DE202007019030U1

DE202007019030U1 - Hybridofen

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Publication number: DE202007019030U1
Application number: DE202007019030U
Authority: DE
Original assignee: NEUE MATERIALIEN BAYREUTH GmbH
Current assignee: NEUE MATERIALIEN BAYREUTH GmbH
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2017-09-20
Also published as: DE102007044764A1; DE102007044764B4

Abstract

Hybridofen mit
einem doppelwandigen mit einem ersten Kühlfluid durchströmten Ofengehäuse (1),
einer im Ofengehäuse (1) aufgenommenen Ofenkammer (4),
einem in der Ofenkammer (4) aufgenommenen und mit einem Zwischenraum (7) dazu angeordneten Hochtemperaturapplikator (6),
wobei im Zwischenraum (7) Widerstandsheizelemente (8) vorgesehen und
durch das Ofengehäuse (1) mehrere mit zumindest einem Magnetron (9) verbundene Koaxialleiter (11, 12) geführt sind,
wobei jeder Koaxialleiter (11, 12) einen Innenleiter (12) aufweist, der lösbar an einer Verbindungsstelle (15) mit einer sich über eine Erstreckungslänge des 1- bis 10-fachen der eingekoppelten Wellenlänge in den Hochtemperaturapplikator (6) erstreckenden Stabantenne (16, 23) verbunden ist,
und wobei zumindest zwei der Stabantennen (16, 23) sich über eine unterschiedliche Erstreckungslänge (L1, L2) in den Hochtemperaturapplikator (6) erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridofen.
Die Erfindung richtet sich insbesondere auf einen Hybridofen, mit dem durch die kombinierte Wirkung von Widerstands- und einer Mikrowellenheizung hohe Temperaturen, z. B. zum Sintern von aus gepressten Metall- oder Keramikpulvern hergestellten Formlingen bzw. Grünkörpern, erzeugbar sind.
Die US 6,537,481 B2 beschreibt einen Hybridofen, bei dem in einer herkömmlicherweise beheizbaren Ofenkammer ein aus Metall hergestelltes, mikrowellenreflektierendes Gehäuse aufgenommen ist. Zur Einkopplung von Mikrowellen ist das Gehäuse über einen Wellenleiter mit einem Mikrowellengenerator verbunden. – Zur Herstellung einer möglichst homogenen Feldverteilung im Hochtemperaturapplikator ist ein Modenrührer vorgesehen. Damit kann nachteiligerweise der Raum im Hochtemperaturapplikator nicht effizient genutzt werden. Abgesehen davon, ist es mit dem bekannten Hybridofen nicht möglich, die durch ein im Hochtemperaturapplikator aufgenommenes Sintergut bewirkte Inhomogenität der Feldverteilung durch den Modenrührer vollständig zu kompensieren. Der bekannte Hybridofen ist also nicht besonders universell.
Aus der DE 100 05 146 A1 ist es bekannt, einen Mikrowellenofen zur Entbinderung von Grünkörpern zu verwenden. Bei dem bekannten Mikrowellenofen ist ein Hohlleiter in einen Resonatorraum geführt. Vom Hohlleiter erstrecken sich eine Vielzahl von Koppelstiften mit einer unterschiedlichen Erstreckungslänge in den Resonatorraum. Mit dem bekannten Mikrowellenofen können lediglich relativ geringe Temperaturen erzeugt werden.
Die DE 101 57 601 A1 beschreibt einen Mikrowellenofen zum Trocknen von Pressspanplatten. Die DE 26 42 152 C2 beschreibt schließlich einen mit Mikrowellen betriebenen Tunnelofen zur Behandlung von Lebensmitteln. Die vorgenannten Mikrowellenöfen eignen sich nicht zur Erzeugung von hohen Temperaturen, wie Sie beispielsweise zum Sintern metallischer oder keramischer Grünkörper erforderlich sind.
Die DE 10 2004 050 256 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einspeisen von Mikrowellen in eine Sinterkammer. Zu diesem Zweck sind zwei oder mehrere hochtemperaturbeständige Stabantennen in die Sinterkammer eingeführt. Eine Leistungseinspeisung in die Stabantennen erfolgt mit zeitlich versetzter Taktung, so dass zeitlich gemittelt eine homogene Feldverteilung in der Sinterkammer erzeugbar ist.
Die DE 10 2004 021 016 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Einkoppeln von Mikrowellenstrahlung in einen Hochtemperaturapplikator. Dabei ist eine Mikrowellenquelle über einen Hohlleiter mit einem Koaxialleiter verbunden. Der Koaxialleiter weist einen hohlen Außenleiter, einen darin liegenden, mit Kühlflüssigkeit durchströmten Innenleiter und ein zwischen Innen- und Außenleiter liegendes Dielektrikum auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein möglichst universeller Hybridofen angegeben werden, der auf möglichst einfache und kostengünstige Weise insbesondere die Herstellung von gesinterten Werkstücken mit hoher Qualität ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 13.
Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Hybridofen vorgesehen, mit
einem doppelwandigen mit einem ersten Kühlfluid durchströmten Ofengehäuse,
einer im Ofengehäuse aufgenommenen Ofenkammer,
einem in der Ofenkammer aufgenommenen und mit einem Zwischenraum dazu angeordneten Hochtemperaturapplikator,
wobei im Zwischenraum Widerstandsheizelemente vorgesehen und
durch das Ofengehäuse mehrere mit zumindest einem Magnetron verbundene Koaxialleiter geführt sind,
wobei jeder Koaxialleiter einen Innenleiter aufweist, der lösbar an einer Verbindungsstelle mit einer sich über eine Erstreckungslänge von 1- bis 10-fachen der eingekoppelten Wellenlänge in den Hochtemperaturapplikator erstreckenden Stabantenne verbunden ist,
und wobei zumindest zwei der Stabantennen sich über eine unterschiedliche Erstreckungslänge in den Hochtemperaturapplikator erstrecken.
Mit dem vorgeschlagenen Hybridofen ist es möglich, auf einfache und kostengünstige Weise in großtechnischem Maßstab mittels Sintern Formteile, beispielsweise aus Metall oder Keramik, herzustellen. Die in den Hybridofen eingesetzten Grün körper können in einem Schritt durch eine an das jeweils verwendete Material anzupassende geeignete Kombination von Mikrowellenenergie und thermischer Energie mit einer hohen Qualität gesintert werden. Mit dem vorgeschlagenen Hybridofen ist es beispielsweise möglich, zunächst zur Herstellung des Grünkörpers verwendete Binder oder andere Additive mittels Mikrowellenenergie, ggf. in geeigneter Kombination mit thermischer Energie, vollständig auszubrennen. Eine durch ein nicht vollständiges Ausbrennen solcher Hilfsstoffe bedingte Porosität im gesinterten Formkörper kann damit entgegengewirkt werden. Abgesehen davon ist es mit dem vorgeschlagenen Hybridofen möglich, Mikrowellenenergie zusätzlich zur thermischen Energie auch beim eigentlichen Sintervorgang zu verwenden. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass damit gesinterte Formstücke in hervorragender Qualität hergestellt werden können. Die beobachteten vorteilhaften Effekte des erfindungsgemäßen Hybridofens werden insbesondere auf die Verwendung von in den Hochtemperaturapplikator sich mit einer unterschiedlichen Erstreckungslänge erstreckenden Stabantennen zurückgeführt. Insoweit durchgeführte Experimente haben ergeben, dass bei einer geeigneten Anordnung der Stabantennen mit einer unterschiedlichen Erstreckungslänge eine besonders homogene Feldverteilung im Hochtemperaturapplikator erreicht werden kann. Das trägt insbesondere dazu bei, dass in dem vorgeschlagenen Hybridofen der vom Hochtemperaturapplikator umschlossene Raum besonders effektiv ausgenutzt und hohe Stückzahlen von Grünkörpern in einem einzigen Durchgang zu Formteilen hervorragender Qualität mittels Sintern verarbeitet werden können. Durch die variablen Erstreckungslängen der Stabantennen kann der vorgeschlagene Hybridofen an das Material der aufzuheizenden Körper sowie deren geometrische Anordnung im Hochtemperaturapplikator so angepasst werden, dass eine möglichst homogene Feldverteilung erreicht wird. Der vorgeschlagene Hybridofen ist also besonders universell. Der vorgeschlagene Hybridofen kann insbesondere auch für Pyrolysen, zum Entbindern oder zur Herstellung von Schmelzen eingesetzt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zum Einkoppeln von Mikrowellenstrahlung im Frequenzbereich von 300 MHz bis 30 GHz in den Hochtemperaturapplikator der Koaxialleiter über einen Hohlleiter mit dem Magnetron verbunden. Der Koaxialleiter kann dabei einen hohlen Außenleiter, einen darin liegenden, zumindest teilweise mit einem Kühlfluid durchströmten Innenleiter und zumindest ein zwischen dem Innen- und dem Außenleiter befindliches Dielektrikum aufweisen. Bei dem Dielektrikum handeln es sich zweckmäßigerweise um ein Gas, vorzugsweise Luft, Reaktivgas oder Schutzgas. Insbesondere die Verwendung eines gasförmigen Dielektrikums hat sich in Kombination mit einem zumindest teilweise mit einem Kühlfluid durchströmten Innenleiter als besonders temperaturstabil erwiesen. Mit dem erfindungsgemäßen Hybridofen können Sintertemperaturen im Bereich von 600°C bis 2300°C, vorzugsweise 800°C bis 1700°C erzielt werden. Auch bei diesen hohen Temperaturen ist es mit dem erfindungsgemäßen Hybridofen noch möglich, Mikrowellenenergie in den Hochtemperaturapplikator einzukoppeln.
Nach einem weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstelle zwischen dem Innenleiter und der Stabantenne als lösbare Verbindung, z. B. Schraubverbindung, ausgeführt ist. Das ermöglicht es auf einfache Weise, die Stabantenne auszutauschen. Die Stabantennen können aus Graphit, CFC, Molybdän, Tantal, Wolfram oder einer Platin-, Eisen-, Nickel- oder Chromlegierung bestehen. Insbesondere für Hoch temperaturanwendungen haben sich aus Graphit hergestellte Stabantennen bewährt.
Je nach elektrischer Leitfähigkeit der zur Herstellung der Stabantennen verwendeten Materialien, wirken diese als weitere Widerstandsheizelemente. D. h. sie können zur Unterstützung der im Zwischenraum vorgesehenen Widerstandsheizelemente zusätzlich Wärme mittels Konvektion auf das zu erwärmende Gut übertragen.
Zumindest zwei der Stabantennen erstrecken sich in den Hochtemperaturapplikator mit einem Längenunterschied, welcher im Bereich des 1 bis 10-fachen einer Wellenlänge liegt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine unterschiedliche Erstreckungslänge der Stabantennen auf einfache Weise eine besonders homogene Feldverteilung im Hochtemperaturapplikator eingestellt werden kann. Das ermöglicht eine besonders homogene Temperaturverteilung im Hochtemperaturapplikator. Der gesamte Raum des Hochtemperaturapplikators kann zur Aufnahme von zu sinternden Grünkörpern verwendet werden. Das erhöht wesentlich die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Sinterofens.
Die zu wählenden geeigneten Erstreckungslängen der Stabantennen in den Hochtemperaturapplikator hängen von einer Vielzahl unterschiedlicher Parameter ab. Diese Parameter umfassen insbesondere die Geometrie des Hochtemperaturapplikators, den Abstand der Stabantennen, die zur Erzeugung der Mikrowellen verwendete Frequenz, die Anordnung sowie das Material des zu sinternden Guts und dgl.. Eine geeignete Variation der Erstreckungslänge der Stabantennen kann beispielsweise mit einer computergestützten Simulation berechnet werden.
Vorteilhafterweise ist eine Vorrichtung zum Verändern der in den Hochtemperaturapplikator ragenden Erstreckungslänge der Stabantennen vorgesehen. Es kann sich dabei beispielsweise um eine mit dem Innenleiter zusammenwirkende Klemmvorrichtung handeln. Beim Lösen einer klemmenden Halterung des Innenleiters kann dieser zusammen mit der Stabantenne in Richtung des Hochtemperaturapplikators vor- oder zurückgezogen werden. Das ermöglicht auf einfache Weise eine Veränderung der Erstreckungslänge der jeweiligen in den Hochtemperaturapplikator ragenden Stabantennen. Die Stabantennen können sich im Hochtemperaturapplikator horizontal und/oder vertikal erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich sämtliche Stabantennen entweder horizontal oder vertikal. Das erleichtert das Be- und Entladen des zu sinternden Guts.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Stabantennen strukturiert sind. D. h. die Stabantennen können an ihrer Oberfläche ein, vorzugsweise rotationssymmetrisches, Profil aufweisen. Sie können aber auch mit axial verlaufenden Stegen versehen sein, die beispielsweise sternförmig angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Vorrichtung zum Drehen der Stabantennen vorgesehen. In der Praxis hat es sich insbesondere bei einer horizontalen Anordnung der Stabantennen gezeigt, dass diese sich infolge der Einwirkung hoher Temperaturen mit der Zeit verbiegen. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Drehen ist es möglich, die Stabantennen in eine einer Biegung entgegengesetzte Position zu verdrehen, so dass die Biegung mit der Zeit kompensiert wird. Das erhöht die Lebensdauer der Stabantennen.
Zweckmäßigerweise wird zum Auskoppeln der Mikrowellenstrahlung aus dem Hohlleiter in den Koaxialleiter ein Koppelkegel verwendet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Stabantennen als Wärmerohre bzw. heat pipes ausgeführt. Zu diesem Zweck ist in den rohrförmig ausgestalteten Stabantennen ein Arbeitsmedium, beispielsweise Natrium, Kalium, Lithium oder eine niedrig schmelzende Metall-Legierung, enthalten. Das Arbeitsmedium zirkuliert im hermetisch gekapselten Wärmerohr und transportiert Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke. Sofern die Stabantenne Bestandteil eines Wärmerohrs ist, ist sie zweckmäßigerweise aus einem der vorgenannten hochtemperaturbeständigen Metalle hergestellt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht durch einen ersten Hybridofen,
2 eine Detailansicht gemäß 1,
3 eine schematische Querschnittsansicht durch einen zweiten Hybridofen,
4 eine schematische Querschnittsansicht durch einen dritten Hybridofen,
5 das Ergebnis einer Simulation der Feldverteilung bei mit gleicher Erstreckungslänge sich in einen Hochtemperaturapplikator erstreckender Stabantennen und
6 das Ergebnis einer Simulation einer Feldverteilung bei mit unterschiedlicher Erstreckungslänge sich in einen Hochtemperaturapplikator erstreckender Stabantennen.
In den 1 und 2 weist ein Hybridofen ein doppelwandiges Ofengehäuse 1 auf, welches zum Zuführen eines Kühlfluids, z. B. Wasser oder Öl, mit einem Einlass 2 und zum Abführen des Kühlfluids mit einem Auslass 3 versehen ist. Eine Ofenkammer 4, welche beispielsweise aus einem Hochtemperatur- oder feuerfesten Material hergestellt ist, ist im Ofengehäuse 1 mit einem ersten Zwischenraum 5 dazu angeordnet. Der erste Zwischenraum 5 kann z. B. mittels Abstandshalter realisiert werden. Der erste Zwischenraum 5 wirkt einer direkten Wärmeübertragung von der Ofenkammer 4 auf das Ofengehäuse 1 entgegen. Der erste Zwischenraum 5 kann auch weggelassen werden. – Die Ofenkammer 4 umgibt einen, z. B. aus einem hitzebeständigen Metall hergestellte, Hochtemperaturapplikator 6. In einem zweiten Zwischenraum 7 zwischen dem Hochtemperaturapplikator 6 und der Ofenkammer 4 ist zumindest ein, vorzugsweise mehrere, Widerstandsheizelement/e 8 aufgenommen.
Eine Mikrowellenheizeinrichtung umfasst jeweils ein Magnetron 9, von dem sich ein, vorzugsweise rechteckiger, Hohlleiter 10 erstreckt. Vom Hohlleiter 10 zweigt etwa rechtwinklig ein sich durch das Ofengehäuse 1, vorteilhafterweise auch durch die Ofenkammer 4 und bis in die Nähe des Hochtemperaturapplikators 6 oder bis zum Hochtemperaturapplikator 6 erstreckender Außenleiter 11, ab. Der Außenleiter 11 umgibt einen Innenleiter 12, der im Bereich des Hohlleiters 10 von einem Koppelkegel 13 umgeben ist. Zwischen dem Außenleiter 11 und dem Innenleiter 12 ist ein Hohlraum H gebildet.
Der Innenleiter 12 ist mit einem Kühlmittelkanal 14 versehen, durch den ein in der Nähe der Ofenkammer 4 befindliches Ende ständig mit einem Kühlmittel, z. B. einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, beaufschlagt werden kann. Am Ende E des Innenleiters 12 ist ein Gewindebolzen 15 angebracht, auf dem eine axial damit ausgerichtet, vorzugsweise aus Graphit hergestellte, Stabantenne 16 aufgeschraubt ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, kann die Stabantenne 16 eine Struktur aufweisen, z. B. mit von ihrer Oberfläche sich erstreckenden Vorsprüngen 17 versehen sein. Zur Begrenzung des z. B. eines mit einem gasförmigen Dielektrikum zu spülenden Hohlraums H sind im Hohlleiter 10 für Mikrowellen transparente Fenster 18 angebracht. Mit dem Bezugszeichen 19 ist ein Stutzen zum Zuführen des gasförmigen Dielektrikums in den Hohlraum H bezeichnet. Gegenüber dem Magnetron 9 ist in dem Hohlleiter 10 ein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichneter Kurzschlussschieber aufgenommen.
Die Stabantenne 16 ist in einem das Ofengehäuse 1, die Ofenkammer 4 und den Hochtemperaturapplikator 6 durchgreifenden Durchbruch 21 mittels eines ringförmigen Abstandshalters 22 zentrisch abgestützt. Der Abstandshalter 22 kann beispielsweise aus einer hochtemperaturbeständigen Keramik hergestellt sein. Die Stabantenne 16 und der Innenleiter 12 sind im Außenleiter 11 axial verschiebbar gehalten. Dazu kann beispielsweise in der Nähe des Koppelkegels 13 an einer Außenseite des Kohlleiters 10 eine Klemmvorrichtung (hier nicht gezeigt) vorgesehen sein, mit der eine eingestellte Position der Stabantenne 16 fixiert werden kann. Bei einem Lösen der Klemmvorrichtung ist es möglich, die Stabantenne 16 in ihrer in den Hochtemperaturapplikator 6 sich erstreckenden Erstre ckungslänge zu verändern. Ferner ist es möglich, die Stabantenne 16 zu verdrehen.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten ersten Hybridofen ragen zwei oder mehrere Stabantennen 16 horizontal in den Hochtemperaturapplikator 6. Eine erste Erstreckungslänge L1 zwischen einer Innenwand des Hochtemperaturapplikators 6 in der Nähe des Durchbruchs 21 und einem Ende der Stabantenne 16 ist hier kleiner als eine zweite Erstreckungslänge L2 einer zweiten Stabantenne 23. Infolge der unterschiedlichen Erstreckungslängen L1, L2 kann bei geeigneter Wahl der Erstreckungslängen L1, L2 eine besonders homogene Feldverteilung im Hochtemperaturapplikator 6 erzeugt werden.
Bei dem in 3 gezeigten zweiten Hybridofen ragt eine ringförmig ausgestaltete weitere Stabantenne 16a in den Hochtemperaturapplikator 6. Auch die weitere Stabantenne 16a kann ebenso wie die Stabantenne 16 auf den Gewindebolzen 15 aufgeschraubt werden. Auch auf der weiteren Stabantenne 16a können Vorsprünge 17 vorgesehen sein.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht durch einen zweiten Hybridofen. Ein im Hochtemperaturapplikator 6 aufgenommenes Sintergut ist mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet. Im Gegensatz zu dem ersten Hybridofen erstreckt sich die Stabantenne 16 hier vertikal in den Hochtemperaturapplikator 6 und durchgreift dabei Brennhilfsmittel 25, auf denen das Sintergut 24 aufgenommen ist. Das Ofengehäuse 1, die Ofenkammer 4 usw. sind hier zur Erhöhung der Klarheit weggelassen worden.
5 zeigt das Ergebnis einer Simulation einer Feldverteilung bei gleicher Erstreckungslänge L1, L2 sich in einen Hochtemperaturapplikator 6 erstreckender Stabantennen 16, 23. Die Erstreckungslänge L1, L2 hat hier jeweils 350 mm betragen. Bei der ersten Simulation koppelt lediglich die zweite Stabantenne 23 ein Feld in den Hochtemperaturapplikator 6, bei der zweiten Simulation lediglich die erste Stabantenne 16 und bei der dritten Simulation koppeln beide Stabantennen 16, 23 ein Feld in den Hochtemperaturapplikator 6 ein. Wie insbesondere aus der dritten Abbildung der 4 ersichtlich ist, ist das in den Hochtemperaturapplikator 6 eingekoppelte Feld relativ inhomogen.
6 zeigt das Ergebnis einer Simulation der Feldverteilung bei mit unterschiedlichen Erstreckungslängen L1, L2 sich in den Hochtemperaturapplikator 6 erstreckenden Stabantennen 16, 23. Bei der ersten Abbildung der 5 ist wiederum ein Feld in den Hochtemperaturapplikator 6 lediglich mit der zweiten Stabantenne 23, bei der zweiten Abbildung ist das Feld lediglich mit der ersten Stabantenne 16 und bei der dritten Abbildung ist das Feld mit beiden Stabantennen 16, 23 in den Hochtemperaturapplikator eingekoppelt worden.
Wie insbesondere aus der dritten Abbildung der 6 ersichtlich ist, ist hier das eingekoppelte Feld deutlich homogener als bei der Verwendung einer gleichen Erstreckungslänge L1, L2 der Stabantennen 16, 23. Die Verwendung einer unterschiedlichen Erstreckungslänge L1, L2 der verwendeten Stabantennen 16, 23 ermöglicht eine besonders homogene Feldverteilung im Hochtemperaturapplikator. Das wieder ermöglicht eine besonders effiziente Nutzung des erfindungsgemäßen Sinterofens.

1: Ofengehäuse
2: Einlass
3: Auslass
4: Ofenkammer
5: erster Zwischenraum
6: Hochtemperaturapplikator
7: zweiter Zwischenraum
8: Widerstandsheizelement
9: Magnetron
10: Hohlleiter
11: Außenleiter
12: Innenleiter
13: Koppelkegel
14: Kühlmittelkanal
15: Gewindebolzen
16: Stabantenne
16a: weitere Stabantenne
17: Vorsprung
18: Mikrowellentransparentes Fenster
19: Stutzen
20: Kurzschlussschieber
21: Durchbruch
22: Abstandshalter
23: zweite Stabantenne
24: Sintergut
25: Brennhilfsmittel
E: Ende
L1: erste Erstreckungslänge
L2: zweite Erstreckungslänge
H: Hohlraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6537481 B2 [0003]
- DE 10005146 A1 [0004]
- DE 10157601 A1 [0005]
- DE 2642152 C2 [0005]
- DE 102004050256 A1 [0006]
- DE 102004021016 A1 [0007]

Claims

Hybridofen mit einem doppelwandigen mit einem ersten Kühlfluid durchströmten Ofengehäuse (1), einer im Ofengehäuse (1) aufgenommenen Ofenkammer (4), einem in der Ofenkammer (4) aufgenommenen und mit einem Zwischenraum (7) dazu angeordneten Hochtemperaturapplikator (6), wobei im Zwischenraum (7) Widerstandsheizelemente (8) vorgesehen und durch das Ofengehäuse (1) mehrere mit zumindest einem Magnetron (9) verbundene Koaxialleiter (11, 12) geführt sind, wobei jeder Koaxialleiter (11, 12) einen Innenleiter (12) aufweist, der lösbar an einer Verbindungsstelle (15) mit einer sich über eine Erstreckungslänge des 1- bis 10-fachen der eingekoppelten Wellenlänge in den Hochtemperaturapplikator (6) erstreckenden Stabantenne (16, 23) verbunden ist, und wobei zumindest zwei der Stabantennen (16, 23) sich über eine unterschiedliche Erstreckungslänge (L1, L2) in den Hochtemperaturapplikator (6) erstrecken.
Hybridofen nach Anspruch 1, wobei zum Einkoppeln von Mikrowellenstrahlung im Frequenzbereich von 300 MHz bis 30 GHz in den Hochtemperaturapplikator (6) der Koaxialleiter (11, 12) über einen Hohlleiter (10) mit dem Magnetron (9) verbunden ist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Koaxialleiter (11, 12) einen hohlen Außenleiter (11), einen darin liegenden, zumindest teilweise mit einem Kühlfluid durchströmten Innenleiter (12) und ein zwischen Innen- (12) und Außenleiter (11) befindliches Dielektrikum aufweist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dielektrikum ein Gas, vorzugsweise Luft, Reaktivgas oder Schutzgas, ist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsstelle (15) zwischen dem Innenleiter (12) und der Stabantenne (16, 23) als lösbare Verbindung, vorzugsweise als Schraubverbindung ausgebildet ist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stabantennen (16, 23) aus Graphit, CFC, Molybdän, Tantal, Wolfram oder einer Platin-, Eisen-, Nickel- oder Chromlegierung bestehen.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest zwei Stabantennen (16, 23) mit einem Längenunterschied in den Hochtemperaturapplikator (6) sich erstrecken, welcher im Bereich des 1 bis 10-fachen einer Wellenlänge liegt.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vorrichtung zum Verändern der in den Hochtemperaturapplikator (6) ragenden Erstreckungslänge (L1, L2) der Stabantennen (16, 23) vorgesehen ist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stabantennen (16, 23) im Hochtemperaturapplikator (6) horizontal und/oder vertikal, vorzugsweise hängend, sich erstrecken.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stabantennen (16, 23) strukturiert sind.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vorrichtung zum Drehen der Stabantennen (16, 23) vorgesehen ist.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Auskoppeln der Mikrowellenstrahlung aus dem Hohlleiter (10) in den Koaxialleiter (11, 12) ein Koppelkegel (13) verwendet wird.
Hybridofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stabantennen (16, 23) als Wärmerohre ausgeführt sind.