DE2047120A1

DE2047120A1 - Device for microwave irradiation

Info

Publication number: DE2047120A1
Application number: DE19702047120
Authority: DE
Inventors: Ray Michael Danville; Smith Franklin Jay Diablo; Calif. Johnson (V.StA.)
Original assignee: Cryodry Corp
Current assignee: Cryodry Corp
Priority date: 1970-09-24
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1317477A

Description

Vorrichtung zur Mikrowellenbestrahlung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mikrowellenbestrahlung, insbesondere von einem Faden oder einem Seil zu dessen Erwärmung, vor allem eines kontinuierlich durch die Vorrichtung gezogenen Fadens, so daß die Erwärmung ohne Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Vorrichtung erfolgen kann. Apparatus for microwave irradiation The invention relates to a Device for microwave irradiation, in particular of a thread or a Rope to heat it, especially one that is pulled continuously through the device Thread, so that the heating without interrupting the power supply to the device can be done.

Eine der ersten Entwicklunglen bei der Mikrowellenbestrahlung von Gut war der sogenannte Chargen-Qfen, in dem Nahrungsmittel in einem Multimoden-Hohlraum eingesetzt wurden, wonach der Hohlraum verschlossen und der Ofen durch eine Mikrowellenquelle erregt wurde. One of the first developments in microwave irradiation of The so-called batch Qfen, in which the food is in a multimode cavity, was good were inserted, after which the cavity was closed and the oven by a microwave source got excited.

Die Abmessungen des Hohlraums betrugen einige Wellenlängen der Erregerfrequenz auf Jeder Seite, so daß eine Anzahl von verschiedenen Moden gleichzeitig im Hohlraum existieren konnte. Moden-"Rührer" und Reflektorer befanden sich in Hohlraum, um die Erzeugung dieser anderen Moden zu fördern, damit die Mikrowellenenergie pro Volumeneinheit gleichmäßiger im Ofen verteilt wurde.The dimensions of the cavity were a few wavelengths of the excitation frequency on each side, so that a number of different modes are simultaneously in the cavity could exist. Mode "stirrers" and reflectors were in cavity to to encourage the generation of these other modes so that the microwave energy per Unit of volume was distributed more evenly in the oven.

Ein kontinuierlich arbeitender Mikrowellenofen wurde entwickelt, um Mikrowellenleistung in einen länglichen Tunnel über mehrere Schlitzöffnungen einzuspeisen, die in Längsrichtung des Tunnels voneinander. getrennt sind. Ein gemeinsamer Wellenleiter führt jeder dieser Öffnungen Mikrowellenenergie zu, um mehrere verschiedene Moden im Tunnel anzuregen. Diese Tunnels sind also selbst Multimoden-Hohlräume. Ein endloses Band fördert zu behandelndes Gut durch den Tunnel, und energieabsorbierende Einrichtungen sind an beiden Enden des Tunnels in der Nähe der Eingangs- und usgangsöffnung vorhanden, um den Austritt von Strahlung in die umgebende Atmosphäre zu verhindern und überschüssige Mikrowellenenergie zu absorbieren, damit die Vorrichtung nicht beschädigt wird Wellenleiter sind in eine Schlangenform gefaltet worden, damit das Gut durch fluchtende Schlitze in entgegengesetzten Breitwänden die von mehreren Wellenleiterabschnitten laufen kann, so gefaltet sind, daß alle Schlitze fluchten. Energie wird in das eine Ende des Wellenleiters eingekoppelt, um eine Wanderwelle zu erzengen, die mehrere Durchläufe durch das Gut quer zur Bewegungsrichtung des Gute macht, wobei am Ende eine Wasserlast vorgeschen ist. A continuously operating microwave oven was developed to microwave power in an elongated tunnel through several slot openings feed in the longitudinal direction of the tunnel from each other. are separated. A common one Waveguide feeds microwave energy to each of these openings to several different ones To stimulate fashions in the tunnel. So these tunnels are themselves multimode cavities. An endless belt conveys material to be treated through the tunnel, and energy-absorbing material Facilities are at both ends of the tunnel near the entrance and exit openings present to prevent radiation from escaping into the surrounding atmosphere and absorb excess microwave energy so that the device does not Waveguides have been folded into a serpentine shape so that the Well aligned slots in opposite wide walls allow several Waveguide sections can run, are folded so that all slots are aligned. Energy is coupled into one end of the waveguide to create a traveling wave to erzengen that several passes through the material transversely to the direction of movement of the Does a good job, with a water load at the end.

Die Anmelderin hat ferner eine Vorrichtung in Form eines rechteckigen Wellenleiters entwickelt, der zur TE10-Modns angeregt wir wobei das zu behandelnde Gut zur Vorrichtung in Richtung des Leistungsflusses transportiert wird. Das Symbol "TE" bezeichnet den elektrischen Querfeldvektor, während das Symbol "TM" den magnetischen Querfoldvektor bedeutet. Abweisungsfilter sind in dieser Vorrichtung an der Eingangs- und Ausgangsöffnung vorhanden, um den Austritt vom Mikrowellenenergie zu vermeiden, und ein Abschlußwiderstand befindet sich stroiabwärts zur Heizkammer, um Mikrowellenenergie zu absorbieren, die nicht im zu behandelnden Gut absorbiert worden ist, so daß die Quelle eine Last "sieht", die in wesentlichen unabhängig von Änderungen in der Menge des zu behandelnden Guts ist. The applicant also has a device in the form of a rectangular Waveguide developed, which stimulates the TE10-Modns with the to be treated Well transported to the device in the direction of the power flow. The symbol "TE" denotes the transverse electric field vector, while the symbol "TM" denotes the magnetic one Cross fold vector means. Rejection filters are in this device at the entrance and exit opening to avoid the escape of microwave energy, and a terminator is located downstream of the heating chamber to provide microwave energy to absorb that has not been absorbed in the material to be treated, so that the Source "sees" a load that is essentially independent of changes in the set of the item to be treated.

In der vorliegenden Erfindung wird ein Resonanz-"Hohlraum" in Form eines geraden Kreiszylinders zum TM010-Modus durch eine Mikrowellenquelle erregt. Das heißt, die Magnetfeldvektoren verlaufen auf konzentrisohen Kreisen. Jede kreisförmige Feldlinie erstreckt sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Hohlraums und ist mit ihrem Mittelpunkt auf dieser Achse angeordnet. Wie bereits vorher dedeutet die Bezeichnung "Hohlraum" die leitenden Wände ebenso wie das durch diese begrenzte Volumen. Das Volumen allein wird manchmal Heizkammer genannt werden. Der Resonanzhohlraum bildet also eine Heizkammer für das zu behendelnde Gut. In the present invention, a resonant "cavity" is in the form of a straight circular cylinder to the TM010 mode excited by a microwave source. That is, the magnetic field vectors run on concentric circles. Any circular Field line extends in a plane perpendicular to the axis of the cavity and is arranged with their center on this axis. As before, the The term "cavity" refers to the conductive walls as well as the one bounded by them Volume. The volume alone is sometimes called a heating chamber. The resonance cavity thus forms a heating chamber for the goods to be handled.

Der Hehlraum ist vorzugsweise rit einem Werkstoff nit geringen spezifischen Widerstand wie Silber ausgekleidet, obwohl dafür auch Aluminium vorgesehen werten kann. Wenn der Hohlraum so erregt wird, werden elektrische Feldlimien in der Heizkammer erzeugt, die im wesentlichen parallel zur Zylinderachse verlaufen. Die elektrische Foldstärke steigt in radialer Richtung von einem Minimum an Zylindermantel zu einem Maximum auf der Achse an, und die Feldetärke ist im werenthohen konstant ast jeder beliebigen Linie parallel nur Achse. Das heißt, du Feldstärkemprefil des elektrischen Felds in einer Ebene senkrecht zur Achse hat ein Maximum in der Mitte der Ebene und fällt dann in radialer Richtung zum Zylindermantel ab. Ungefähr dasselbe Feldstärkenprefil existiert für alle Ebemen entlang der Hchlraumachse. The cavity is preferably made of a material with little specificity Resistance lined like silver, although aluminum is also intended for this purpose can. When the cavity is so excited, electric field limits are created in the heating chamber generated, which are substantially parallel to the cylinder axis. The electric Fold strength increases in the radial direction from a minimum of cylinder jacket to one Maximum on the axis, and the field strength is constant in the werenthigh as each any line parallel only axis. That is, you prefil the electric field strength The field in a plane perpendicular to the axis has a maximum in the middle of the plane and then drops in the radial direction towards the cylinder jacket. Approximately the same field strength profile exists for all levels along the axis of the room.

Wie bereits erwähmt vurde, haben die magnetischen Feldlinien die Form von Kreisen um die Achse, und die Feldstärke des Magnetfelds hat ein Minimum auf der Achse und nimmt zum Zylindermantel hin @@. As already mentioned, the magnetic field lines have the Shape of circles around the axis, and the field strength of the magnetic field has a minimum on the axis and takes @@ towards the cylinder jacket.

Die Stromvektoren verlaufen auf den Zylindermantel parallel zu dessen Achse und radial entlang der querverlaufenden Deckplatten des Zylinderz, die ton Hohlraum bilden. Ein Schlitz nun anfängliohen Einzichen des Fadens in die Vorrichtung befindet sich in den Deckplatten und entlang des Zylindermantels. Der Schlitz zum Einzichen liegt in einer Ebene, die durch die Achse des Hohlraums verläuft, so daß er nicht den 8trosfluß unterbricht und die Abstrahlung von Mikrowellenenergie durch den Schlitz verhindert.The current vectors run on the cylinder jacket parallel to it Axis and radially along the transverse cover plates of the cylinderz, the ton Form cavity. A slot is now beginning to be drawn in the thread in the device is located in the cover plates and along the cylinder jacket. The slot for Einsichen lies in a plane which runs through the axis of the cavity, so that he does not take the river interrupts and the radiation of microwave energy prevented by the slot.

Damit ea möglich ist, daß der TE11-Ausbreitungsmodus unterhalten wird, wenn sich der TM010-Modus ausbreitet, wird die Achsenlänge des Hohlraums vorzugsweise kleiner als die halbe Wellenlänge der Erregerfrequenz gewählt, um das Feld auf den TM010-Modus zu beschränken. So that ea is possible to maintain the TE11 propagation mode becomes, when the TM010 mode expands, the axis length of the cavity becomes preferable less than half the wavelength of the excitation frequency chosen to affect the field TM010 mode to restrict.

Der Hohlraum wird durch eine Leiterschleife erregt, die von der Mikrowellenquelle versorgt wird und sich in den Hohlraum an einer Stelle maximaler magnetischer Feldstärke und minimaler elektrisoher Feldstärke erstreckt, um die Gefahr eines elektrischen Durchschlags klein zu halten. Die Leiterschleife erlaubt auch die Anpassung der Eingangeimpedans des Hohlraums an die Ausgangsimpedanz der Quelle. The cavity is excited by a conductor loop drawn from the microwave source is supplied and is in the cavity at a point of maximum magnetic field strength and minimal electrical field strength extends to the risk of an electrical To keep the penetration small. The conductor loop also allows the adjustment of the Input impedance of the cavity to the output impedance of the source.

Wahlweise kann der Hohlraum durch eine Koppelöffnung von einem Speisewellenleiter erregt werden, oder or kann symmetrisch mit geeignet phasenverschobenen Koppelöffnunglen erregt werden, wenn dafür gesorgt wird, daß nicht der TE11-Modus erregt wird.Optionally, the cavity can be through a coupling opening from a feed waveguide or can be excited symmetrically with appropriately out-of-phase coupling openings can be energized if care is taken not to energize the TE11 mode.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet der Einzichschlitz den Außenraum der Vorrichtung mit der Hohlraumachse und erleichtert das Einzichen eines einendigen Fadene in die Vorrichtung, der entlang der Achse zu bewegen ist. Wenn Mikrowellenenergie auf den Faden einwirkt, erstreckt sich der Faden in Richtung der Feldlinien für maximale Kopplung, und er liegt eitlang des Bereiche maximaler Feldstärke. Daher kann der Faden von seinen Fenchtigkeitsgehalt mit siemlich greßer Transportgeschwindigkeit auf kurzem Weg befreit werden. In the preferred embodiment, the single slot connects the outer space of the device with the cavity axis and facilitates the drawing in a single-ended thread into the device to be moved along the axis. When microwave energy is applied to the thread, the thread extends in the direction the field lines for maximum coupling, and it lies along the area of maximum Field strength. Therefore, the thread can be quite large in terms of its strength content Transport speed can be freed in a short distance.

Eine stellschraube befindet sich in dem Zylindermantel, um die Resonanzfrequenz des Hohlraume abzustimmen. Das Abstimmen des Hchlraums auf die Quellen- oder Erregerfrequenz unter Last wird durch eine Koppelsonde erfaßt, die sich an einer der Deckplatten befindet. A set screw is located in the cylinder jacket to set the resonance frequency of the cavities. The tuning of the room to the source or excitation frequency under load is detected by a coupling probe, which is located on one of the cover plates is located.

Die Abstimmschraube kann so eingestellt werden, daß die zur Sonde gekoppelte Energie erhöht wird, um die Leistungsabgabe an den Hohlraum maximal zu machen.The tuning screw can be adjusted so that the to the probe coupled energy is increased in order to maximize the power output to the cavity do.

Es kann auch Luft in das Innere des Hohlraums eingebracht werden, un Feuchtigkeit zu entfernen und die Wände des Hohlraums zu kühlen, die durch die Ströme erwärmt werden, die von der Innenfläche der Wände geleitet werden. Air can also be introduced into the interior of the cavity, un to remove moisture and to cool the walls of the cavity created by the Currents are heated, which are conducted from the inner surface of the walls.

In der Praxis können mehrere ähnliche Hohlräume parallel verwerdet werden, wobei jeder,von einer besonderen Mikroquellenwelle erregt wird. In practice, several similar cavities can be earthed in parallel each one being excited by a particular micro-source wave.

Die Erfindung gibt also eine Mikrowellenvorrichtung an, die einen einfachen Aufbau hat und hochkonzentrierte Mikrowellenenergie in einer solchen Ausrichtung zuführt, daß eine maximale Kopplung der Bikrowellenenergie in einen Faden ermöglicht wird, der in einem verhältnismäßig kleinen Raum behandelt wird, wobei der Wirkungsgrad, die Sicherheit und die Zuverlässigkeit hoch sind. The invention thus provides a microwave device that has a has simple structure and highly concentrated microwave energy in such an orientation that allows maximum coupling of the bicrowave energy in a thread which is treated in a relatively small space, whereby the efficiency, the safety and reliability are high.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigens Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Einwirkung von Mikrowellenenergie auf einen Faden zu dessen Erhitzung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausgangskoppelsonde der Vor richtung von Fig. 11 Fig. 3 und 4 einen Quer- bzw. Längsschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1@ Fig. 5 einen Längsachnitt durch eine; von einer Sonde erregte vorrichtung gemäß der Erfindung; und Fig. 6 und 7 einen Quer- bzw. Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die von einem Wellenleiter erregt wird. The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a device for the action of microwave energy on a thread to heat it according to the invention; Fig. 2 is a cross section through the output coupling probe of the device before 11, FIGS. 3 and 4 show a transverse and longitudinal section through the device of FIG Fig. 1 @ Fig. 5 shows a longitudinal section through a; device energized by a probe according to the invention; and FIGS. 6 and 7 show a transverse and longitudinal section, respectively, through a device according to the invention excited by a waveguide.

In Fig. 1 - 4 ist eine Bestrahlungssorrichtung 10 abgebildet, un eine Mikrowellenbestrahlung eines einendigen Fadens oder Seile vorzunehmen. Die Bestrahlungsvorrichtung 10 kann beispielsweise zum Trocknen von einendigem Garn auf einem Verdrillrahmen benutzt werden, wie er zur Fertigung von verdrilltem Fiberglas aus einem einzigen Seil benutzt wird. Während der Fertigung wird das Seil in Wasser abgeschreckt, und vor dem lufwiokeln auf eine Spule zum Verpacken muß das Wasspr aus den Seil entfernt werden. Mit der abgebildeten kompakten und zuverlässigen Vorrichtung ist es möglich, das Trocknen und Verdrillen gleichzeitig vorzunehmen. Zum Beispiel kann der Faden mit einer Geschwindigkeit von zirka 300 m/min (1000 Fuß/min) zugeführt und verdrillt werden. Bei dieser Geschwindigkeit müssen zirka 150 g (0,3 Pfung)Wasser/h von Jedem Seil entfernt werden Wie aus den vorangegangenen Erläuterungen ersichtlich sein ditrfte, wird der Wasserentzug vorzugsweise durch Zusammenwirken der Mikrowellenerhitzung und der von selbst stattfindenden Verdampfung in der dadurch den Hohlraum geleiteten Luft (wo sie erwärmt wird) sowie über die Fadenbewegung erzielt. An irradiation device 10 is shown in FIGS. 1-4, un microwave a single-ended thread or rope. the Irradiation device 10 can, for example, be used for drying single-ended yarn on a twisting frame such as that used for the manufacture of twisted fiberglass from a single rope is used. During manufacture, the rope is immersed in water quenched, and before wiggling on a spool for packing, the water must be used removed from the rope. With the compact and reliable device shown it is possible to do drying and twisting at the same time. For example the thread can be fed at a speed of about 300 m / min (1000 feet / min) and be twisted. At this speed you need about 150 g (0.3 pfung) water / h be removed from each rope As can be seen from the previous explanations Should be, the dehydration is preferably done by the interaction of the microwave heating and the evaporation that takes place by itself in the cavity passed through it Air (where it is heated) as well as via the thread movement.

Die Bestrahlungsvorrichtung 10 hat insgesamt die Form eines geraden Kreiszylinders mit einem Zylindermantel 11, einer querverlaufenden unteren Deckplatte 12 (Fig. 3) und einer lösbaren und querverlaufenden oberen Deckplatte 13, wobei der Zylindermantel und die beiden Deckplatten die heizkammer bilden. Der Zylindermantel 11 definiert eine Achse (14 in Fig. 3), entlang der ein Faden 15 transportiert wird. The irradiation device 10 has the overall shape of a straight line Circular cylinder with a cylinder jacket 11, a transverse lower cover plate 12 (Fig. 3) and a detachable and transverse upper cover plate 13, wherein the cylinder jacket and the two cover plates form the heating chamber. The cylinder jacket 11 defines an axis (14 in Fig. 3) along which a thread 15 is transported.

Die Deckplatten 12 und 13 bilden zusammen mit der Zylindermantel 11 einen elektromagnetischen @esonanzhohlraum, der die Forn eines geraden Kreiszylinders hat. Wenn auf den mechanischen Aufbau des Resonanzhohlraums eingegangen wird, werden diese Begrenzungswände manchmal zusammen Gehäuse des Hohlraums genannt . werden. Das Gehäuse hat die Bezugszahl 16. Bin Schlitz 1a istimGehäuse 16 des Hohlraums ausgebildet und verbindet die Hohlraumachse mit ihrem Außenraum. Der Schlitz 16a hat drei Abschnittes einen Abschnitt 12a (vgl. Fig. 3), der entlang einem Radius in der unteren Deckplatte 12 verläuft, einen zweiten Abschnitt 11a in Längerichtung des Zylindermantels 11 und einen dritten Abschnitt 13a in radialer Richtung der oberen Deckplatte 13. Der Schlitz 16a liegt daher in einer Ebene, die durch die ohne des Zylindermantels des Hohlraums sich erstreckt. The cover plates 12 and 13 form together with the cylinder jacket 11 an electromagnetic resonance cavity which has the shape of a right circular cylinder Has. If the mechanical structure of the resonance cavity is discussed, then these boundary walls sometimes collectively called the housing of the cavity. will. The housing has the reference number 16. A slot 1a is in the housing 16 of the cavity formed and connects the cavity axis with its outer space. The slot 16a has three sections a section 12a (see. Fig. 3), the along runs a radius in the lower cover plate 12, a second section 11a in the longitudinal direction of the cylinder jacket 11 and a third section 13a in the radial direction Direction of the upper cover plate 13. The slot 16a is therefore in a plane which through which extends without the cylinder jacket of the cavity.

Der Schlitz 16 ermöglicht einem Bediener, zuerst den Faden mit der Transport- und Vardrikleinrichtung unter leichter Spannung vor dem Einziehen in die Bestrahlungsvorrichtung zu verbinden. DAs Einziehen ist einfach und wird sicher vorgenommen, indem der verbundene, gespannte Faden gebogen und zum axialen Abschnitt des Schlitzes 16 ausgerichtet wird und in seiner Arbeitsstellung bei Belastung durch die Spannkraft zurückkehren kann. Umgekehrt wird der Faden leicht aus seiner Arbeitsstellung durch einfaches Biegen und Zeihen gebracht, ohne daß ein Bediener seine Hand in den Hohlraum bewegen oder das Gehäuse berf@hren muß. The slot 16 allows an operator to first pass the thread with the Transport and packaging device under slight tension before being pulled into to connect the irradiation device. Moving in is easy and safe made by bending the connected, tensioned suture and moving to the axial section of the slot 16 is aligned and in its working position when loaded by the resilience can return. Conversely, the thread is easily out of its working position by simply bending and drawing, without an operator putting his hand in move the cavity or move the housing.

Vorzugsweise besteht das Gehäuse 16 für den Hohlraum aus zwei getrenntlen Stücken. Ein ersetes, @@cherförmiges Glied hat den Zylindermantel 11 und die Beckplatte 12, während die zweite oder obere Deckplatte 13 die Form einer Scheibe hat. Die Deckplatte 13 ist am offenen Ende des Zylindernantels 11 durch Schrauben wie bei 17 gesichert. Preferably, the housing 16 for the cavity consists of two separate ones Pieces. A first, @@ cher-shaped link has the cylinder jacket 11 and the Beck plate 12, while the second or upper cover plate 13 has the shape of a disk. the Cover plate 13 is at the open end of the cylinder barrel 11 by screws as in 17 secured.

Eine Gewindeöffnung 21 befindet sich im Zylindermantel 11 zur Aufnahme eines Flansches 22. Der Flbnsch 22 kann an eine azialleitung oder eine Wellenleitung angeschlossen werden, die eine Mikrowellenquells (nicht gezeigt) mit der Bestrahlungsvorrichtung 10 verbindet, um deren Resonanzhohlraum anzuregen. Gemäß Fig. 3 und 4 erstreckt sich ein zentraler Speis@leiter 23 durch die Öffnung 21 und ist mit einer Endkoppelachlelfe 24 zur Erregung des Resonanzhohlraums 16 versehen. A threaded opening 21 is located in the cylinder jacket 11 for receiving a flange 22. The flange 22 can be connected to a social pipe or a wave pipe connected to a microwave source (not shown) with the irradiation device 10 connects to excite their resonance cavity. 3 and 4 extends A central feeder 23 through the opening 21 and is with an Endkoppelachlelfe 24 for exciting the resonance cavity 16 is provided.

Eine Schraube 25 ist in eine Gewindeöffnung im Zylindermantel 11 eingeschraubt. Die Schraube 25 ist in radialer Richtung im Zylindermantel verstellbar, um die Resonanzfrequenz des Hohlraums auf die Frequenz der Erregerquelle abzustimmen. Eine Sicherungsmutter 26 sichert die Abstimmschraube 25 in fester Stellung, so bald die Einstellung vorgenommen worden ist. A screw 25 is in a threaded opening in the cylinder jacket 11 screwed in. The screw 25 is adjustable in the radial direction in the cylinder jacket, to adjust the resonance frequency of the cavity to the Frequency of the excitation source to vote. A locking nut 26 secures the tuning screw 25 in a fixed position, as soon as the adjustment has been made.

Eine Koppelsonde 28 (vgl. Fig. 1), die im Querschnitt in Fig. 2 abgebildet ist, ist in die obere Deckplatte 13 eingeschraubt. A coupling probe 28 (see FIG. 1), which is shown in cross section in FIG. 2 is screwed into the upper cover plate 13.

Sie hat binen Mittelleiter 29, der sich teilweise in den Hohlraum 16 in axialer Richtung erstreckt und von einem Flansch 30 getragen ist, der ein N-Koaxialflansch sein kann. Der Mittelleiter 29 ist dann durch ein Koaxialkabel mit einem Leistungsmesser verbunden, um die von Hohlraum 16 ausgekoppelte Leistung zu überwachen. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Anordnung der Koppelsonde 21 zum äußeren Umfang der Deckplatte 13 hin vorgenommen ist. Das hält die aus den Hohlraum ausgekoppelte Leistung sehr klein (Vorzugsweise in der Größenordnung von mW). Eine zweite Funktion dieser sonde besteht in der Anpassung der Eingangsimpedanz des Hohlraums an die Ausgangsimpedanz der Quelle durch die Koppel schleife mittels bloßer Beobachtung der Leistung pegel.It has a central conductor 29, which is partially in the cavity 16 extends in the axial direction and is carried by a flange 30 which is a Can be N coaxial flange. The center conductor 29 is then through a coaxial cable connected to a power meter to measure the power decoupled from cavity 16 to monitor. From Fig. 1 it can be seen that the arrangement of the coupling probe 21 is made towards the outer periphery of the cover plate 13. That keeps them out of the cavity Extracted power is very small (preferably in the order of mW). One The second function of this probe is to adjust the input impedance of the cavity to the output impedance of the source through the coupling loop by means of mere observation the power level.

In der Zylinderwand 11 befindet sich auch an einer zur Deckplatte 12 benachbarten Stelle eine Gewindeöffnung 32 (Fig. 3). die eine Leitung 32a aufnimmt. die den Hohlraum 16 mit einer (nicht gezeigten) Preßliftquelle verbindet, um kontinuierlich Luft in den Hohlraum 16 zu drücken. Die Luft wird über den oben beschriebenen Fadenschlits 16a abgesaugt. In the cylinder wall 11 there is also a cover plate 12 adjacent point a threaded opening 32 (Fig. 3). which receives a line 32a. which connects cavity 16 to a press lift source (not shown) to continuously Forcing air into the cavity 16. The air is over the thread slit described above 16a sucked off.

Es soll jetzt das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 erläutert werden. Die dort gezeigte Bestrahlungsvorrichtung 110 hat einen Zylindermantel 111 zusammen mit einer querverlaufenden Deckplatte 112, die einstückig mit dem Zylindermantel 111 ausgebildet ist, und einer lösbaren, ebenfalls querverlaufenden Deckplatte 113. Fluchtende Öffnungen 112a und 113a sind in der Mitte der Deckplatten 112 bzw. 113 ausgebildet. Eine Abstimmschraube, die ähnlich der oben beschriebenen Abstimmschraube 25 ist, hat die Bezugszahl 125, während eine Öffnung, durch die Luft in den Hohlraum eingedrückt wird, mit 132 bezeichnet ist. Ein Flansoh 122 ist in den Zylindermantel 111 eingeschrsubt, um ein Koaxialkabel von einer Erregerquelle zum Hohlraum zu koppeln. The embodiment of FIG. 5 will now be explained. The irradiation device 110 shown there has a cylinder jacket 111 together with a transverse cover plate 112 which is integral with the cylinder jacket 111 is formed, and a detachable, likewise transverse cover plate 113. Aligned openings 112a and 113a are in the center of the cover plates 112 and 113, respectively educated. A tuning screw that is similar to the tuning screw described above 25, has the reference number 125, while an opening, through the Air is forced into the cavity, denoted by 132. A Flansoh 122 is inserted into the cylinder jacket 111, around a coaxial cable from an excitation source to couple to the cavity.

Eine gerade Koppelsonde 123 erstreckt sich gleichachsig zur Achse des Kreisflansches 122. Das Auarührungsbeispiel von Fig. 5 ist also dem. ersten Ausführungsbeispiel ähnlich, Jedoch hat die Einrichtung zur Erregung des Hohlraums die Form einer Sonde fm Gegensatz zu der oben vorgesehenen Schleifenkopplung.A straight coupling probe 123 extends coaxially to the axis of the circular flange 122. The embodiment of FIG. 5 is thus the. first The embodiment is similar, but has the means for exciting the cavity the shape of a probe in contrast to the loop coupling provided above.

Eine weitere Einrichtung zur Erregung des Hohlraums ist im lusführungsbeispiel von Fig. 6 und 7 abgebildet. Bei diesem luaf<1rngsbeispiel hat die Bestrahlungsvorrichtung 210 einen Zylindermantel 211, eine querverlaufende Deckplatto 212, der einstückig mit dem Zylindermantel 211 ist, und eine lösbare, querverlaufende obere Deckplatte 213. Another device for exciting the cavity is in the example embodiment 6 and 7 shown. In this example, the irradiation device has 210 a cylinder jacket 211, a transverse cover plate 212, which is in one piece with the cylinder jacket 211, and a detachable, transverse upper cover plate 213.

Die axialen affnungen, durch die der Faden kontinuierlioh geführt ist, sind mit 212a bzw. 213a bezeichnet und in den Deckplatten 212 bzw.The axial openings through which the thread is continuously passed are designated by 212a and 213a and in the cover plates 212 and

213 vorgesehen. Zine Abstimmschraube 225 ist in dem Zylindermantel 211 eingeschraubt und radial zum Hohlraum verschiebbar. Ein radial verlauf ender Fadenschlitz 216 befindet sich in den Deckplatten 212 und 213 ebenso wie auf einer Seite des Zylindermantels 211 zur Verbindung der Axialöffnungen 212a und 213a mit dem Außenraum der Vorrichtung.213 provided. Zine tuning screw 225 is in the cylinder jacket 211 screwed in and displaceable radially to the cavity. A radial course Thread slot 216 is located in cover plates 212 and 213 as well as on one Side of the cylinder jacket 211 for connecting the axial openings 212a and 213a with the exterior of the device.

Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Schlitz 216 einen einendigen Faden in die von Hohlraum gebildete Heizkammer aufnehmen. Der Zylindermantel 211 begrenzt auch eine Öffnung 250 zum Einkoppeln von Eingangsleistung.As in the previously described embodiments, the slot 216 pick up a single-ended thread into the heating chamber formed by the cavity. Of the Cylinder jacket 211 also delimits an opening 250 for coupling input power.

Wie im Querschnitt von Fig. 6 zu sehen ist, ist die Koppelöffnung 250 an beiden Seiten durch fortschreitend sich verengende Abschnitte des Zylindermantels 211 begrenzt, wobei die Abschnitte die Bezugszeichen 251 bzw. 252 haben. Die Kanten 251 und 252 der toppelöffnung 250 stellen eine anpassende Irisblende dar, um die Eingangaimpedanz des Hohlraums der Impedanz eines Wellenleiterzwischenstücks 253 anzupassen. Das Zwischenstück 253 ist starr an der iußenfläche des Zylindermantels 211 um die Kopp@@öffnung 250 befestigt und hat einen rechteckigen Flansch 254 zur Aufnahme eines entsprechenden Flansches eines rechteckigen Wellenleiterabschnitts, der Energie von der Quelle (nicht gezeigt) koppelt Das Zwischenstück 253 hat eine erste und zweite Breitwand 255 bzw 256 (vgl. Fig. 7) und eine erste bzw zweite Seitenrand 258 bzw 259. Die Seitenwändi 258 und 259 sind nach innen relativ zum Flansch 254 zu den entsprechenden Verbindungen mit dem Zylindermantel 211 der Bestrahlungszorrlohtung geneigt, so daß die Breitwände 255 und 256 fortschreitend bei der Annäherung an den Zylindermantel 211 dünner werden. Das verjüngte Wellenleiterzwischenstück 253 erlaubt zusammen mit den Anpassungsirisblenden 251 und 252 eine Zrregung des Resonanzhohlraums ohne größere Rückstrahlung von Energie zur Quelle. As can be seen in the cross section of FIG. 6, the coupling opening is 250 on both sides by progressively narrowing sections of the cylinder jacket 211, the sections having the reference numerals 251 and 252, respectively. The edges 251 and 252 of the cup opening 250 represent a matching iris diaphragm around the Input impedance of the cavity of the impedance of a waveguide spacer 253 adapt. The intermediate piece 253 is rigid on the outer surface of the cylinder jacket 211 around the Kopp @@ opening 250 and has a rectangular one Flange 254 for receiving a corresponding flange of a rectangular waveguide section, of the energy from the source (not shown) first and second wide walls 255 and 256 (see. Fig. 7) and a first and second side edge 258 and 259, respectively. The side walls 258 and 259 are inwardly relative to the flange 254 to the corresponding connections with the cylinder jacket 211 of the irradiation corrosion inclined so that the wide walls 255 and 256 progressively as they approach the cylinder jacket 211 become thinner. The tapered waveguide spacer 253 together with the matching iris diaphragms 251 and 252, it allows the resonance cavity to be excited without major reflection of energy to the source.

Beim Betrieb wird der Hohlraum der Mikrowellenbestrahlvorrichtung in jedem der abgebildeten Ausführungsbeispiele zum TM010-Modus angeregt. Die Magnetfeldlinien erstrecken sich im wesentlichen in Umfangsrichtung um die Hchlraumachse. Das heißtm, die magnetischen Feldlinien sind in jeder beliebigen Ebene quer zur Achse in konsenirirohen Kreisen angeordnet, die alle auf der Eohlraunachae zentriert sind. Die Feldstärke des Magnetfelds hat ein Maximum in der Hähe des inneren Zylindermantels des Hohlraums und nimmt zunehmend in Richtung zur Hohlraumachse hin ab. In operation, the cavity of the microwave irradiation device stimulated in each of the illustrated embodiments to the TM010 mode. The magnetic field lines extend essentially in the circumferential direction around the axis of the cavity. That means the magnetic field lines are in consensus rows in any plane transverse to the axis Arranged in circles, all centered on the Eohlraunachae. The field strength of the magnetic field has a maximum in the height of the inner cylinder jacket of the cavity and decreases increasingly in the direction of the cavity axis.

Die elektrischen Feldlinien sind orthogonal zu den magnetischen Feldlinien. Die elektrischen Feldlinien erstrecken eich daher senkrecht zwischen den beiden Deckplatten im wesentlichen parallel zueinsnder. Alle elektrischen Feldlinien liegen parallel zur Hohlraumachse. Die Feldstärke des elektrischen Felds ist konstant in uialer Richtung und variiert in radialer Richtung wie die Bessel-Funktion erster Art und nullter Ordnung. Das heißt, in einer Querebene hat die elektrische Feldstärke ihr Minimum am Zylindermantel des Hohlraums und nimmt bis zu einem Maximum auf der Hohlraumachre zu. Das Profil der elektrischen Feldstärke ist im wesentlichen das gleiche für jede gegebene Querebene senkrecht zur Achse und innerhalb des Hohlraums. Die Feldstärke steigt auch mit der frequenz an. The electric field lines are orthogonal to the magnetic field lines. The electric field lines therefore extend vertically between the two Cover plates essentially parallel to one another. All electric field lines lie parallel to the cavity axis. The field strength of the electric field is constant in uial direction and varies in radial direction like the Bessel function first Kind and zeroth order. That is, in a transverse plane has the electric field strength its minimum on the cylinder jacket of the cavity and takes up to a maximum on the Cavity too. The electric field strength profile is essentially that same for any given transverse plane perpendicular to the axis and within the cavity. The field strength also increases with frequency.

Der Radius des Hohlraums ist so gewählt, daß er etwas niedriger als die Wellenlänge der niedrigsten erwarteten Resonanzfrequenz des speziellen Leistungsoszillators ist, der zum Erregen des Hohlraums verwendet wird. Durch Einsetzen der Abstimmschraube in den Hohlraum an einer Stelle hohen Xagnetfelds kann die Resonanzfrequenz bei einem Minimum an Verschiebung erhöht werden. Dieser Anstieg ist eine Funktion des Schraubendurchmessers und der Einsetztiefe. The radius of the cavity is chosen so that it is slightly lower than the wavelength of the lowest expected resonance frequency of the particular power oscillator used to excite the cavity. By inserting the tuning screw In the cavity at a point of high magnetic field, the resonance frequency can be a minimum of displacement can be increased. This increase is a function of the Screw diameter and insertion depth.

Zusätzlich zu der Fehlanpassung, die durch die Einführung des feuchten Fadens bewirkt wird, kann eine zusätzliche 7requenzverschiebung durch Erwärmen des Hohlraumes infolge der ohmschen Verluste verursacht werden, was eine Ausdehnung der Hohlraumwände bewirken kann. In addition to the mismatch caused by the introduction of the moist An additional frequency shift can be achieved by heating the thread Cavity caused by the ohmic losses, resulting in an expansion the cavity walls can cause.

Daher unterdrückt die ompensation mittels der Abstimmschraube in jedem Ausführungsbeispiel derartige Frequenzverschiebungen.Therefore, the compensation by means of the tuning screw suppresses in each Embodiment such frequency shifts.

Der Resonanzzustand erlaubt, daß ein elektrisches Feld mit größerer Feldstärke al sonst möglich erzeugt wird, wobei die Eingangsleistung nur mäßig ist. Hohe elektrische Feldstärken können direkt mit den schnellen Neizraten in Verlustreichen dielektrischen Material, das behandelt wird, in Beziehung gesetszt werden. The state of resonance allows an electric field with greater Field strength as otherwise possible is generated, whereby the input power is only moderate. High electric field strengths can lead to high losses directly with the rapid stimulus rates dielectric material being treated.

Der Stromfluß zeigt den Skin-Effekt auf der Innenfläche, die den Hohlraum begrenzt. Da Jedoch der Hohlraum zum TM010-Modus angeregt wird, fließt der Strom radial zu den Dackplatten und axial entlang der Innenfläche des Zylindermantels, das heißt, in Linien, die im wesentlichen parallel zu den Schlitzen sind, die in den beiden abgebildeten Ausführungsbeispielen vorhanden sind. Da die Eiuziehschlitze nicht den Strom unterbrechen, kann kaum oder überhaupt nicht Mikrowellenenergie durch Strahlung austreten. Es ist ferner ersichtlich, daß die Länge, auf der die Energie einwirkt, ziemlich klein ist, wobei die Heizkammern durch die entsprechenden zylindrischen Gehäuse begrenzt sind Die Anforderungen an die elektrische Feldstärke sind von Anwendung zu Anwendung verschieden, je nachdem, ob die axiale Länge der Bestrahlungsvorrichtung und das Volumen des pro Zeiteinheit zu entfernenden Wassers größer oder kleiner sind. Es ist jedoch ersichtlich, daß in beiden Ausführungsbeispielen die Ausrichtung der elektrischen Feldlinien parallel zur Oberfläche des behandelten Guts an der Stelle maximaler Feldstärke zu finden ist. Das bzwirkt eine maximale Kopplung von Mikrowellenenergie in das zu erhitzende und damit zu behandelnde Gut. The current flow shows the skin effect on the inner surface, which is the Limited cavity. However, since the cavity is excited to the TM010 mode, it flows the flow radially to the top plates and axially along the inner surface of the cylinder jacket, that is, in lines that are substantially parallel to the slots that appear in the two illustrated embodiments are available. Because the egg pull slots does not interrupt the current, can hardly or not at all microwave energy leak through radiation. It can also be seen that the length on which the Energy acts is quite small, with the heating chambers through the corresponding cylindrical housing are limited The requirements for the electrical field strength vary from application to application, depending on whether the axial length of the Irradiation device and the volume of per unit of time too removing water are larger or smaller. However, it can be seen that in both embodiments the alignment of the electric field lines parallel to find the surface of the treated material at the point of maximum field strength is. This results in a maximum coupling of microwave energy into the one to be heated and goods to be treated with it.

Falls der Faden aus feuchten Seilen Von Fiberglas besteht, wird eine Mikrowellenfrequenz von 2,45 GHz bei einer axialen Innenabmessung des Hohlraums von 15,0 cm ( 6 Zoll) und einem Innendurchmesser von etwa 8,75 cm (3,5 Zoll) verwendet. Für schnelleres Erwärmen sind große elektrische Feldstärken erforderlich. Wenn jedoch ein dielektrischer Durchsohlag bei den größeren Feldstärken erfolgen kann, ist es wünschenswert, eine möglichst hohe Frequenz zu verwenden. Der Leistung bedarf für die Verdaipfung des aufgenouenen Wassers ist Jedoch Ziemlich klein. Die tatsächlich eingekoppelte Leistung, die nach der Rechnung notwendig ist, beträgt größenordnungsmäßig 100 W. Die Realisierung von hohen elektrischen Feldstärken mit niedriger Eingabeleistung wird durch die Resonanzhohlraum-Bestrahlungsvorrichtung erzielt. If the thread is made from wet ropes of fiberglass, it becomes a Microwave frequency of 2.45 GHz with an axial inner dimension of the cavity 15.0 cm (6 inches) and an inside diameter of about 8.75 cm (3.5 inches) was used. Large electric field strengths are required for faster heating. But when a dielectric penetration can occur at the higher field strengths, it is desirable to use as high a frequency as possible. The performance needs for However, the evaporation of the taken up water is quite small. Actually Coupled power, which is necessary according to the invoice, is of the order of magnitude 100 W. The realization of high electric field strengths with low input power is achieved by the resonant cavity irradiation device.

Bei Resonanz ist die Eingangsimpedanz eines derartigen Hohlraums reall, das heißt die kapazitive Reaktanz ist gleich der induktiven Reaktanz. Auf diese Weise ist die im elektrischen Feld gespeicherte mittlere Energie gleich der mittleren Energie, die im Magnetfeld gespeichert ist. At resonance is the input impedance of such a cavity reall, that is, the capacitive reactance is equal to the inductive reactance. on in this way the mean energy stored in the electric field is equal to that mean energy that is stored in the magnetic field.

Bei Mikrowellenfrequenzen werden metallische Behälter oder Hohlräume im allgemeinen verwendet, um die Resonanzkreise mit konstante Parameter aufweisenden Einzelbauteilen zu ersetzen. Wie bereits erwähnt wurde, ist ein Hohlraum eine Kammer oder ein Raum, die bzw der von einer leitenden Fläche umgeben ist und in der ein elektromagnetisches Feld erregt und unterhalten werden kann. Die elektrische und magnetische Energie werden in der Kammer des Hohlraums gespeichert. At microwave frequencies, metallic containers or cavities become generally used to have the resonance circuits with constant parameters To replace individual components. As mentioned earlier, a cavity is a chamber or a space that is surrounded by a conductive surface and in which a electromagnetic field can be excited and entertained. The electric and magnetic energy is stored in the chamber of the cavity.

Die stromleitenden Wände lassen den Leistungsverlust ansteigen und sind daher irgendeinem Widerstandswert in einem Ersatzschaltbild äquivalent. Die Einführung eines verlustbehafteten dielektrischen Materials gibt Veranlassung zu einem zusätzlichen Leistungsverlust und ändert so den effektiven Widerstand und Q des Hohlraums. Q ist das Verhältnis der dissipierten Energie zur Gesamtenergie, während ein höherer Wert Q höhere Feldstärken erlaubt. Die Felder im Hohlraum werden durch eine koaxiale Schleife, Sonde oder Öffnung erregt.The conductive walls let the power loss increase and are therefore equivalent to any resistance value in an equivalent circuit diagram. The introduction of a lossy dielectric material gives rise to an additional one Loss of power, thus changing the effective resistance and Q of the cavity. Q is the ratio of the dissipated energy to the total energy, while a higher one Value Q allows higher field strengths. The fields in the cavity are created by a coaxial Loop, probe, or opening energized.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 - 3 wird die Impedanzanpassung zwischen der Quellenimpedanz und der Impedanz des Resonanzhohlraums durch Ausrichten der Endschleife 24 des Mittelleiters 23 erreicht, der in den Hohlraum 16 vorspringt, um die maximale Leistung in den Hohlraum zu koppeln. Das Anpassen der Frequenz, bei der der Hohlraum seine Resonanz hat, an die Quellenfrequenz, um die Menge der zur Quelle reflektierten Leistung klein zu halten, wird durch die Abstimmschraube 25 vorgenommen (oder die Abstimmschrauben 125 oder 225 in den Ausführungsbeispielen von Fig. 5 bzw. 6 - 7). Wenn die Frequenz des Hohlraums auf die Frequenz der Quelle abgestimmt und die Impedanz des Hohlraums der Impedanz der Quelle und des Speisewellenleiters angepaßt ist, werden eine maximale Feldstärke im Hohlraum und ein höherer Wirkungsgrad erreicht. In the embodiment of FIGS. 1-3, the impedance matching is performed between the source impedance and the impedance of the resonant cavity by alignment reaches the end loop 24 of the central conductor 23 protruding into the cavity 16, to couple the maximum power into the cavity. Adjusting the frequency, at which the cavity has its resonance, to the source frequency, to the amount of Keeping the power reflected from the source small is made possible by the tuning screw 25 (or the tuning screws 125 or 225 in the exemplary embodiments of Fig. 5 and 6-7). When the frequency of the cavity to the frequency of the source matched and the impedance of the cavity to the impedance of the source and feeder waveguide is adapted, a maximum field strength in the cavity and a higher efficiency achieved.

Die einpolige Koppelsonde 28, die sich an der unteren Deokplatte des Resonators befindet, koppelt einen kleinen Teil der Le (größenordnungsmäßig mW) aus dem Hohlraum. Für eine gegebene einfallende Leistung wird der Hohlraum durch die Schraube 25 so lange abgestimmt, bis die durch die Sonde 28 ausgekoppelte Leistung maximal ist. The single-pole coupling probe 28, which is located on the lower Deok plate of the resonator, couples a small part of the Le (of the order of magnitude mW) from the cavity. For a given incident power, the cavity will be through the screw 25 tuned until the power decoupled by the probe 28 is maximum.

Diese Ermittlung des Spitzenwerts der Ausgangsleistung für eine konstante Eingangsleistung zeigt den Resonanzzustand des Hohlraums an, das heißt,die Frequenz wird so lange verstellt, bis Resonanz erreicht wird. Die Abstimmschraube 25 erlaubt die genaue Anpassung der Hohlraumresonanzfrequenz an die Oszillatorfrequenz des Magnetrons (oder einer anderen Mikrowellenquelle).This determination of the peak value of the output power for a constant Input power indicates the resonance state of the cavity, that is, the frequency is adjusted until resonance is reached. The tuning screw 25 allows the exact matching of the cavity resonance frequency to the oscillator frequency of the Magnetrons (or other microwave source).

Der Eingangsleistungskoppler positioniert diese Schleife am Zylindermantel an einer Stelle hoher Magnetfeldstärke, jedoch niedriger elektrischer Feldstärke. Durch Vermeiden der Eingangskopplung (oder Erregung) an einer Stelle hoher elektrischer Feldstärke wird die Gefahr eines elektrischen Durchschlags am Sondenort beträchtlich verringert. The input power coupler positions this loop on the cylinder jacket at a point of high magnetic field strength, but low electric field strength. By avoiding input coupling (or excitation) at a high electrical location Field strength increases the risk of electrical breakdown at the probe location decreased.

Die Einrichtung zum Einblasen von Luft in den Hohlraum gewährleistet, daß die Luft im Resonator nicht mit Feuchtigkeit gesättigt wird. Sie dient außerdem zur Kühlung der Innenfläche der Vorrichtung, da die in den Hohlraumwänden dissipierte Leistung au einer beträchtlichen Erwärmung des Metalls Führut. The device for injecting air into the cavity ensures that the air in the resonator is not saturated with moisture. It also serves for cooling the inner surface of the device as it dissipated in the cavity walls Performance on a considerable heating of the metal lead.

Wenn alle anderen Parameter konstant gehalten werden, wird der Wirkungsgrad des Resonators stark durch den spezifischen Widerstand des für ihn verwendeten Metalls beeinflußt (ven besonderer Wichtigkeit ist wegen des Skin-Effekts das Metall, das die Lanenfläche des Hohlraums bildet). Je kleiner der spezifische Widerstand dieses Metalls ist, desto klein sind die Verluste in den Resonatorwänden für eine gegebene elektrische Feldstärke auf der Mittellinie des Hohlraums. Die in das Material auf der Mittellinie eingekoppelte Leistung ist direkt proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke, was die resultierende Erhöhung im Wirkungsgrad erklärt. If all other parameters are kept constant, the efficiency will be of the resonator due to the specific resistance of the metal used for it influences (because of the skin effect, the metal that forms the plane of the cavity). The smaller the resistivity this Metal, the small the losses in the resonator walls for a given one electric field strength on the center line of the cavity. Which in the material up The power coupled into the center line is directly proportional to the square of the electrical power Field strength, which explains the resulting increase in efficiency.

Silber hat einen sehr niedrigen spezifischen Widerstand und wird daher vorzugsweise für die Innenfläche des Hohlraums verwendet. Eine Plattierungsdicke von 0,005 mm (0,2 mil) reicht aus, um die Skin-Tiefe der Ströme bei 2,45 GHz zu dberschreiten und damit die notwendige Abschirmung vom Hauptteil des den Resonator bildenden Metalls vorzunehmen. Die Verwendung von Metallen mit einer noch größeren Leitfähigkeit führt zu einem entsprechenden Anstieg des Wirkungsgrads. Silver has very low resistivity and will therefore preferably used for the inner surface of the cavity. A plating thickness 0.005 mm (0.2 mil) is sufficient to increase the skin depth of the currents at 2.45 GHz db and thus the necessary shielding from the main part of the resonator forming metal. The use of metals with an even greater Conductivity leads to a corresponding increase in efficiency.

Die erfindungsgemäß Bestrahlungsvorrichtung ist ferner für Anwendungen geeignet, die einen Tandembetrieb erfordern, wobei der Faden durch mehrere Bestrahlungsvorrichtungen nacheinander gezogen wird. The irradiation device according to the invention is also suitable for applications suitable that require tandem operation, the thread by multiple irradiation devices is pulled one after the other.

In diesem Fall ist es wünschenswert, für jeden Resonator einen eigenen Mikrowellenoszillator (oder Mikrowellenquelle) vorzusehen.In this case it is desirable to have a separate one for each resonator Provide a microwave oscillator (or microwave source).

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Device for microwave irradiation of a good, wherein the microwave energy is from a source, not indicated by a resonant cavity unit, by excitation means for exciting the resonant cavity unit for generation electric field lines in a common direction that are essentially parallel lies out of line with the resonant cavity unit delimiting a device which receives the good in such a position that a surface of the good is essentially parallel to the line when the good is in the electric field.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the resonant cavity unit has a straight circular cylinder with a cylinder jacket that defines a central axis, and that the line is parallel to the axis so that the electric field lines are arranged within the cylinder jacket. and are essentially parallel ou extend the axis.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the resonant cavity unit a first and second, transverse cover plate that the cover plates face each other and delimit the cavity with, and that the electrical Field lines run essentially perpendicularly between the inner surfaces of the cover plates.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Zylinw dermantel defines at least one elongated slot which is substantially parallel extends to the axis to receive the good

5. Apparatus according to claim 3, characterized characterized in that the material is a thread, and that the device receiving the material is a continuous slot that is in the two cover plates and in the cylinder jacket located in a plane passing through the axis to create a connection between the axis and the external space of the cavity to allow A

6. Device according to claim 1, characterized by means which adhere to the interior of the resonant cavity unit is connected to blow air into this.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Besonanzhoblraumeinheit has a cylinder jacket that the excitation device has the resonance cavity unit essentially to the TM010 mode stimulates the electric field lines essentially parallel to the axis of the cylinder jacket, and that the field strength of the electric Field lines increases from a minimum on the cylinder surface to a maximum on the axis.

8. The device according to claim 1, characterized by a tuning device for varying the resonance frequency of the resonance cavity unit.

9. The device according to claim 1, characterized by a probe device, which extends partially into the resonant cavity unit to get out of this power coupled out so that the frequency of the resonance cavity unit to the frequency of the Source of microwave energy is tunable.

10. The device according to claim 1, characterized in that the excitation device a loop extending into and around the resonant cavity unit and a means for adjusting the orientation of the loop to the input impedance of the resonant cavity unit to the output impedance of the source adapt.

11. The device according to claim 1, characterized in that the excitation device has a coupling probe that extends into the resonant cavity unit to excite it extends.

12. The device according to claim 1, characterized in that the resonant cavity unit a coupling opening limits, and that the excitation device is a waveguide unit which is connected to the resonance cavity unit via the coupling opening is to excite the resonant cavity unit to the TM010 mode.

13. Device for microwave irradiation of a good in the form of a Fadens or the like, wherein the microwave energy comes from a source by a resonant cavity unit, by means for receiving the microwave energy from the source to excite the resonant cavity unit to enter itself electric field generated in essentially a single mode, its field lines are substantially parallel, the resonant cavity assembly having the filament in one Picks up position which is essentially parallel to the field lines.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the Special hollowness the shape of a straight rectangular cylinder including one Cylinder jacket and a first and second, transverse cover plate, which together define a heating chamber.

15. The device according to claim 14, characterized in that the Resonant cavity unit is essentially only excited to the TM010 mode, so that the electrical field strength shows a maximum on the axis of the cylinder jacket, and that the thread is taken up by the resonant cavity unit and this in essential on the ego. runs through.

16. The device according to claim 15, characterized in that the Resonant cavity unit has a conductive screw that is inserted into the cylinder jacket is screwed and optionally screwed radially into the resonance cavity unit is to set the resonant cavity unit to the frequency of the source of microwave energy to vote.

17. The device according to claim 13, characterized by a probe in the resonance cavity unit for coupling out a small amount of energy in order to reduce the determine maximum coupling of energy from the source to the resonant cavity unit.

18. The device according to claim 13, characterized by a device in the resonance cavity unit for blowing air therethrough.

19. The device according to claim 14, characterized in that the Resonant cavity unit that receives the filament, a continuous slot in the side wall and the two cover plates in a plane passing through the axis runs to a connection from the outer space of the resonance cavity unit with the axis and to facilitate the pulling of the thread into the resonant cavity unit.

20. The device according to claim 13, characterized in that the Excitation device has an adjusting device to adjust the input impedance of the resonance cavity unit to match the output impedance of the source.

L e r s e i t e