getrennten H@lften des Wellenleiters ein nicht unbeträchlicher Tre@nabstand liegen, um zu verhindern, dass es zu einer Lichtbogenbildung kommt. Aussenden m der Abstand auch gross genug sein, um eine Einführung der Materialbahn in die Trockenvorrichtung zu ermöglichen. Damit ist Jedoch eine breite Bahn für ein Austreten von Ilochfrequenzenergie gegeben, was im EIinblick darauf, dass die Energiemengen bei derartigen Trockenvorrichtungen sehr hoch sind, zu einer gesundheitlichen Gefährdung derjenigen Arbeiter führen kann, die an derartigen Anlagen arbeiten. Es wurden zwar bereits Verfahren zur Abschirmung derartiger Anlagen entwickelt, jedoch sind im allgemeinen hierfür stets grosse schwere Metallschilde oder andere sehr aufwendige und kostspielige Massnahmen notwendig.In microwave dryers for paper and the like, continuous Sheets of material that use a split waveguide must be between the two separate halves of the waveguide have a not inconsiderable distance between them to prevent arcing from occurring. Send out m the distance must also be large enough to allow the material web to be introduced into the drying device to enable. This, however, is a broad path for Ihole frequency energy to leak given what in view of the fact that the amounts of energy in such drying devices are very high, lead to a health hazard for those workers who work on such systems. There have already been Processes for shielding such systems have been developed, however, in general always large, heavy metal shields or other very complex and expensive ones Measures necessary.

Nach der Erfindung soll nunmehr anstelle eines grossen Metallschildes ein verhältnismässig kleines Schild aus einem f'lir Hochfrequenz verlustbehafteten Material verwendet werden, um diese austretende Energie zll absorbieren. Vorzugsweise ist das verlustbehaftete Material dabei im Winkel zulaufend an den Randkanten des Wellenleiters vorgesehen, so dass die Energie allmählich über einen verhältnismässig grossen Bereich absorbiert wird. Nach einer derartigen Energieabsorption besteht keine Gefahr mehr, dass es zu einer Lichtbogenbildung kommt, so dass bei einer derartigen Vorrichtung auch ohne weiteres eine wirksame Gasabdichtung vorgesehen werden kann. Da das verlustbehaftete Material die Hochfrequenzenergie @usserdem weniger reflektiert als vielmehr absorbiert, W1 @ach eine beträchtliche Wärmemenge von dem Schild aufgenommen, weshalb diese Hochfrequenzschildvorrichtungen vorzugsweise mit einer Strömungsmittelkühleinrichtung versehen werden. Falls es sich bei dem Strömungsmittel um Wasser handelt, so trägt, dieses zusätzlich noch zur Absorption der Hochfrequenzenergie bei.According to the invention, instead of a large metal plate a relatively small shield from a high frequency lossy one Material used to zll absorb this escaping energy. Preferably is the lossy material tapering at an angle to the edge of the Waveguide provided so that the energy gradually over a relatively large area is absorbed. After such an energy absorption exists there is no longer any risk of arcing, so that such a Device can also easily be provided an effective gas seal. Since the lossy material @ also reflects less of the high frequency energy rather than being absorbed, W1 @ after a considerable amount of heat has been absorbed by the shield, therefore, these high frequency shield devices preferably include a fluid cooling device be provided. If the fluid is water, then this also contributes to the absorption of high-frequency energy.

ZTach der Erfindung ist ein geteilter Wellenleiter vorgesehen, der zur Verwendung in Mikrowellentrockenvorrichtungen bestimmt ist unrl bei dem entlang der Randkante des geteilten Wellenleiters mindestens eine Platte aus einem für Hochfrequenz verlustbehafteten Material angebracht ist. Durch diese Platte wird diejenige Hochfrequenzenergie, die andernfalls randseitig aus dem Wellenleiter austreten würde, wirksam absorbiert.According to the invention, a split waveguide is provided which is intended for use in microwave drying devices and at the same time of the peripheral edge of the split waveguide, at least one plate made of a high frequency one lossy Material is attached. Through this plate will the high-frequency energy that would otherwise exit the waveguide at the edge would be effectively absorbed.

Bei einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung bilden Rohre, die zur Leitung des Kühlmitels dienen, gleichzeitig auch eine wirksame Gasabdichtung zwischen den voneinander getrennten Wellenleiterhälften, wodurch die Wirksamkeit der Anlage ganz wesentlich erhöht wird.In a preferred embodiment of the invention, tubes form the serve to conduct the coolant, at the same time an effective gas seal between the separated waveguide halves, increasing the effectiveness the system is increased significantly.

Am eingangs- und ausgangsseitigen Ende der Trockenvorrichtung ist es aus verständlichen Gründen unmöglich, eine tollstandige Luftabdichtung vorzusehen, da das nicht mit der Forderung vereinbar wtire, dass die Naterialbnhn mit einer hohen Durchlautgeschwindigkeit durch die entsprechenden Einlass- bzw. Ausiassöffnungen bineurchbewegt werden muss. Jedoch können entweder eine oder beine lieser Öffnungen gegen ein Austreten von Hochfrequenzenerwie geschützt werden, indem hier die gleichen Mit-@el ur Anwendung gebracht werden, wie sie seitlich an der Vorrichtung vorgesehen sind, wobei mit dem Hochfreouenzschild keine Gasabdichtung kombiniert ist.At the inlet and outlet end of the drying device is it is impossible for understandable reasons to provide a great air seal, since that would not be compatible with the requirement that the material bnhn with a high flow velocity through the corresponding inlet and outlet openings must be moved through. However, either one or two smaller openings can be used against leakage of high frequencies as can be protected by here the same With- @ el ur application, as provided on the side of the device are, whereby no gas seal is combined with the high frequency shield.

Bisher haben sich bei solchen Trockenvorrichtungen, bei denen cin Luftstrom bzw. ein anderer Gasstrom zur Wirkung gebracht wurde, stets insofern Schwierigkeiten ergeben, als das zu trocknende Papier die Neigung hat, bei Eintritt in die bzw.So far, in such drying devices in which cin Air flow or another gas flow was brought into effect, always insofar difficulties result, as the paper to be dried has the tendency to enter the or

beim Austritt aus der Trockenvorrichtung ins Flattern zu geraten. Erfindungsgemäss kann nunmehr eine einfache Vorrichtung vorgesehen sein, mit deren Hilfe der Materialbahn eine gleichmässigere FUhrung und Stabilisierung verliehen wird, indem an den eingangs- und ausgangsseitigen Öffnungen der Trookenvorrichtung Luft auf die Materialbahn geblasen wird.to start fluttering when exiting the drying device. According to the invention, a simple device can now intended be, with the help of which the material web a more even guidance and stabilization is awarded by at the entrance and exit-side openings of the trooke device Air is blown onto the material web.

Die Erfindung sei nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäss ausgebildeten Trockenvorrichtung, teilweise im Schnitt gesehen: Figur 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Figur 1, in vergrössertem Maßstab gesehen; Figur 3 einen in vergrössertem Maßstab gezeigten Schnitt nach der Linie 3-3 der Figur 1; Figur 4 eine vergrösserte Teildarstellung aus Figur 3; und Figur 5 eine Draufsicht auf eine mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestattete Trockenvorrichtung, im wesentlichen nach der Linie 5-5 der Figur 1 gesehen.The invention is based on an exemplary embodiment below Referring to the drawings explained in more detail. FIG. 1 shows a perspective Partial view of a drying device designed according to the invention, partly in Section seen: FIG. 2 shows a section along the line 2-2 of FIG. 1, on an enlarged scale Scale seen; FIG. 3 shows a section, shown on an enlarged scale, according to FIG Line 3-3 of Figure 1; FIG. 4 shows an enlarged partial illustration from FIG. 3; and FIG. 5 shows a plan view of a device equipped with the device according to the invention Drying device, seen essentially along the line 5-5 of FIG.

Die Zeichnungen zeigen eine Materialbahn 7, die zwischen zwei Vorrichtungsteilen 9 und 11 hindurchgeführt ist, welche die beiden Hälften eines geteilten Wellenleiters bilden, dem Mikrowellenenergie durch die Wellenleiter 13 oder 14 von einer entsprechenden (nicht gezeigten) Quelle her zugeführt wird. Während die Materialbahn zwischen den beiden flälften des Wellenleiters hindurchgezogen wird, gelangt sie gleichzeitig in den Bereich von mit hohem Druck ausströmenden Luft- oder Gasströmen, die aus den Sammelkammern 15 über die Öffnungen 17 und 19 austreten.The drawings show a material web 7 between two device parts 9 and 11, which are the two halves of a split waveguide form, the microwave energy through the waveguide 13 or 14 from a corresponding Source (not shown) is supplied. While the web of material between the If both halves of the waveguide are pulled through, it arrives at the same time in the range of air or gas flows out at high pressure, which emerge from the collecting chambers 15 via the openings 17 and 19.

Das heisse feuchte Gas wird dann über die Sammelkammern 21 wieder abgezogen. Die voneinander getrennten Hälften des Wellenleiters können ganz oder teilweise mit einem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff abgedeckt sein.The hot humid gas is then returned via the collecting chambers 21 deducted. The halves of the waveguide which are separated from one another can be whole or partially covered with a plastic or other suitable material be.

An den Randkanten des zur Durchführung des Trockenverfahrens entsprechend geteilten Wellenleiters muss eine nicht; unbeträchtliche Öffnung vorgesehen sein, da es andernfalls infolge von Lichtbogenbildungen zu Schwierigkeiten kommen könnte.At the edge of the to carry out the drying process accordingly split waveguide does not have to be; insignificant opening be provided, otherwise there could be difficulties due to arcing.

Wollte man bei diesen Öffnungen die üblichen Abschirmungen verwenden, so müsste es sich dabei um sehr grosse,und komplizierte Anordnungen handeln, um für die an der Anlage arbeitenden Arbeiter einen ausreichenden Schutz zu gewährleisten. Nach der Erfindung int zwischen den Kanten der Wellenleiter - wie bei 2@ angegeben - ein für Hochfrequenz verlustbehaftetes Material angeordnet. Nach der Darstellung ist dieses Material zwar nur auf der einen Kantenseite des Wellenleiters ausgehend vorgesehen, da dies vom mechanischen Standpunkt aus gesehen die einfachste Ausführungsform ist, jedoch kann dieses Material ohne weiteres an beiden Kantenseiten des Wellenleiters an ;ebracht werden, so dass es etwa im Mittelbereich zusammentrifft.If you wanted to use the usual shields for these openings, so it would have to be very large and complicated arrangements to ensure adequate protection for the workers working on the system. According to the invention int between the edges of the waveguide - as indicated at 2 @ - Arranged a material which is lossy for high frequency. According to the representation this material is only starting on one edge side of the waveguide provided as this is the simplest embodiment from a mechanical point of view is, however, this material can easily be on both edge sides of the waveguide to; be brought so that it meets approximately in the middle area.

Ausserdem ist die Anordnung vorzugsweise derart getroffen, dass das verlustbehaftete Material sich in Richtung auf die Mitte der Trockenvorrichtung zu verjüngend angeordnet ist, wie bei 2 angedeutet ist -, so dass die rochfrequenzenergio, die andernfalls zwischen den Kanten der Wellenleiterhälften austreten würde, über eine beträchtliche Strecke der Absorption ausgesetzt ist.In addition, the arrangement is preferably made such that the Lossy material moves towards the center of the dryer is arranged too tapering, as indicated at 2 - so that the smell frequenciesergio, which otherwise emerge between the edges of the waveguide halves would, is exposed to absorption over a substantial distance.

Geeignete Werkstoffe mit hohem Verlustfaktor sind in Fachkreisen allgemein bekannt und bestehen im allgemeinen aus einem Gemisch aus Weicheisen und Kohlenstoff, wie es beispielsweise unter der Bezeichnung "i'erroxcube" im Handel erhältlich ist. Als weltere geeignete, verlustbehaftete Werkstoffe kommen Carborund un.i keramische Werkstoffe in Frage, die mit Weicheisenteilchen vermischt sind Da Iaj- Material einen grossen Teil der Hochfrequenzenergi absorbiert, werden vorzugsweise Strömungskühlmittel verwendet.Suitable materials with a high loss factor are common among experts known and generally consist of a mixture of soft iron and carbon, as is commercially available, for example, under the name "i'erroxcube". Carborundum and ceramic come as other suitable, lossy materials Materials in question that are mixed with soft iron particles Da Iaj material A large part of the high-frequency energy is absorbed, preferably flow coolants used.

Die hierfür erforderliche Anordnung kann in Form von Gummi-oder Kunststoffrohren 27 und 29 ausgebildet sein, denen das zirkulierende Wasser aus einer Einlassleitung 31 zugeführt wird. Das Wasser fliesst dabei durch die Rohre und gelangt über eine Auslassleitung 33 wieder nach aussen, wo es gekühlt und @nschliessend wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden kann. Die Rohre können dabei jeweils paarweise ausgebildet und mit einem geeigneten Verbindungsmittel 35 versehen sein, das seinerseits unter Zuhilfenahme einer Schraube 77 an Ort und Stelle festgehalten wird, die in das verlustbehaftete Material eingeschraubt wird. . Selbstverständlich können jedoch auch andere Befestigungsmittel Verwendung finden.The arrangement required for this can be in the form of rubber or plastic pipes 27 and 29, to which the circulating water comes from an inlet pipe 31 is fed. The water flows through the pipes and reaches a Outlet line 33 to the outside again, where it is cooled and then back in can be returned to the cycle. The tubes can be used in pairs be designed and provided with a suitable connecting means 35, which in turn is held in place with the aid of a screw 77, which is shown in the lossy material is screwed in. . Of course you can other fasteners can also be used.

Wie insbesondere zur Figur 3 hervorgeht, werden die Rohre 27 und 29 nicht nur mit dem verlustbehafteten Material sondern auch mit der gegenüberliegenden Wandung 39 der Wellenleiterverlängerung in Berührung gehalten. Auf diese Weise bewirken diese Rohre nicht nur eine Kühlung des verlustbehafteten Materials und dienen nicht nur als zusätzliche Absorptionsmittel fUr Hochfrequenzenergie, sondern bilden gleichzeitig auch eine wirksame Gas- oder Luftabdichtung.As can be seen in particular from FIG. 3, the tubes 27 and 29 not only with the lossy material but also with the opposite wall 39 of the waveguide extension held in contact. In this way, these pipes not only cool the lossy one Material and not only serve as an additional absorbent for high frequency energy, but also form an effective gas or air seal at the same time.

Am eingangs- und ausgangßseitigen Ende der Trockenvorrichtung ist naturgemäss kein unmittelbarer kontakt zwischen den beiden Vorrichtungshälften möglich, da Ja die Materialbahn durch diesen offenen Zwischenraum hindurchgefuhrt werden muss. Es ist jedoch an diesen Stellen eine ausreichende Hochfrequenzabschirnun in orm von Platten 41 und 43 vorgesehen, die aus einem verlustbehafteten Material bestehen und am eingangs- und am ausgangseitigen Ende der Trockenvorrichtung derart angebracht sind, @@ss sie an diesen Stellen eine wirksame Abschirmung für di Hochfrequenzenergie bilden. Ausserdem können diese Platten auch unter Zuhilfenahme von Rohren 45 gekühlt wertlen, die den vorstehend beschriebenen Rohren ähnlich sind und dem @leichen Umlaufsystem zugeordnet sein können, wie dies in Figur veranschaulicht ist.At the inlet and outlet end of the drying device is naturally no direct contact between the two halves of the device is possible, because the material web is passed through this open space got to. However, there is sufficient high-frequency shielding at these points orm of plates 41 and 43 are provided, which consist of a lossy material and so attached to the inlet and outlet end of the drying device are, @@ ss they are an effective shield for high-frequency energy at these points form. In addition, these plates can also be cooled with the aid of tubes 45 values that are similar to the pipes described above and the same circulation system can be assigned, as illustrated in Figure.

Linie bereits vorstehend erwähnt wurde, hat die Materialbahn häufig die Neigung, bei ihrem Eintritt in die TrockenvorrichtunlJ oder bei ihrem Austritt aus derselben in eine Flatterbewe@ung u geraten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei den bekannten Trockenvorrichtungen das Papier zunächst einmal ein Vakuum durchlaufen muss, und dass dann bei anschliessenden Einströmen von Luft die Neigung besteht, dass es im Papier zu gewissen Flatter- oder Instabilitätserscheinungen kommt.Line has already been mentioned above, the material web often has the tendency when entering or exiting the dryer from the same into a flutter movement. This is due to, that in the known drying devices, the paper is first of all a vacuum must go through, and that then with subsequent Inflow of Air tends to cause certain fluttering or instability phenomena in the paper comes.

Dies kann mit Hilfe der in Figur 2 gezeigten Nittel weitgehend ausgeschaltet werden, bei denen zu beiden Seiten der Naterialbahn 7 und auf beiden Seiten der verlustbehafteten Platten 41 und 43 die Einlassluftkammern 15 liegen. Die Platten 41 und 43 be sitzen dabei Jeweils eine Reihe von Ausnehmungen 47, so dass die Materialbahn bei ihrem Eintritt in die Trockenvorrichtung bzw. bei ihrem Austritt aus derselben von beiden Seiten her unter die Einwirkung eines entsprechenden Luftdruckes gelangt, wodurch ein Flattern des Papiers im wesentlichen ausgeschlossen wird.This can largely be eliminated with the aid of the means shown in FIG be, where on both sides of the material web 7 and on both sides of the Lossy plates 41 and 43 are the inlet air chambers 15. The plates 41 and 43 each have a number of recesses 47 so that the web of material when they enter the drying device or when they exit the same comes under the influence of a corresponding air pressure from both sides, whereby fluttering of the paper is substantially eliminated.

Claims

1. Split waveguide for a microwave drying device with a shield against the escape of high frequency energy, characterized in that, that on at least one edge of the divided waveguide at least a plate made of a high frequency lossy material (23) for absorption the high frequency energy is provided, which has the tendency to be at the marginal edge of the head to resign.

2. Waveguide arrangement according to claim 1, characterized 2ekenn, that for the cooling of the lossy @@ - material a bypassed it Flow @@ is provided.

3. Waveguide arrangement according to one or both of claims 1 or 2, characterized in that at the edge area of the lossy material Water pipes (27, 29) are provided.

Waveguide arrangement according to claim 3, characterized in that the water pipes (27, 29) on the other edge (39) of the split waveguide and form a gas seal.

5. Waveguide arrangement according to one or more of the preceding tier Claims, characterized in that at the beginning - and or the output end of the arrangement to prevent high-frequency energy from escaping Plate (41, 43) are arranged from a lossy material.

6 '. Waveguide arrangement according to Claim 5, characterized in that that an air chamber (15) is provided on both sides of these plates (41, 43), from which openings (47) lead to the center of the arrangement, with their air flow the position of a material web between the plates can be stabilized.

L e r s e i t e