DE1952987C3 - Hohlleiter zur dielektrischen Erwärmung eines dtirch diesen hindurchgeführten Stoffes - Google Patents
Hohlleiter zur dielektrischen Erwärmung eines dtirch diesen hindurchgeführten StoffesInfo
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Description
und 2, verglichen mit dem in einem normalen Recht- paare 14, 15 und 16, 17 bei Anregung des Hohlleieckhohlleiter
nach dem Stand der Technik, zeigen, ters mit Mikrowellenenergie des Hie-Typs darin, daß
Fig.3 einen Schnitt längs der linie ΠΙ-ΠΙ der zwischen den angenäherten Flächen jedes Rippen-F
i g. 2, paares eine Verstärkung des elektrischen Feldes auf-
Fig.4 einen Querschnitt durch einen Teil einer 5 tritt. Zwischen den Rippenpaaren erleidet somit die
abgewandelten Hohlleiterform, die sich bei einem Feldstärke in dem Bereich des Rohres 13 eine we-GerätnachFig.
1 verwenden läßt, sentliche Schwächung gegenüber dem Wert, den es
Fig.5 einen Querschnitt einer weiteren Hohl- normalerweise in der Mitte eines normalen rechtleiterform,
die sich in Geräten nach den Fi g. 1 bis 3 eckigen Hohlleiters bei Anregung mit dem H19-Typ
verwenden läßt, ιό hätte. Es wird betont, daß das elektrische Feld in
Fig 6 eine weitere Hohlleiterausbildung zur Ver- Fig.2 im wesentlichen schematisch gezeigt ist und
wendung in solchen Geräten, diese Figur den Feldlinienverlauf darstellt, der bei
Fig.6a einen Schnitt längs der Linie VIa-VIa fehlendem Werkstück herrscht. Wie oben erwähnt,
derFig.6, absorbiert das Rohr 13 keine merkliche Energie-
Fig.7 einen Querschnitt einer weiteren in seiüi- 15 menge. Die Werkstücke selbst haben jedoch eine vercher
Richtung verbreiterten Hohlleiterform zur An- hältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante und einen
wendung bü mehreren Werkstücken, relativ hohen Verlustwinkel. Dies bewirkt bekannt-
F i g. 7 a eine Variante von F i g. 7, lieh, daß sie verhältnismäßig große Mengen der ver-
Fig.8 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausfüh- fügbaren Energie absorbieren und damit das Feld
rungsbeispieJ eines erfindungsgemäßen Gerätes, bei ao verzerren.
dem es sich um einen zur Mikrowellen-Erhitzung F i g. 2 a zeigt einen normalen rechteckigen Hohl-
von Tafelmaterial geeigneten Hohlleiter handelt, und leiter 8, der mit Mikrowellenenergie des H10-Typs
Fi g. 9 eine von der Schnittlinie IX-IX der F i g. 8 angeregt ist. Das elektrische Feld ist im Leerlauf siaus
gesehene, perspektivische Darstellung, bei der nusförmig verteilt, wobei die maximale Dichte in der
ein Teil der Seitenwand weggeschnitten ist. 35 Mitte auftritt. Wird ein veilustbehaftetes Werk-
Ein Gerät nach den F i g. 1 bis 3 umfaßt einen stück 7 in einem Rohr 13 in diesen Hohlleiter gelänglichen
Hohlleiter-Hauptabschnitt 10 aus typi- bracht (Fig.2b). -„ w""d die Felddichte längs der
schem Hohlleitermetall, beispielsweise Kupfer oder Mitte stark erhöht, was dazu führt, daß bei Werk-Messing,
an dessen Eingangsseite 18 über ein Hohl- stücken mit größerer Querschnittsbreite ein Großteil
leiter-Eingangsteil 11 aus ähnlichem Metall eine her- 30 der Feldlinien durch den Mittelteil des Werkstücks
kömmliche Mikrowellenenergiequelle 20 angeschlos- führen und dessen seitliche Bereiche Ta Verhältnissen
ist, während er sich an seiner Ausgangsseite 19 in mäßig wenig Wärme erhalten. Diese Erscheinung
einem Hohlleiter-Ausgangsteil 12 aus ähnlichem Me- beobachtet man bei der Verwendung von Mikroweltall
fortsetzt. Dieses Gerät eignet sich zum Erhitzen len-Heizgeräten nach dem Stand der Technik mit
von zylindrischen Werkstücken, zum Beispiel von 35 normalen rechteckigen Hohlleitern.
Wiener Würstchen oder ähnlichen Wurstwaren; das Fig.2c zeigt das elektrische Feld in einem verGerät läßt sich jedoch auch zum Erhitzen anderer lustbehafteten Werkstück? in dem Rohr 13 inner-Werkstiicke mit rechteckiger, unregelmäßiger, ellipti- halb eines gerippten Hohlleiters 10 nach Fig.2, woscher oder jeder beliebigen Querschnittsform ver- bei der feldverstärkenden Wirkung des vorhandenen wenden, die in den Arbeitsbereich des Hohlleiters 40 Werkstücks die in der Hohlleitermitte auftretende hineinpaßt. Durch die gesamte Länge des Hohllei- feldschwächende Wirkung der Rippen entgegentritt. ter-Hauptteils 10 verläuft ein herausnehmbares Rohr Das Ergebnis besteht in einer viel gleichmäßigeren 13, das eine Bahn bildet, durch die die Werkstücke Erhitzung des Werkstücks über seinen Querschnitt,
transportiert weiden, und das keine merkliche M^- Mittels der Rippen 14 bis 17 läßt sich ein derarti-
Wiener Würstchen oder ähnlichen Wurstwaren; das Fig.2c zeigt das elektrische Feld in einem verGerät läßt sich jedoch auch zum Erhitzen anderer lustbehafteten Werkstück? in dem Rohr 13 inner-Werkstiicke mit rechteckiger, unregelmäßiger, ellipti- halb eines gerippten Hohlleiters 10 nach Fig.2, woscher oder jeder beliebigen Querschnittsform ver- bei der feldverstärkenden Wirkung des vorhandenen wenden, die in den Arbeitsbereich des Hohlleiters 40 Werkstücks die in der Hohlleitermitte auftretende hineinpaßt. Durch die gesamte Länge des Hohllei- feldschwächende Wirkung der Rippen entgegentritt. ter-Hauptteils 10 verläuft ein herausnehmbares Rohr Das Ergebnis besteht in einer viel gleichmäßigeren 13, das eine Bahn bildet, durch die die Werkstücke Erhitzung des Werkstücks über seinen Querschnitt,
transportiert weiden, und das keine merkliche M^- Mittels der Rippen 14 bis 17 läßt sich ein derarti-
krowellenenergie absorbiert. Als Material für das « ger Grad an elektrischer Feldverstärkung in den BeRohr
kann hierfür beispielsweise Polytetrafluoräthy- reichen zwischen den Rippen erreichen, daß selbst
len, Polyslfol oder ein Acrylharz verwendet werden. bei der entgegenwirkenden Verzerrung durch die
Die Hohlleiter-Ein- und -Ausgangsteile 11 und 12 sehr hohe Dielektrizitätskonstante der Werkstücke
sind bezüglich des Hauptteils 10 leicht geneigt. die zur Absorption durch diese Werkstücke zur Ver-Durch
diese beiden Teile ist das Werkstückrohr an den 5» fügung stehende Energiemenge auf einem verbältnisbeiden
Enden des Gerätes herausgeführt. Außerhalb mäßig kleinen Anteil der gesaraten Mikrowellenenerdes
Hohlleiteraufbaus ist das Rohr 13 von an diesem gie in dem Hohlleiter gehalten werden kann. Je nä-Aufbau
befestigten äußeren Metallrohrteilen 9 getra- her die Rippenoberflächen zusammenrücken, desto
gen. Der Durchmesser der Rohrteile 9 ist so gewählt, mehr verstärkt sich dieser Effekt. Praktisch ist die
daß sie Hohlleiter jenseits der kritischen Frequenz 55 Grenze einer solchen Annäherung durch die Tatbilden
und das Austreten von Strahlung aus dem sache bestimmt, daß der Abstand zwischen den Rip-Hohlleiter
verhindern. pen groß genug sein muß, um zu gewährleisten, daß
Wie in F i g. 2 gezeigt, ist der Gesamtquerschnitt zwischen ihnen kein elektrischer Durchschlag erfolgt,
des Haupt- oder Arbeitsteils 10 rechteckig mit einem Die Rippen 14 bis 17 gestatten somit sowohl eine
Verhältnis von Breite zu Höhe des rechteckigen 60 Steuerung des Maßes an Energieentzug als auch eine
Hohlleiters von 2:1. Fig.2 zeigt auch, daß das gleichmäßigere Energieverteilung über das Werk-Rohr
13 längs der mittleren Längsachse des Teils 10 stück. Obwohl die gesamte durch den Hohlleiter
und symmetrisch zu dieser verläuft. übertragene Mikrowellenenergie verhältnismäßig
Wie in Fig.2 durch die das elektrische Feld dar- hoch sein kann, läßt sich die für die Absorption
stellenden Pfeile gezeigt, besteht die Wirkung der 65 durch die Werkstücke verfügbare Energiemenge an
symmetrisch zu zwei aufeinander senkrecht stehen- jeder gegebenen Stelle, beispielsweise an der Enerden
und einander in der Längsachse des Hohlleiters gie-Eingangsseite 18 des Hohlleiter-Hauptteils 10, erschneidenden
Ebenen A und B angeordneten Rippen- heblich beschränken.
S 6
Aus Fig.3 geht hervor, daß sich die Rippen 14 Wendung verringerter Energiemengen behutsamer zu
bis 17 in Längsrichtung des Hohlleiters verjüngen. beenden, um die Gefahr zu vermeiden, daß die
Die Rippen 16 und 17 ragen an der Eingangsseite 18 Werkstücke zu stark getrocknet und dadurch spröde
des Teils 10 fast bis in die Mitte des Hohlleiters hin- oder sonstwie ungeeignet werden,
ein und aufeinander zu. Verfolgt man den Teil 10 von 5 Bei den letzteren Ausführungen wurde angenomseinem Eingangsende 18 zu seinem Ausgangsende 19, men, daß die Werkstücke in gleicher Richtung wie
so sieht man, daß sich die Rippen 16 und 17 allmäh- die Energie durch den Hohlleiter bewegt werden;
lieh verjüngen'und schließlich gänglich verschwin- dies muß jedoch nicht sein. Bei einem Hohlleiter
den. Die Rippen 14 und 15 verjüngen sich in ahn- ohne sich verjüngender Rippen würde z. B. ein Gelicher Weise, so daß der Querschnitt des Teils 10 an to genfluß eine Zunahme der Energieübertragung beseinem Ausgangsende 19 im wesentlichen demjeni- wirken, wenn die Werkstücke in Richtung auf das
gen eines normalen rechteckigen Hohlleiters ent- Energie-Eingangsende zu bewegt werden,
spricht. Der Anteil an der Gesamtenergie, den das In einem bekannten mit 2,5 kW arbeitenden Mi-Werkstück absorbieren kann, wird dann durch kei- krowellenofen lassen sich Wiener Würstchen in 55
nerlei Rippen beeinträchtigt. »5 bis 60 Sekunden erhitzen. In einem Gerät nach
Die Wirkung dieser Verjüngung besteht darin, daß F i g. 1 bis 3 benötigen die gleichen Produkte jedoch
an der Eingangsseite 18, an der die volle Eingangs- nur eine Durchlaufzeit von etwa 7 bis 10 Sekunden,
energie zur Verfugung steht, die Absorption dieser wobei trotzdem eine völlig wirksame Erhitzung ausEnergie in den Werkstücken durch die Rippen auf geführt wird und der gesamte Leistungsbedarf des
einen nur kleinen Anteil dessen reduziert wird, was ao Geräts gleichzeitig nur 1,2 kW beträgt. Fs ist anzuin einem normalen rechteckigen Hohlleiter absor- nehmen, daß der Hauptgrund für diese Verbesserung
biert würde. Andererseits sind an der Ausgangsseite in der erhöhten Gleichförmigkeit der Energieanwen-19, an der bei Einspeisung der Mikrowellenenergie dung auf die Produkte liegt, wobei diese Gleichförauf der Eingangsseite auf Grund der längs des Hohl- migkeit in Längsrichtung des Hohlleiters aus der lauleiters erfolgenden Dämpfung wesentlich weniger as fenden Reduzierung der zur Verfügung stehenden
Energie verfügbar ist, keine Rippen vorhanden, die Energie mittels der Verjüngung der Rippen resultiert,
die Möglichkeit der Werkstücke, Energie zu absor- während die Gleichförmigkeit über den Querschnitt
bieren, behindern würden. Zwischen den beiden En- des Werkstücks auf der generellen Reduzierung der
den herrschen Zwischenzustände, wobei die gesamte zur Verfügung stehenden Energie infolge der Anwe-Energiemenge von der Eingangsseite zur Ausgangs- 3» senheit der Rippen beruht und allerdings in gewissem
seite abnimmt, während der Energieanteil, den man Maße verlorengeht, wenn die Rippen sich verjüngen,
die Werkstücke absorbieren läßt, durch die allmäh- Bei Erhitzung in einem normalen Hohlleiter kann
liehe Verjüngung der Rippen in umgekehrter Weise eine zu starke anfängliche Energieabsorption durch
zunimmt. das Produkt nur durch eine verhältnismäßig lange
Die Form, mit der sich die Rippen verjüngen, 35 Erhitzung, beispielsweise etwa 1 Minute, vermieden
kann komplementär zu der cxponentiellen Zunahme werden, wenn eine Steuerung des Energieabsorpder Dämpfung der Mikrowellenenergie längs des tionsgrades durch die verschiedenen Teile des ProHohlleiters gestaltet werden. Die einander entgegen- dukts über die gesamte Erhitzungszeit in engen
wirkenden Faktoren würden sich dann genau ausglei- Grenzen und die damit mögliche Ausnutzung dieser
chen, und die von den Werkstücken absorbierte 40 Zeit in höchst wirksamer Weise, wie sie bei einem
Energie bliebe über die Länge des Hohlleiter-Haupt- Gerät nach den F i g. 1 bis 3 möglich ist, fehlt.
teils 10 im wesentlichen gleichförmig. Bei einigen Nach dem Gerät nach Fig. 1 bis 3 ist das Eingangspraktischen Fällen besteht keine Notwendigkeit, die teil 11 ein rechteckiger Hohlleiter, in dem Eingangs-Heizung über die Länge mit sehr genauer Gleichför- rippen (in Fig.3 durch die Rippen 16d und 17d
migkeit auszuführen. In solchen Fällen stellt es eine 45 dargestellt) vorgesehen sind; diese Rippen verbreiannehmbare Annäherung an die gleichförmige Erhit- tern sich von Null am Beginn des Teils 11 und gehen
zung dar, wenn sich die Rippen von dem einen Ende in die Rippen 14 bis 17 an der Stelle über, an der der
zum anderen Ende des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts Teil 11 an das Eingangsende 18 des Hauptteils 10
10 linear verjüngen, wie dies in F i g. 3 angenommen anschließt, wo die Werkstücke durch das Rohr 13 in
ist Die Rippen können sich selbstverständlich prak- 50 das elektrische Feld eingeführt werden,
tisch nach jeder gewünschten Kurve verjüngen, um Die Wellenlänge der Mikrowellenenergie kann im
eine Steuerung der Energieabsorption zu erzielen, die Bereich von 5 bis 30 cm liegen; im Hinblick auf die
mit normalen Hohlleitern nicht möglich ist. Die Rip- Dimensionierung des Hohlleiters bezüglich der spepen können sich z. B. auf Null verjüngen, bevor sie zielten zu erfüllenden Funktion können jedoch auch
das Ende des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts erreichen; 55 andere Frequenzen gewählt weiden. Zweckmäßig ist
diese raschere Verjüngerung würde eine verstärkte eine Frequenz von 2,45 GHz (12,23 cm Wellen-Erhitzung gegen das Ausgangsende hin bewirken. länge), da für diese Frequenz Energiequellen leicht
Andererseits könnten sich die Rippen auch langsa- erhältlich sind.
mer verjüngen und gar nicht ganz verschwinden. Am Ausgangsende des Hauptteils 10 ist der Aus-Eine Bauweise des Hohlleiters ohne jede Verjüngung 60 gangsteil 12 als einfacher rechteckiger Hohlleiter
der Rippen würde die Wirkung haben, daß der Heiz- ohne Rippen angeschlossen und dient zur Obertra-
effekt abnimmt, wenn sich die Werkstücke auf das gung etwaiger Restenergie an eine absorbierende
kenverfahren kann diese Wirkung erwünscht sein, Wasserlast bestehen kann. Befindet sich das Gerät in
um verhältnismäßig große Energiemengen den nas- 65 Betrieb, so werden normalerweise die zugeführte
sen Werkstücken beim Eintreten in den Hohlleiter Energie und die Transportgeschwmdigkeit der Werk-
zuzuführen, um das überschüssige Wasser rasch her- stücke so eingestellt, daß diese im wesentlichen die
auszutreiben, jedoch den Trockenvorgang durch An- gesamte aus der Quelle 20 stammende Energie ab-
I \
7 8
sorbieren. Die Last 21 wird dann nur einen kleinen Feldkonzentration in der Mitte und Feldschwächung
Rest zu absorbieren haben. Es ist jedoch erforder- an den Seiten zu kompensieren, ist die Höhe der Rip-
lich, eine solche Last vorzusehen, falls die Quelle 20 pen, wie in F i g. 7 a gezeigt, gestuft, wobei die mittle-
eingeschaltet wird, ohne daß Werkstücke durch das ren Rippen 24' und 25' am wenigsten hervorragen;
Rohr 13 transportiert werden. 5 die nächstäußeren Rippen 16', 17' und 26', 27' er-
Fig.4 zeigt einen Teil einer abgewandelten Aus- strecken sich dabei weiter aufeinander zu, und die
führungsform für den HoMleiter-Arbeitsteil, wobei seitlichen Rippen 14', 15' und 28', 29' ragen am weidieser
Teil hier mit 10 α bezeichnet ist und den Un- testen aufeinander zu, um die stärkste Feldverstärterschied
aufweist, daß die Rippen 14 α und 15 α mit kungswirkung zu erzielen. Wie vorher kann dieses
abgerundeten Kanten versehen sind. Ein Durch- io Merkmal mit jedem der übrigen beschriebenen
schlag tritt viel leichter an scharfen Kanten auf, da Merkmale, insbesondere mit einer Verjüngung in
mit diesen eine hohe örtliche elektrische Feldstärke Längsrichtung kombiniert werden. Die Werkstückverbunden
ist. Durch Abrunden der Kanten wird die rohre sind bei 13,13', 13" und 13'" gezeigt
Gefahr eines elektrischen Durchschlags beträchtlich Die Anordnung der Rippen in den einzelnen Hohlvermindert.
15 leiter-Ausführungsformen ist zwar nicht besonders
F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform für den Hohl- kritisch, jedoch müssen selbstverständlich jeweils
leiter-Arbeitsteil, bei der die Rechteckform des zwei Rippenpaare (beispeilsweise 14, 15 und 16, 17
Hohlleiters zu einer generell elliptischen abgewandelt in F i g. 2) genügend weit voneinander und daher von
ist. Dieser mit 10 b bezeichnete Hohlleiter-Arbeitsteil dem benachbarten Werkstückrohr bzw. den benachweist
jedoch nach wie vor die grundsätzliche Symme- ao barten Rohren entfernt sein, um in der Umgebung jetrie
bezüglich der Ebenen A und B auf, die durch die des solchen Rohres einen Bereich der elektrischen
auf jeder Seite des zentralen Werkstückrohrs 13 Feldschwächung zu gewährleisten. Wie sich herauspaarweise
symmetrisch angeordneten vier Rippen gestellt hat, sollten die Mittellinien jedes Rippenpaa-14
b bis 17 b vermittelt wird. Offensichtlich läßt sich res, die in F i g. 2 bei C bzw. D gezeigt sind, vorzugsderjenige
Teil der Energie in diesem Hohlleiter, der «5 weise etwa in der Mitte zwischen der Mittelebene A
von den Werkstücken in dem Rohr 13 absorbiert und den seitlichen Innenwänden des Hohlleiters Hewerden
kann, durch die Rippen 14 b bis 17 b ähnlich gen. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß die
wie bei V i g. 2 steuern. Breite der Rippen selbst etwa die in F i g. 2 gezeigte
Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Vergleichsgröße hat, so daß zwischen dem Rohr 13
Hohlleiter-Arbeitsteils 10 c mit Rippen 4 bis 17 wie 30 und der nächsten Rippenfläche auf jeder Seite des
in F i g. 2, wobei jedoch längs den Seiten des Hohllei- Rohres noch ein genügender Abstand besteht,
ters dielektrische Materialmassen 22 und 23 an- Die F i g. 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsgeordnet
sind. Das Material für diese Materialmassen beispiel eines Gerätes, das beispielsweise zum Trockist
beispielsweise Teflon oder ein anderes Material nen von Tafelmaterial 30 oder zum Abbinden einer
mit ähnlichen Eigenschaften, das dazu neigt, das 35 Substanz auf oder in tafelförmigem Material geeignet
Feld derart zu verzerren, daß im Bereich des Dielek- ist, wobei es sich bei dem Material beispielsweise um
trikums eine Feldverstärkung und dementsprechend Leder, Sperrholz, dickes Papier, ungehärteten Kauim
Bereich der Werkstücke eine weitere Feldschwä- tschuk oder Kunststoff handeln kann. Im Gegensatz
chung auftritt. Ein derartiges Material muß jedoch zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen
einen geringen Verlustwinkel haben, um nur wenig 40 verläuft die Bewegungseinrichtung des Werkstücks
Energie zu absorbieren. 30 nun quer zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowel-
Die verschiedenen Merkmale der Fig. 2, 4, 5 lenenergie längs des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts, der
und 6 sind austauschbar. Beispielsweise können die hier mit 1Od bezeichnet ist. Wie man sieht, ist der
Rippen der Fig. 5 ebene Außenflächen haben; oder Hohlleiter-Abschnitt 10 gleich, da er generell rechtes
können die Rippen der F i g. 6 abgerundete 45 eckig ist und mit vier Rippen 14 bis 17 versehen ist,
Außenflächen aufweisen; oder das Material 22, 23 die sich von der Energieeingangseite aus, an der sie
kann in einem elliptischen Hohlleiter wie dem nach am weitesten aufeinander zu ragen, zu der Energie-Fi
g. 5 vorgesehen sein. Außerdem können sich die ausgangseite hin, verjüngen. Wie oben ist an der EinRippen
in jedem Fall verjüngen oder nicht verjün- gangseite eine herkömmliche Mikrowellen-Energiegen·,
in Fig.6 können sich auch die Materialmassen 50 quelle 20 und an der Ausgangsseite eine herkömm-22,
23 in ihrer Dicke verjüngen, wie dies in F i g. 6 a liehe Last bzw. ein herkömmlicher Mikrowellengezeigt
ist, oder sie können nach den Erfordernissen Energieabsorber 21 vorgesehen,
der jeweiligen speziellen Umstände ohne Verjüngun- Die Arbeitsweise ist grundsätzlich die gleiche wie
gen vorgesehen sein. oben, wobei die an der Eingangsseite weiter vor-
F i g. 7 zeigt eine weitere abgewandelte Ausfüh- 55 springenden Rippen eine Verminderung des vom
rungsform des Hohlleiter-Arbeitsteils, der hier in Werkstück 30 absorbierten Anteils an der Verhältnisseitlicher
Richtung verbreitert ist, um mehrere Werk- mäßig großen gesamten Energiemenge bewirken,
stückrohre 13,13', 13" aufzunehmen. Wie man sieht, während an der Ausgangsseite keinerlei Beschränliegt
jedes dieser Rohre zwischen zwei Rippenpaaren, kung in der Energieabsoption durch das Werkstück
die hier mit 14, 15; 16, 17; 24, 25 und 26, 27 be- 60 erfolgt. Da die Energie an der Ausgangsseite durch
zeichnet sind und im wesentlichen genauso funktio- Dämpfung vermindert ist, läßt sich auf diese Weise
nieren, wie es im Zusammenhang mit F i g. 2 be- eine im wesentlichen gleichförmige Erwärmung über
schrieben worden ist. Dieser Hohlleiter wird eben- die Breite des Werkstücks, d.h. über die quer zur
falls im H,p-Typ angeregt, wie dies auch bei den an- Bewegungsrichtung verlaufende Dimension desselben
deren gezeigten Hohlleitern der Fall ist. Um jedoch 65 erreichen. Bei Bedarf kann ein hoher Grad an
die ungleichförmige Energieverteilung über die ge- Gleichförmigkeit dadurch erzielt werden, daß die
samte Breite des Hohlleiter-Querschnitts wegen der Rippenform exakt gestaltet wird, vorausgesetzt, daß
bei dieser Anregung normalerweise vorhandenen die Dielektrizitätseigenschaften des Werkstücks be-
kannt sind und im wesentlichen konstant bleiben. Wie bereits oben dargelegt, dürften sich linear verjüngende
Rippen in der Praxis normalerweise eine zweckentsprechende Gleichförmigkeit vermitteln.
Sollte andererseits das Werkstück aus irgendeinem Grund, beispielsweise um eine längs der Kante ver-
IO
laufende Klebstofflinie zu härten, differentielle Erwärmung über seinen Querschnitt erfordern, so kann
in dem Gerät eine beabsichtigte Ungleichförmigkeit bestimmter Art leicht dadurch erzeugt werden, daß
die Rippenkonturen entsprechend ausgebildet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
- leiter (10 c) auf der der Längsachse abgewandten Patentansprüche: Seite zweier Rippenpaare (14,15,1*. 17) jeweilseine Masse (22, 23) aus dielektrischem MaterialL Länglicher Hohlleiter zur dielektrischen Er- so angeordnet ist, daß sie durch Verzerrung deswännung eines durch diesen hindurchgeführten 5 elektrischen Feldes jeweils eine weitere Schwa-Staffes mit einer Querschnittsform des Hohllei- chung des elektrichen Feldes zwischen zwei Rip-- tecs, die zu zwei zueinander senkrechten und ein- penpaaren bewirkt.ander in der Tängcarh«=/» des Hohlleiters schnei- 9. Hohlleiter nach Ansprüche, dadurch gebenden Ebenen symmetrisch ist, und von den kennzeichnet, daß sich jede dieser Massen (22,Hohlleiterwänden nach innen ragenden leitfähi- *> 23) in Längsrichtung des Hohlleiters (19 c) vergen Rippen, von denen je ein Paar auf beiden jungt und damit ihre Wirkung bezüglich der wei-Seiten einer der Ebenen angeordnet ist, wobei teren Schwächung des elektrischen Feldes ändert,zwischen den einander zugewandten Oberflächen der beiden Rippen jedes Paares bei Anregung desHohlleiters jeweils ein Bereich elektrischer Feld- 15verstärkung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rippenpaare (14,15; 16,17) iu so weitem Abstand voneinander an- Die Erfindung betrifft einen länglichen Hohlleitergeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Bereich zur dielektrischen Erwärmung eines durch diesen elektrischer Feldschwächung mit annähernd ao hindurchgeführten Stoffes mit einer Querschnittsgleichmäßiger Feldverteilung über den Quer- form, die zu zwei zueinander senkrechten und einanschnitt des hindurchgeführten Stoffes besteht der in der Längsachse des Hohlleiters schneidenden
- 2. Hohlleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet Ebenen symmetrisch ist, und von den HohUeiterwändurch eine Einrichtung (13) zum Führen des den nach innen ragenden leitfähigen Rippen, von deStoffes (7) durch den Bereich der elektrischen 35 nen je ein Paar auf beiden Seiten einer der Ebenen Feldschwächung in Längsrichtung des Hohlleiters angeordnet ist, wobei zwischen den einander zuge-(10). wandten Oberflächen der beiden Rippen jedes Paa-
- 3. Hohlleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet res bei Anregung des Hohlleiters jeweils ein Bereich durch eine Einrichtung zum Führen eines als ta- elektrischer Feldverstärkung besteht.felförmiges Werkstück (30) ausgebildeten Stoffes 30 Aus der schwedischen Patentschrift 184612 ist ein durch den Bereich der elektrischen Felschwä- Hohlleiter mit den obengenannten Merkmalen bechung quer zur Längsachse des Hohlleiters (1Oi/) kannt, bei dem die in einem Bereich zwischen den in der zwischen den beiden Rippenpaaren verlau- Rippen erzeugte Konzentration des elektrischen FeI-fenden Ebene. des dazu dient, ein durch diesen Bereich geführtes
- 4. Hohlleiter nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 Folienmaterial möglichst wirksam aufzuheizen. Der kennzeichnet, daß die Rippen (14, 15, 16, 17) Abstand zwischen den jeweils an der gleichen Hohlderart verjüngt ausgebildet sind, daß sich entlang leiterwand angeordneten Rippen ist bei dem bekannder Längsachse des Hohlleiters der Abstand zwi- ten Hohlleiter so klein wie möglich gehalten, d. h. er sehen den einander zugewandten Oberflächen der ist nur so groß, daß das Folienmaterial hindurchge-Rippen der Rippenpaare und damit der Grad der 40 führt werden kann. Auf Grund dieser Konstruktion Feldverstärkung zwischen diesen Rippen und der ist es nicht möglich, größere oder gar sperrige Werk-Grad der Feldschwächung zwischen den Rippen- stücke so zu behandeln, daß eine einigermaßen paaren ändert. gleichmäßige Verteilung des elektrischen Feldes über
- 5. Hohlleiter nach Anspruch 4, dadurch ge- den Werkstückquerschnitt erzielt wird, kennzeichnet, daß die Richtung des Mikrowellen- 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen energieflusses durch den Hohlleiter (10) mit der Hohlleiter zu schaffen, in dem Materialien mit größe-Richtung übereinstimmt, in der sich der Abstand rer Querschnittsfläche ein möglichst gleichmäßiges der Rippen (14,15,16,17) vergrößert. elektrisches Feld vorfinden.
- 6. Hohlleiter nach einem der Ansprüche 1 Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei dem eingangs bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder so beschriebenen Hohlleiter erfindungsgemäß die bei-Seite der zwischen den beiden Rippenpaaren ver- den Rippenpaare in so weitem Abstand voneinander laufenden Ebene mindestens ein weiteres Rippen- angeordnet, daß zwischen ihnen ein Bereich elektripaar (24, 25, 26, 27, 28\ 29*) vorgesehen ist und scher Feldschwächung mit annähernd gleichmäßiger alle Rippenpaare so angeordnet sind, daß zwi- Feldverteilung über den Querschnitt des hindurchgeschcn einander benachbarten Rippenpaaren je- 55 führten Stoffes bestehtweils ein Bereich elektrischer Feldschwächung Die Erfindung sowie die vorteilhaften Weiterbil-besteht düngen der Erfindung nach den Unteransprüchen
- 7. Hohlleiter nach Ansprüche, dadurch ge- werden im folgenden an Hand bevorzugter Ausfühkennzeichnet, daß der Abstand der einander zu- rungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen gewandten Oberflächen der Rippen der einzelnen 60 im einzelnen erläutert In den Zeichnungen zeigt Rippenpaare über die Breite des Hohlleiters so F i g. 1 eine allgemeine Seitenansicht eines ersten verschieden ist, daß die durch die Querschnitts- Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Geräform des Hohlleiters bedingte Unregelmäßigkeit tes, das sich zur Mikrowellen-Erhitzung von zylinder Feldstärke über die Breite des Hohlleiters in drischen Werkstücken eignet,den einzelnen Bereichen elektrischer Feldschwä- 65 F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie Π-ΙΙ der chung dadurch ausgeglichen wird. F i g. 1,
- 8. Hohlleiter nach einem der Ansprüche 1 Fig.2abis 2cschematische Querschnitte, die den bis7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohl- Feldlinienverlauf in einem Hohlleiter nach Fig. 1
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US76909068A | 1968-10-21 | 1968-10-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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