DE2047119A1 - Vorrichtung zur Einwirkung von Warme auf eine Bahn od dgl oder davon getrage nes Gut - Google Patents

Description

* Patentanwalt» D|pl.-Ing. R. _BEET2

D'pWng. _K. LAMPRECHT
Dr.-Ing. R. q £ E T Z Jr

8Munch_en22,St_em_Sdorf.tr.'t0 ·

542-16.15*P 24.9.1970

Cryodry Corporation, San Ratwn (Kalifornien), V.St.A.

Vorrichtung zur Einwirkung von Wärme auf eine Bahn oder dergleichen oder davon getragenes Gut

Die Erfindung, betrifft eine Vorrichtung zur Einwirkung von Wärme auf eine Bahn oder dergleichen oder davon getragene« Gut, insbesondere zur Einwirkung von liikrowellenenergie Auf eine Bahn, die kontinuierlich durch die Vorrichtung gezogen wird, so dafl die Erwärmung ununterbrochen stattfinden kann. ■

Eine der ersten Entwicklumgen in der Einwirkung von liikrowellenenergie auf ein zu erwärmende· Gut war der Ofen zur chargenweisen erwärmung, bei den zum Beispiel lahrungeeittelgut in einen üehrfaeheodenhohlraua eingesetzt, danach der Hohlraum hermetlach abgesperrt und der Ofen durch eine Quell« von Mikrowellen einer einzigen Frequenz erregt wird. Sine andere Entwicklung war ein kontinuierlich arbeitender Mikrowellenofen zur Einspeisung von Mikrowellenleistung in einen länglichen Tunnel durch mehrere Schlitzöffnungen, die in Längsrichtung des Tunnels voneinander getrennt sind. Diese Tunnels sind auoh Mehrfach-ModextÄfal-

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räume, da eine Anzahl verschiedener Moden innerhalb dor Heizkammer angeregt wird.

Wellenleiter werden in Schlangenform geformt, damit das Gut durch fluchtende Schlitze in gegenüberliegenden Breitwänden einer Anzahl von Wellenleiterabschnitten laufen kann* die so gefaltet bzw. geformt sind, daß alle Schlitze fluchten. Energie wird an einem Ende des Wellenleiters eingekoppelt, um eine Wanderwelle anzuregen, die mehrere Durchläufe durch das Gut quer zur Bewegungsrichtung des Guts erfährt, wobed am Ende eine Wasserlast vorhanden ist.

Es ist bereits eine Vorrichtung mit einem rechteckigen Wellenleiter, der zum TE_1Q-Wellentyp oder -modus angeregt wird, entwickelt worden, wobei das zu behandelnde Gut der Vorrichtung in Sichtung des Leistungsflusses zugeführt wird. Das Symbol "TE^H bedeutet dabei den elektrischen Querfeldvektor, während ¹¹TM" den magnetischen Querfeldvektor bezeichnet. In dieser Vorrichtung sind Abweieungsfilter an der Eingangs- und Ausgangsöffnung vorhanden, um das Austreten von Mikrowellenenergie zu verhindern. Ferner ist ein Abschlußwideretand flußabwärts but Heizkammer vorhanden, um nicht vom zu behandelnden Gut absorbierte JÜLkrowellenenergie zu absorbieren. '..-'■'

Von der Anmelderin ist ferner ein fieaonanzhohlraum zur Einwirkung von Mikrowellen entwickelt worden, der Wärme auf einen einendigen Faden bzw. Faser einwirken IUBt, der bzw. die kontinuierlich entlang der Achse des Resonanzhohlraum« gesogen wird.

Erfindungsgemäß hat der Heaonans-"Hohlraum" di« For« eines geraden Kreis Zylinders, der sum TM_q1q-1^Iu« durch eine Mkrtrwellenqueil· angeregt wird ."-Die' magnetische» #eldvek%oren^; T#rl'itif en^: in !<>Ki«a%ri-' sehen Kreisen, und Jede Itreiäföjfttige itÄfnetfeldliEie '-erstreckt· eieif'""" in einer Ebene senkrecht zur Achse 4er Vorrichtung und liegt alt ihr·» Mittelpunkt auf dieser Aohee. Dl* Bezeichnung "Hoiüfaue*/beiri-fft Ai· Leiterwandteile ebenso wie da« daduröii begreaate VoliMsea, da« »anohmal Heiakamiaer genannt werden'aoll. Ber ReeohanMlMtrft.tut.'biideV hl'itti''^}'^::

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eine Heizkanaaer für die zu behandelnde Bahn.

Wenn der Hohlraum auf. diese Weise erregt wird, werden elektrische Feldlinien in der Heizkammer erzeugt, die im allgemeine» parallel *ur Zylinderachse verlaufen. Die Feldstärke des elektrischen Felds nimmt in radialer Richtung von eine« Minium» am Zylindermantel auf ein Maximum entlang der Achse zu. Sie Feldstärke ist in wesentlichen konstant auf jeder vorgegebenen Linie parallel zur Achse. Sas heißt,das Feldstärkenprofil des elektrischen Felds in einer Ebene senkrecht zur Achse hat ein Maximum in der Mitte der Ebene und fällt dann in radialer Richtung «um Zylindermantel ab. ungefähr das gleiche | Feldstärkenprofil existiert für jede derartige Ebene entlang der Hohlraumachse. '

Schlitze zum Durchtritt der Bahn quer zur Achse des Hohlraums sind auf diametral entgegengesetsten Seiten des Zylindermantels ausgebildet. Sie Schlitze können untereinander durch einen dritten Schlitz verbunden sein, der in einer der querliefenden Deckplatten gebildet ist, so daß zwei freitragende Halbzylinder aus den Hohlraum gebildet sind. Diese letztere Anordnung erleichtert das Beladen des Hohlraums mit dem bahnartigen Gut und dessen Durchlaufen in einer Sichtung senkrecht zu der und durch die Aohse des Hohlraums. Saher läuft das zu behandelnde Gut durch die Zone maximaler elektrischer Feldstärke und ist so ausgerichtet, da£ dit elektrischen Feldlinien parallel \ zur Bahnoberfläche lieges, um eine maximale Simkopplumg der litgr·- wellenenergie ia die Bahn zu ermöglichen.

Es ist ferner Torsorge getroffen, um tuft im das Innere des lealraums einzublaaen, damit Feuchtigkeit entfernt wird und die Wände des Hohlraums gekühlt werden, die durch die elektrischen Ströme erwärmt werden, die von der Innenseite der Wände geleitet werden.

Eine Stellschraube befindet sich in dem Zylindermantel, um die Resonanzfrequenz des Hohlraums einzustellen. Das Abstimmen des Hohlraums auf die Quellenfrequenz unter Last wird durch eine Koppelsonde

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ermöglicht, die an einer der Endplatten angeordnet ist. Die Stellschraube wird gedreht, um die Resonanzfrequenz des Hohlraums auf die Arbeitsfrequenz der erregenden Quelle abzustimmen.

Da es möglich ist, den TE₁₁-MOdUs der Ausbreitung in einem Hohlraum aufrechtzuerhalten, wenn der TLI .--Modus sich ausbreitet, wird die axiale Ling« des Hohlraums vorzugsweise kleiner als die halbe Wellenlänge der Erregungsfrequenz gehalten, um den elektrischen Feldvektor auf den TE_1O-Modu8 zu beschränken.

Mehrere Hohlräume können in Tandem-Anordnung zur Bahn angeordnet werden, die nacheinander durch alle Hohlräume transportiert wird, falls es notwendig sein sollte. Die Hohlräume können durch eine Schleife, eine Sonde, eine Koppelöffnung oder einen Speisewellenleiter erregt werden.

Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zur Einwirkung von Mikrowellen angegeben, die einen einfachen Aufbau hat und Mikrowellenenergie hoher Dichte in einer Richtung einwirken lassen kann, die eine maximale Kopplung von liikrowellenenergie in eine zu behandelnde BaHn innerhalb eines ziemlich kleinen Raums bei hohem Wirkungsgrad, großer Sicherheit und Zuverlässigkeit ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erwärmung einer Bahnj

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung von Fig. I;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung, teilweise aufgeschnitten, um das Innere zu zeigen} und

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Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung von Fig. J.

In Fig» 1 und 2 ist eine Vorrichtung 10 abgebildet, di· Mikrowellenenergie einer Bahn W zuführen k*an. Die Bahn W wird der Vorrichtung von einer schematisch als Rechteok abgebildeten Quelle 11 zutransportiert. Nach Durchlaufen der Vorrichtung kann sie durch irgendeine geeignete Einrichtung (ζ·Β. durch eine Abwickeleinrichtung 12, die schematisch als Block abgebildet ist) aufgewickelt oder duroh, eine zweite,'von der ersten unabhängig· Vorrichtung transportiert werden, die der gezeigten ähnlich ist.

Das Material der Bahn kann gewebt oder nicht gewebt sein, aus |

einer Natur- oder Kunstfaser oder aus irgendeine« nichtleitenden Material bestehen. Bessere Ergebnisse werden jedoch bei der Erwärmung der Bahn erzielt, wenn sie einen relativ hohen dielektrischen Verlustfaktor hat. Ferner kann die abgebildete Bahn ein Förderband aus Material Bit geringen Verlusten sein, am dünne »tt erwärmende Gegenstände zu unterstützen, so lange die Gegenstände duroh die Vorrichtung laufen, ohne daß wesentliche Verluste der Mikrowellenenergie durch Strahlung durch den Durchtrittsschlitz auftreten, wie noch genauer erläutert werden wird.

Die Heizvorrichtung 10, die in perspektivischer Ansicht in Fig. 1 zu sehen ist, hat die Form eines geraden Sreiszylinders mit einem Zylindermantel 15 und einer ersten und zweiten Deckplatte 14 bzw. 15 j (Fig. 2), die die Heizkammer begrenzen. Der Zylindermantel 15 bildet ™ eine Achse, die quer zur Bewegungsrichtung der Bahn W verläuft.

Die Deckplatten 14 und 1$ bilden zusammen mit dem Zylindermantel den elektromagnetischen Reeonanzhohlraum, der die Form eines* geraden Kreiszylinders hat. Diese Begrenzungewände werden hier manohmal zusammen Gehäuse des Hohlraums genannt. Ein Schlitz 16 ist im Hohlraumgehäuse ausgebildet. Der Schlitz hat drei untereinander verbundene Abachnittes einen Abschnitt 17 (vgl. Fig. 2), der entlang des Zylindermantels 15 parallel zu dessen Achse verläuft j einen zweiten Abschnitt in der Deckplatte 14 und einen dritten Abschnitt 19 in der Deokplatte

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an einer Stelle, die diametral entgegengesetzt und parallel sum Schlitz 17 angeordnet ist. Auf diese Weise ist der Schlitz 16 in einer Ebene ausgebildet, die durch die Achse des Hohlraums verläuft, uad er unterteilt das Gehäuse des Hohlraums in zwei freitragende Hälften.

Durch die kontinuierliche Ausbildung des Schlitzes 16 in der in Fig. t und 2 gezeigten Welse kann ein Bediener zuerst die Bahn* mit der Transporteinrichtung verbinden, bevor mit der Bahn die Yorriehtung ge-

'laden wird. Das Laden ist einfach und wird sicher durch seitliche» Bieder Bahn geri*pSnd Ausrichten zum Segment 1? sowie anschließendes Bringen in seine

_ Arbeitsstellung vollzogen· Wenn das Laden oder Entladen der Bahn keine ™ Schwierigkeit bietet, ist der Abschnitt 18 in der Deckplatte 14 nicht notwendig.

Eine Gewindeöffnung 21 befindet »ich Ia Zylindermantel 15 zur Aufnahme eines Flansche« 22« Der Tlan»oh 22 kann Bit eines Koaxialkabel oder eines Wellenleiter verbunden werden, u* eine (nicht geieigte) Mikrowellenofen· alt.der Torriohteng 10 >ur Erregung dee Reeonansshohlraums au koppeln· XIn zentraler Speiseleiter 23 erstreckt eich durch die öffnung 21 und ist »it einer Endkoppelechleife 24 sur Erregung des Resonanzhohlraums versehen.

Eine Schraube 23 ist in eine Gewindeöffnung eingeschraubt, die eich fc im Zylindermantel 1} befindet. Die Schraube 25 ist in radialer Richtung im Zylindermantel verstellbar, ua die Resonanzfrequenz des Hohlräume auf die der Quell· absuatimeen. Sine Sicherungsmutter 26 eiohert die Abstimmschraube 25 in einer festen Stellung, sobald die Einstellung vorgenommen worden ist.

Eine Koppelsende 28 (vgl. Tig. 2) ist in die Deckplatte 15 eingeschraubt und hat einen Mittelleiter 29, der sich teilweis· in den Hohlraum erstreckt und durch einen yiansoh getragen-β ein kann (der ein N-Koaxialflansca sein kann). Der Mittelleiter 29 ist dann über «ixt Koaxialkabel an «Inen Leistungs»ees«r angeschlossen, ta die vo« Hohlraum

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gekoppelte Leistung %vl überwachen. Aus Fig· 2 ist ersiehtlich, daß die Anordnung der Koppelsonde 28 tür äußer·» üsfanfskaate ^der Deckplatte 15 erfolgt ist. Da* verringert die vosi Kohlrau« gekoppelte Leistung (vorzugsweise in der Größenordnung toh kW)· Ein« »weite Funktion dieser Sonde besteht darin, «ins Anpassung der Eingängeimpedana des Hohlraums an die Ausgangsiapedan» der Quelle durch die Koppelschleife zu ermöglichen, indes einfach die Leistungspegel beobachtet werden.

An dem Zylindermantel 13 ist auch ein Hohr 32 befestigt,- u* die Heizkamraer mit einer Druokluftquelle »u verbinden, damit kontinuierlieh Luft durch den Hohlraum gewälzt wird. Hl« Luft wird durch den oben beschriebenen Schlitz 16 abgesaugt. Dieses Merkmal ist bei Anwendungen wichtig, bei denen die Bahn (oder ein von ihr getragener Gegenstand) Wasser enthält, das verdampft werden soll, da die Zusaaaeawirkung der Heizluft und der »«geführten Mikrowellenenergie vorteilhaft erweis· die fransportseit und den Leistungsbedarf verringern*

Wie bereits erwähnt wurde, ist es duroh Errefon^ des Hohlrauas ia TH₀₁₀»Modus ÄÖglich, den TK₁^-Modus s« ersesfen, sei lea die elektri sehen ?eldwektoren quer lur Achse des Zyliaaersastels verlaufen. Die entstehenden Ströae würden durch den Sohlits 16 unterbrochen werden und dadurch eine Abstrahlung von Energie für diesen Modus verursachen. Der TE₁₁-MOdVS kann unterdrückt werden, indesi die Aehsenlänge des HohlrauBB kleiner als die halbe EohlrauBWellenllnffe für den TS₁₁-MOdUe gewählt wird«

Bei dem in Fig. 3 abgebildeten abgewandelten Aueführungsbeispiel heizt die Vorrichtung eine Bahn W'. Die Vorrichtung 35 hat einen Zylindermantel 36 und eine erste und «weite Beckplatte 37 b*w. 38. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Öffnung sub Durchtritt der Bahn die Form von zwei getrennten Schlitzen 39 und 40, die in diametral entgegengesetzter Lage im Zylindermantel 36 ausgebildet sind.

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Der Hohlraum hat eine Heizkammer 46, und eine Ab stimme ehr aube 51 ähnlich der bereits erwähnten Abstigeschraube 25 ist in den Zylindermantel 36 ungefähr auf der iiitte seiner Längsausdehnung eingeschraubt. Eine Lufteinlaßteitung zur Zufuhr von Preßluft von einer Preßluftquelle in das Innere des Hohlräume hat die Bezugszahl 53· Eine Sonde 54 zur Leistungsüberwachung kann an der Deckplatte 38 befestigt sein. Die Sonde "54 kann der Sonde 28 des Aueführungsbeispiels von Fig. 1 und 2 ähnlich sein.

Während der Hohlraum des in J¹Ig. 1 und 2 abgebildeten Ausführungefc beispiels durch eine Koppelschleife erregt wird, wird das Ausführungsbeispiel von Jig. 3 durch einen Eingangewellenleiter erregt, der Energie von einer nicht gezeigten Mikrowellenquelle einkoppelt. Ein Zwischenstück 55 zur Verbindung des Wellenleiters mit dem Hohlraum hat einen Halteflansch 56 und einen Wellenleiter?aeenabscnnitt 57, der an seiner breitesten Stelle einstückig mit dem Flansch 56 ausgebildet ist. Eine Eingangskoppelöffnung 58 befindet sich ia Zylindermantel 36 des Hohlraums 45» und das dünne Ende des Wellenleiterabschnitts 57 ^⁸* ⁸^ &^er Außenfläche des Zylindermantels 36 um die Eingangskoppelöffnung 58 gesichert. Der Seitenband der öffnung 58 i»t bei 59 und 60 als Anpassungsirisblenden ausgebildet, um den Wellenwiderstand des Eingangsspeisewellenleiters an die Eingangeimpedan» des Hohlraums anzupassen.

P Der Reeonanshohlraum kann auch durch eine Eingang»ionde angeregt werden, die mit einem Koaxialkabel gekoppelt ist, oder wahlweise kann der Hohlraum symmetrisch duroh Koppelöffnungen angeregt werden» die eine geeignete Phasenlage haben, so daß der TE.,.-Modus nicht angeregt wiid.

Beim Betrieb wird der Hohlraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung für beide Ausführungsbeispiele zuo TM₀₁_-Modue angeregt. Die Ma^netfeldlinien verlaufen im wesentlichen in Umfangsrichtung um die Achse des Hohlraums in einer Folge von konzentrischen Kreisen. Das heißt,die Magnetfeldlinien sind in jeder beliebigen Ebene quer zur Achse als

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konaentrische Kreise angeordnet, die jeweils den Mittelpunkt auf der Hohlraumachse haben. Die Feldstärke dea Magnetfeld* hat ihr Maxinua in der Nähe des inneren Zylindermantela dea Hohlraum· und nimmt fortschreitend zur Hohlraumachae' ab.

Die elektrischen Feldlinien verlaufen orthogonal au den Hagnetfeldlinien. Daher erstrecken sich die elektrischen Feldlinien atnkrecht Zwischen den Deckplatten in im weaentlichen paralleler Anordnung, wobei alle elektrischen Feldlinien parallel xur Hohlraumachae τerlauf en. Die Feldstärke dea elektrischen Felde ist konstant in axialer Richtung und ändert eich radial nach der Beaael-Funktion erster Art iind nullter Ordnung. Das heißt,in einer Querebene ist die elektrische Feldstärke minimal auf dem Zylindermantel dee ^ohlrauaa und erreicht ihr Maximum auf der Hohlraumachae. D*a Profil der elektrischen Feldstärke ist im wesentlichen das gleiche tür beliebig gewählt« Ebenen quer zur Achse. Daa ist ein beträchtlicher Vorteil, der duroh di· Erfindung erreicht wird, da auf die·· Weia· di· Behandlung τοη Sahnen verschiedener Breite ermöglicht wird, wahrend gewährleistet ist, daß die auf eine Einheitsflache auf der Bahn einwirkende War«· konstant iat, so daß einer der Hauptnachteile Ton Multiaeden-Hohlrlumen vermieden wird.

Die Feldstärke nimmt auoh mit der Frequen« su. Sa· Erwärmen der Bahn steigt selbstverständlich mit der elektrischen Feldatärke, jedoch g muß die Feldstärke auf einem sicheren Pegel gehalten werden, üb einen Durchbruch bsw. Durchschlag au vermeiden.

Der Radius des Hohlraums wird etwas kleiner ale die

der niedrigsten erwarteten Resonanzfrequenz de· betreffenden Leiatungaoszillators gewählt, der sub Erregen de· Hohlräume dient. Durch Einführen der Abatimaaohraub· in den Hohlraum (oder die Krnuer) an einer Stelle hohen Magnetfeld· kann di· Keaomaaefreeuena erhöht werden. Siese Erhöhung ist eine Funktion dea Sohraubcndurohaeaeera üb« 4er limführungatiefe.

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Zusätzlich zu der i'ehlanpassung! die durch die Zuführung der Bahn verursacht wird, kann eine zusätzliche FrequenzverSchiebung durch die Erwärmung des Hohlräume wegen der ohmechen Verlust· eintreten, die eine Ausdehnung der Hohlraumwände bewirken. Daher macht die durch die Einstellung der Abstimmschrauben tervorgerufene Kompensation in jedem Ausführungsbeispiel derartige Frequenzverschiebungen rückgängig.

Per fiesonanzzustand erlaubt die Erzeugung eines elektrischen Felds mit viel größerer Feldstärke ala bisher' möglich (z.B. als bei Multimoden-Hohlräumen), und diese erhöhten Feldstärken können mit mäßiger Eingangsleistung erzielt werden. Die hohen elektrischen Feldstärken können direkt in Korrelation mit den hohen Heizraten in einem zu behandelnden Gut mit hohen dielektrischen Verlusten gebracht werden.

Der Stromfluß zeigt den Skin-Effekt auf der Innenfläche, die den

warn

Hohlraum begrenzt. Da jedoch der Hohlraurff^TM _1Q-Modus angeregt wird, fließen die Ströme radial innerhalb der Deckplatten und axial entlang der Innenfläche des Zylindermantels, d. h., die Stronvektoren bilden Linien, die im wesentlichen parallel zu den Schlitzen sind, die bei beiden abgebildeten Ausführungsbeispielen für den Transport der Bahn vorhanden sind. Da die Schlitze den Strom nicht unterbrechen, tritt kaum oder nur wenig Mikrowellenenergie infolge Strahlung aus.

Die Anforderungen an die elektrische Feldstärke sind von Anwendung zu Anwendung verschieden, je nachdem, welche axiale Länge dar Vorrichtungvorhanden ist und welche Last der Quelle ausgesetzt wird. Ea ist jedoch zu beobachten, daß die Bahn quer durch den Ort maximaler Feldstärke läuft (d.h. entlang der Achse des Zylindermantels) und daß die Ausrichtung der elektrischen Feldlinien parallel zur Oberfläch· d«s zu behandelnden Guts an der Stelle maximaler Feldstärke vorgenommen ist. Das bewirkt eine maximale Kopplung von Mikrowellenenergie in das zu behandelnde Gut für dessen Erwärmung oder, falls die Bahn ein Bandförderer ist, zur Erwärmung der von diesem getragenen Gegenständen.

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Die Impedanzanpassung zwischen der Quelle und dem Eesonanzhohlraum im Ausführungsbeispiel von Pig. 1 und 2 wird durch Ausrichten der Endschleife 24 des Mittelleiters 25 erreicht, der in den Hohlraum vorspringt, um maximale Leistung in den Hohlraum einaukoppeln. Im Ausführungsbeispiel von Pig. 3 wlrÄ die Impedanzanpassung durch geeignet dimensionierte Irisblenden als Teil der Koppelöffnung 58 vorgekommen. Die Anpassung der Frequenz, bei der der Hohlraum Resonanz zeigt, an die Quellenfrequenz, um die zur Quelle reflektierte Leistung möglichst gering zu halten, wird durch die Abstimmschrauben erreicht. Wenn die Frequen« des Hohlraums auf die Quellenfrequenz abgestimmt und die Hohlraumimpedana an die Impedanz der Quelle und des Speisewellenleiters angepaßt ist, werden eine maximale Feldstärke im Hohlraum und ein höherer Wirkungsgrad erzielt.

Die einpoligen Koppeleonden 26 tmd 54, div lieh in den Deckplatten der Hohlräume befinden, koppeln eine kleine elektrische Leistung (größenordnungsmäßig einige mW) aus den »ugehörigen Hohlräumen aus. Für eine gegebene einfallende Leistung wird der Hohlraue durch die Abstimmschraub· abgestimmt, bis di· durch die Sonde ausgekoppelte Leistung maximal ist. Dieses Emittela des Spitzenwerte* der Ausgangsleistung für eine konstant· Singangsl*isttiBg seigt den Eesona:ii zustand des Hohlraums an, d.h., die Prequ«na wird so lange geändert, bis Resonanz erreicht wird. Die Abatimascbrattb· erlaubt die genaue Anpassung der Hesonanzhohlraumfrequenz an die Oszillatorfrequena des Magnetrons (oder einer anderen Mikrowellenofen·).

Der Eingangsleistungskoppler ordnet diese Schleife am Zylindermantel- an einer Stelle hohen Magnetfelds,jedoch niedrigen elektrischen Felds an. Durch- di· Vermeidung einer Eingangskopplung (oder Erregung) an einer Stelle hoher elektrischer Feldstärke wird di· Möglichkeit eines elektrischen Felddurchachlags an der Sondenstelle beträchtlich verringert.

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Die Einrichtung zum Einblasen Ton Luft in den Hohlraum gewährleistet, daß die Luft im Resonator nicht mit Feuchtigkeit gesättigt wird. Außerdem dient ei« *ur Kühlung "der Innenfläche der Vorrichtung, da die in den Hohlrauawänden freigesetzte Leistung zu einer ausgesprochenen Erwärmung des Metalls:.führt.

Wenn alle anderen Parameter konstant sind, wird der Wirkungsgrad des Resonators stark durch den spezifischen Widerstand de« für die Vorrichtung benutzten Metalls beeinflußt (von besonderer Wichtlg-■ keit wegen des Skin-Effekts ist das Metall, das die Innenfläche des Hohlräume bildet). Je kleiner der spezifische Widerstand dieses Metalls ist, up so kleiner sind die Verluste durch die Resonatorwände für eine gegebene elektrische Feldstärk· auf d«r Mittelachse des Hohlraums. Die in das Gut auf der Achse eingekoppelt· Leistung ist direkt proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke, so daß die resultierende Erhöhung des Wirkungsgrads verständlich wird.

Silber hat einen sehr niedrigen spezifischen Widerstand und 1st daher vorzugsweise als Metall für die Innenfläche des Hohlräume vorzusehen. Eine Plattierungsdicke von 0,005 Jam (0,2 mil) reicht aus, um die Skin-Tiefe der Ströme bei 2,45 GHz zu übertreffen und damit die ^ notwendige Abschirmung von dem Hauptanteil des Metalls zu gewährleisten, ^ das den Resonator bildet. Die Verwendung von Metallen mit noch'größerer Leitfähigkeit führt zu einer entsprechenden Erhöhung dels Wirkungsgrad».

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   • Λ.) Vorrichtung zur Einwirkung von Wärme auf eine Bahn oder dergleichen oder davon getragene Gegenstände, .gekennzeichnet durch eine Mikrowellenquelle, durch eine Beeonanzhohlraumeinheit, durch eine Erregereinrichtung, die Mikrowellenenergie von d.er Mikrowellenquelle erhält, um die Resonanzhohlraumeinheit anzuregen, so daß diese ein elektrisches Feld erzeugt, das im wesentlichen nur einen einzigen Modue aufweist, wobei die Feldlinien im wesentlichen parallel verlaufen, und durch eine Einrichtung des Hohlraums, die einen Transport der Bahn quer zum Feld in einer solchen Lage erlaubt, daß die Oberfläche der Bahn im wesentlichen parallel ä zu den elektrischen Feldlinien verläuft«

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzhohlraumeinheit aufweist ein leitendes Gehäuse in Form eines geraden Kreiszylinders mit einem Zylindermantel und einer ersten und zweiten Deckplatte, die einander gegenüberliegen, ua eine Heizkasuner zu bilden, daß die Einrichtung zur Ermöglichung des Transporte der Bahn aufweist einen ersten und zweiten länglichen Schlitz im Zylindermantel, wobei die Schlitze parallel zur Achse des Zylindermantels verlaufen und an diametral 'gegenüberliegenden Stellen des Zylindermantels angeordnet sind, so daß die Bahn durch die Schlitze und durch die Achse des Zylindermantels verläuft. ,

   3. Vorrichtung.nagh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal die Erregereinrichtung die Besoaaaahohlraumeinaeit in der lauptsaohe au* TK₀₁₀-MOdUS anregt, so daß die elektrlsehen Feldlinien sieh parallel zur Achse des Zylindernantels erstreeken und die Feldstärk· des elektrischen Felds ein konstantes Maxiama auf der Aohse seift.

   4· Vorrichtung naeh Anspruch 31 dadaroh gekennzeichnet, daS die Sohlitse untereinander durch eine der »eckplatten versanden siad, ·· daß die Bahn leicht in die Besoaaashoalrauaeiaaeit geladen ward·· kann, indes sie duroh den So kl its in der Deekplatt· eingeaertst wird,

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   um quer zur Richtung der Feldlinien durchzulaufen.

   5„ Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Leitungseinheit zur Ankopplung einer .Druckluftquelle an die Resonanzhohlraumeinheit, um durch diese UxuäUuft zu walzen.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abstimmeinrichtung, die der Resonanzhohlraumeinheit zugeordnet ist, um die Resonanzfrequenz der Hohlräumeinheit zu,· variieren.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sonden.-einheit, die sich teilweise in den Hohlraum erstreckt, um Leistung daraus auszukoppeln, damit die Leistung in der Resonanzhohlraumeinheit überwacht werden kann.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet! daß die Erregereinrichtung eine Schleife aufweist, die eich in den Hohlraum erstreckt, um diesen zu erregen, wobei die Ausrichtung der Schleife verstellbar ist, um die Eingangsimpedanz des Hohlraums an die Auegangsimpedanz der Erregereinrichtung anzupassen.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsenlänge des zylindrischen Hohlraums kleiner als die halbe Wellenlänge von dessen Resonanzfrequenz ist, so daß der Hohlraum elektrische Felder im TE..-Modus unterhalt und den TS₁₁-MOdUS unterdrückt. ^!

   10. Verfahren zur Erwärmung von nähmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrowellenfeld erzeugt wird, dessen Feldlinien sämtlioh im wesentlichen parallel sind und dessen Feldstärke ein Maximum auf einer gegebenen Linie hat, und daß das Bahnnaterial durch daa Feld in Richtung senkrecht zur Linie bewegt wird, wobei das Bahnmaterial die Linie schneidet.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß luft

   um da· Bahnmaterial an der Stelle der Einwirkung d'le Feld» geleitet wird. . . · ^eS

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