DE2202276C3

DE2202276C3 - High frequency heating device

Info

Publication number: DE2202276C3
Application number: DE2202276A
Authority: DE
Inventors: Arnold Marvin Cedar Rapids Ia. Bucksbaum (V.St.A.)
Original assignee: Amana Refrirgeration Inc Amana Ia (vsta)
Current assignee: Amana Refrirgeration Inc Amana Ia (vsta)
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1975-08-07
Also published as: FR2123334A1; JPS5216255B1; NL7201054A; DE2202276A1; FR2123334B1; DE2202276B2; IT948203B; US3670134A; CH536060A; AU465174B2; AU3767372A; GB1362076A; BE778305A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenz-Erhitzungsgerät, dessen Gehäuse von einem Hochfrequenzgenerator Energie über einen im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Hohlleiter zuführbar ist, welcher einen reflektierte Energie zu einer Absorptionseinrichtung leitenden Zirkulator mit einem im Hohlleiter an einer Hohlleiterwand angeordneten, ferrimagnetischen Bauelement und mit einem dieses magnetisierenden Permamentmagneten enthältThe invention relates to a high frequency heating device, whose housing from a high-frequency generator energy via a cross-section in substantially rectangular waveguide can be fed, which a reflected energy to an absorption device conductive circulator with a ferrimagnetic one arranged in the waveguide on a waveguide wall Component and with a permanent magnet that magnetizes this

Bekanntermaßen tritt eine starke Reflexion von Hochfrequenzenergie aus dem Gehäuse des Hochfrequenz-Erhitzungsgerätes zum Hochfrequenzgenerator hin auf, wenn eine Fehlanpassung vorliegt oder w<snn sich kein zu erhitzendes Gut innerhalb des Gehäuses des Hochfrequenz-Erhitzungsgerätzs befindet. Da die Energiequellen und die zugehörigen Hochspannungs-Schallkreise sehr wertvolle Geräteteile darstellen, werden Schutzeinrichtungen benötigt, welche eine Beschädigung an dem Hochfrequenz-Erhitzungsgerät auf Grund starker Fehlanpassungen, beispielsweise beim Vorhandensein metallischer Gegenstände innerhalb des Gehäuses, oder auf Grund des Fehlens einer Belastung, verhindern.As is known, there is a strong reflection of high frequency energy from the housing of the high frequency heating device towards the high frequency generator if there is a mismatch or w <snn there are no items to be heated within the housing of the high-frequency heating device. Since the Energy sources and the associated high-voltage sound circuits represent very valuable parts of the device, protective devices are required to prevent damage on the high-frequency heating device due to severe mismatches, for example in the Presence of metallic objects inside the housing, or due to the absence of a load, impede.

Schutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise aus den USA.-Patentschriften 2 498 719,2 498 720 und 2 679 595 bekannt sind, sprechen auf eine bestimmte Ausbildung von stehenden Wellen innerhalb der Energiezuleitung zum Gehäuse des Hochfrequenz-Erhitzungsgeräts •n und bewirken beim Auftreten unzulässiger Betriebszustände eine Abschaltung des Hochfrequenzgenerators. Protective devices such as those found in U.S. Patents 2,498,719, 2,498,720 and 2,679,595 are known, speak to a certain formation of standing waves within the energy supply line to the housing of the high-frequency heating device • n and cause impermissible operating states to occur a shutdown of the high-frequency generator.

Bei Hochfrequenz-Erhitzungsgeräten der eingangs angegebenen Art, wie sie etwa aus der USA.-Patent schrift 3 437 777 bekannt sind, wird die aus dem Erhitzungsraum reflektierte Energie von dem Zirkulator derart zu einer in einem Hohlleiterabzweig gelegenen Absorptionseinrichtung abgeleitet, daß diese reflektierte Energie nicht zum Hochfrequenzgenerator gelangen und dort Schaden anrichten kann. Der Zirkulator des bekannten Gerätes enthält in einer Bauform desselben ein einziges, an einer Hohlleiterwand im Abzweigbereich angeordnetes, ferrimagnetisches Bauelement und, auf der Außenseite derselben Hohlleiterwand nur durch diese von dem ferrimagnetischen Bauelement getrennt, den zur Magnetisierung dienenden Permanentmagneten. Wegen der Unsymmetrie der Anordnung er-In the case of high-frequency heating devices, the initially specified type, such as from the USA patent 3 437 777 are known, the energy reflected from the heating space is used by the circulator derived in such a way to an absorption device located in a waveguide branch that it reflected Energy cannot reach the high-frequency generator and cause damage there. The circulator of the known device contains in one design of the same a single one, on a waveguide wall in the junction area arranged, ferrimagnetic component and, on the outside of the same waveguide wall only separated by these from the ferrimagnetic component, the permanent magnets used for magnetization. Because of the asymmetry of the arrangement

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gibt sich an der zur Innenseite des Hohlleiters weisenden Stirnfläche des ferrigmagnetischen Bauelements ein der Zirkulatorwirkung abträgliches Feldbild, weshalb bei anderen Ausführungsformen des bekannten Gerätes an der jeweils gegenüberliegenden Hohlleiterwaiid eine zweite, symmetrische Anordnung aus einem ferrimagnetischen Bauelement und einem Permanentmagneten vorgesehen istoccurs on the end face of the ferromagnetic component facing the inside of the waveguide a field image that is detrimental to the circulator effect, why in other embodiments of the known device on the opposite waveguide wall a second, symmetrical arrangement of a ferrimagnetic component and a permanent magnet is provided

Demgegenüber soll durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, ein Hochfrequenz-Erhitzungsgerät der eingangs angegebenen, allgemeinen Art so auszubilden, daß am Zirkulator Ferritwerkstoff eingespart werden kann, ohne daß die Zirkulatorwirkung verschlechtert wird.In contrast, the object is to be achieved by the invention, a high-frequency heating device to be designed in such a way that ferrite material is saved on the circulator can without deteriorating the circulator effect.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Permanentmagnet in einer auf das ferrimagnetische Bauelement hin gerichteten Einbuchtung der dem ferrimagnetischen Bauelement gegenüberliegenden Hohlleiterwand im Abstand von dem ferrimagnetischen Bauelement angeordnet istAccording to the invention, this object is achieved in that the permanent magnet is connected to the ferrimagnetic Component facing indentation of the opposite of the ferrimagnetic component Waveguide wall is arranged at a distance from the ferrimagnetic component

Während es aus der USA.-Patentschrift 3 105 206 an sich bekannt ist die Permanentmagneten eines Zirkulators in Ausnehmungen der Hohlleiterwand anzuordnen, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Permanentmagneten in einer Einbuchtung der Hohlleiterwand in vorteilhafter Weise eine Qutrschnittsverengung des Hohlleiters im Bereich des ferrimagnetischen Bauelements erzielt aus dessen Stirnfläche die magnetischen Feldlinien in verhältnismäßig großer Dichte im wesentlichen senkrecht austreten, obwohl zur Magneti sierung dieses Bauelements nur ein einziger Permanentmagnet vorgesehen ist.While it is known per se from US Pat. No. 3,105,206 the permanent magnets of a circulator To be arranged in recesses in the waveguide wall is made possible by the arrangement of the permanent magnet according to the invention In an indentation in the waveguide wall, a cross-sectional constriction is advantageous of the waveguide in the area of the ferrimagnetic component achieves the magnetic from its end face Field lines emerge in a relatively high density essentially perpendicular, although to Magneti Sizing this component only a single permanent magnet is provided.

Ausfuhrungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellt darExemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the drawing. It puts represent

F1 g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Hochfrequenz-Erhitzungsgerätes mit teilweise aufgebrochener oberer Wand, um die darunterliegenden Teile sichtbar zu machen,F1 g. 1 is a perspective view of a high frequency heating device with the upper wall partially broken open, around the parts underneath visible close,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch ein Hochfrequenz- Erhitzungsgerät,F i g. 2 a vertical section through a high-frequency heating device,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt entsprechend der in F i g. 2 angedeuteten Schnittebene 3-3,F i g. 3 shows a horizontal section corresponding to that in FIG. 2 indicated section plane 3-3,

F i g. 4 einen Vertikalschnitt entsprechend der in F i g. 3 angedeuteten Schnittebene 4· 4,F i g. 4 shows a vertical section corresponding to that in FIG. 3 indicated cutting plane 4 4,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform,F i g. 5 a section through a somewhat modified embodiment,

F i g. 6 einen Vertikalschnitt entsprechend der in F i g. 5 angedeuteten Schnittebene 6-6,F i g. 6 shows a vertical section corresponding to that in FIG. 5 indicated cutting plane 6-6,

F i g. 7 eine Schnittdarstellung eines Bauteils zur Konzentration der magnetischen Feldlinien.F i g. 7 shows a sectional illustration of a component for concentrating the magnetic field lines.

F i g. 8 eine Schnittdarstellung eines Wellenleiterabschnittes undF i g. 8 is a sectional view of a waveguide section and

F i g. 9 einen vergrößerten Schnitt der Magnetisierungseinrichtung. F i g. 9 is an enlarged section of the magnetizing device.

In F i g. 1 ist ein Hochfrequenz-Erhitzungsgerät 2 gezeigt, in welchem als Generator zur Erzeugung der Mikrowellenenergie gewöhnlich ein Magnetron eingesetzt wird, das Energie mit einer Frequenz von 2450 MHz entsprechend einer Wellenlänge von etwa 12,7 cm im freien Raum abgibt. In der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck »Mikrowellen« Energie im Bereich des Spektrums von 30 cm bis 1 mm Wellenlänge bezeichnen. Ein quaderförmiges Gehäuse 6 mit rechteckigen, leitenden Wandungen 4 besitzt eine Zugangsöffnung mit einer Tür 8, die eine perforierte Stirnplatte 10 aufweist. Die Perforation erstreckt sich über den größten Teil des Öffnungsquerschnittes derIn Fig. 1 shows a high-frequency heating device 2, in which a magnetron is usually used as a generator to generate the microwave energy is, the energy with a frequency of 2450 MHz corresponding to a wavelength of about 12.7 cm in free space. In the present description, the term "microwave" is intended to mean energy denote in the range of the spectrum from 30 cm to 1 mm wavelength. A cuboid housing 6 with rectangular conductive walls 4 has an access opening with a door 8, which is a perforated Has face plate 10. The perforation extends over most of the opening cross-section of the

Zugangsöffnung, wodurch während des Betriebes des ßerätes das Entweichen elektromagnetischer Energie verhindert wird. Zum öffnen der Tür 8 ist ein Handgriff |2 vorgesehen. Neben der Zugangsöffnung liegt eine Tafel 14, hinter welcher sich die Ein richtungen zur Erzeugung der elektromagnetischen Energie und die zugehörigen Schaltungen einschließlich der Hochspannungsquelle sowie die Betätigungs- und Steuereinrichtungen befinden.Access opening, whereby the escape of electromagnetic energy during the operation of the ßerätes is prevented. To open the door 8 is a handle | 2 provided. Next to the access opening is a panel 14, behind which the A directions for generation the electromagnetic energy and associated circuitry including the high voltage source as well as the actuation and control devices are located.

Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß ein durch das Blocksymbol 16 angedeuteter Magnetron-Hochfrequenz-Energiegenerator mit einer Hochspannungsquelle 18 verbunden ist, welche die üblichen, bekannten Bauteile enthält Die elektromagnetische Energie wird von dem Magnetrongenerator 16 mittels einer Antennensonde oder eines Einkopplungsstiftes 20 in eine aus dielektrischem Werkstoff bestehende Kappe 22 eingeführt, die jn den Abgabe-Wellenleitungsabschnitt 24 hineinragt, mittels welchem die Energie der gewünschten Frequenz in das Gehäuse 6 des Heizgerätes eingeführt wird. Die Wellenleitung 24 ist an einem Ende mittels einer Wandung 26 verschlossen, die mit Perforationen 28 versehen sein kann, um eine Kühlung der im Inneren befindlichen Bauteile durch Einleiten von Druckluft zu erleichtern. Das offene, innere Ende 30 ist dem Innenraum des Gehäuses 6 zugewandt Eine gleichmäßige Abstrahlung der elektromagnetischen Energie wird mittels eines Flügelrades 32 erreicht, wie es etwa in der USA.· Patentschrift 2 813 185 beschrieben ist. Das Flügelrad 32 weist eine Anzahl von Flügeln 34 auf, die mittels eines Kleinmotors 36 in Umdrehung versetzt werden. Die zu erhitzenden Gegenstände oder das zu erhitzende Gut wird in dem Gehäuse 6 auf eine aus dielektrischem Werkstoff bestehende Platte 38 gesetzt. welche die Bodenwandung 40 des Gehäuses überspannt und von Absätzen 42 gehalten ist. Die Platte ermöglicht eine Einwirkung der elektromagnetischen Energie von allen Seiten auf das zu erhitzende Gut durch Reflexion an den umgebenden, leitenden Gehäusewandungen. Man kann diese Teile aus dielektrischem Werkstoff auch so ausbilden, daß sie die elektromagnesche Energie zu einem gewissen Grade absorbieren, lalls eine starke Fehlanpassung auftritt, eiche zu einer Beschädigung des Generators führen koirite.From Fig. 2 it can be seen that a by the block symbol 16 indicated magnetron high-frequency energy generator with a high-voltage source 18 is connected, which contains the usual, known components The electromagnetic energy is from the Magnetron generator 16 by means of an antenna probe or a coupling pin 20 in a dielectric Material existing cap 22 inserted, which protrudes into the output waveguide section 24, by means of which the energy of the desired frequency is introduced into the housing 6 of the heater will. The waveguide 24 is closed at one end by means of a wall 26 which has perforations 28 can be provided in order to cool the components located inside by introducing compressed air facilitate. The open, inner end 30 is the interior of the housing 6 facing A uniform radiation of the electromagnetic energy is by means of an impeller 32 such as is described in U.S. Patent 2,813,185. The impeller 32 has a number of vanes 34 which are set in rotation by means of a small motor 36 will. The objects to be heated or the goods to be heated is in the housing 6 on one off dielectric material existing plate 38 set. which spans the bottom wall 40 of the housing and is held by paragraph 42. The plate allows the electromagnetic to act Energy from all sides onto the item to be heated through reflection on the surrounding, conductive housing walls. You can train these parts of dielectric material so that they are the electromagnetic Absorbing energy to some extent, if a severe mismatch occurs, adjust to one Damage to the generator will result in koirite.

Innerhalb des Energieabgabeabschnittes der Kopplungs-Wellenleitung ist ein Zirkulator 46 vorgesehen, der Abzweigleitungen 48, 50 und 52 aufweist, die beispielsweise im Querschnitt rechteckig sind. Ein ferrimagnetisches Bauelement 54 scheibenförmiger Gestalt ist innerhalb des sämtlichen Wellenleiterzweigen gemeinsamen Verbindungsbereiches angeordnet. Das ferrimagnetische Bauelement ist an der oberen, breiten Wandung des Wellenleitsrabschnittes 24 gehaltert, wobei ein zur Konzentration der magnetischen Feldlinien dienendes Bauteil 56 zwischengelegt ist, das aus einem magnetisch aktiven Werkstoff, beispielsweise aus Eisen besteht und im wesentlichen einen Sockel für das daran befestigte, ferrimagnetische Bauelement bildet. Eine ebenfalls aus Eisen bestehende Magnetplatte 58 liegt außen an der Wandung des Wellenleiterabschnittes an und ist mit dem sockelartigen Bauteil 56 verbunden. Unterhalb der beschriebenen Anordnung befindet sich innerhalb der durch die Wände der Kopplungs-Wellenleitung 24 vorgegebenen Umgrenzung ein Permanentmagnet 60, der in einem durch eine Einbuchtung 62 ^bS der Wellenleiterwandung gebildeten Bereich verringerten Querschnittes der Wellenleitung gelegen ist. Eine Befestigungsplatte 64 aus einem geeigneten Metall stützt den Permanentmagneten GO ab. Mittels einer Senkschraube 66 ist das sockelartige Bauteil 56 an der oberen Wand des Wellenleiterabschnittes festgehalten. Der nach der Seite gerichtete Wellenleiterabzweig 52 enthält eine energieabsorbierende Einrichtung, beispielsweise in Form einer Belastung aus Siliziumcarbid. An Hand der F i g. 3 und 4 sei die Wirkungsweise des Zirkulators 46 beschrieben, bei welchem in Verbindung mit der Anordnung und Befestigung des ferrimagnetischen Bauelements 54 eine Konzentration der magnetischen Feldlinien durch das Bauteil 56 und eine Verminderung des Wellenieiterquerschnittes vorgesehen sind Die von dem Generator abgegebene Energie tritt in den Wellenleiterteil 48 ein, der die volle Höhe von beispielsweise 54,5 mm und eine Breite von 110 mm besitzt, um die betreffende Frequenz fortleiten zu können. Der Zirkulator mit dem ferrimagnetischen Bauelement ist jedoch in Wellenleiterabschnitten mit verminderter Höhe untergebracht, welche an den Abgabeabschnitt in an sich bekannter Weise über einen einstufigen Viertelwellenlängen-Transformator 70 angepaßt sind. Eine in hohem Maß zufriedenstellende Zirkulatorwirkung kann mit einer Höhe von etwa 25 mm für ciie Wellenleiterabschnitte 50 und 52 erreicht werden, wobei im Bereich der Anordnung des die Gyratorwirkung hervorrufenden, fernmagnetischen Bauelements eine weitere Ver minderung der Querschnittsfläche durch die Einbuchtung 62 der Wellenleiterwand erzielt wird, die den Magneten 60 beherbergt.Within the energy output section of the coupling waveguide, a circulator 46 is provided which has branch lines 48, 50 and 52 which are, for example, rectangular in cross section. A ferrimagnetic component 54 in the form of a disk is arranged within the connecting area common to all waveguide branches. The ferrimagnetic component is held on the upper, wide wall of the waveguide section 24, with a component 56 serving to concentrate the magnetic field lines being interposed, which consists of a magnetically active material, for example iron, and essentially a base for the ferrimagnetic material attached to it Component forms. A magnetic plate 58, which is also made of iron, rests on the outside of the wall of the waveguide section and is connected to the base-like component 56. Below the described arrangement, within the boundary given by the walls of the coupling waveguide 24, there is a permanent magnet 60, which is located in an area of reduced cross section of the waveguide formed ^{by an indentation 62 b} S of the waveguide wall. A mounting plate 64 made of a suitable metal supports the permanent magnet GO. The base-like component 56 is held on the upper wall of the waveguide section by means of a countersunk screw 66. The waveguide branch 52 directed to the side contains an energy-absorbing device, for example in the form of a load made of silicon carbide. On the basis of FIG. 3 and 4, the mode of operation of the circulator 46 is described, in which, in connection with the arrangement and fastening of the ferrimagnetic component 54, a concentration of the magnetic field lines through the component 56 and a reduction in the waveguide cross-section are provided.The energy emitted by the generator enters the waveguide part 48, which has the full height of 54.5 mm, for example, and a width of 110 mm, in order to be able to pass on the relevant frequency. However, the circulator with the ferrimagnetic component is accommodated in waveguide sections with reduced height, which are adapted to the output section in a manner known per se via a single-stage quarter-wave transformer 70. A highly satisfactory circulator effect can be achieved with a height of about 25 mm for ciie waveguide sections 50 and 52, a further reduction in the cross-sectional area being achieved in the area of the arrangement of the remote magnetic component causing the gyrator effect through the indentation 62 in the waveguide wall, which houses the magnet 60.

Die Dielektrikumseigenschaften des fernmagnetischen Werkstoffes für das Bauelement 54 sowie Durchmesser und Höhe werden unter Beachtung der Forderung einer Sättigung im magnetischen Feld und einer bevorzugten Orientierung gewählt, wie dies beim Aufbau von Zirkulatoren zu beachten ist. Breitet sich die elektromagnetische Energie in einer im Querschnitt rechteckigen Wellenleitung als TEi 0-Welle aus, so sollen die Körper aus dem verwendeten Werkstoff in einer Richtung parallel zum elektrischen Feldvektor E oder parallel zu den schmalen Wandungen magnetisiert werden. Weiter ist es bekannt, daß die richtige Bewegung des Elektronenspins für eine nicht reziproke Ausbreitung elektromagnetischer Wellen erreicht wird, wenn die ferrimagnetischen Bauelemente gegenüber der Mittellinie oder Längsachse 72 der Wellenleitung gemäß F i g. 3 versetzt sind. Diese Erscheinung kann durch den sogenannten Feld-Verschiebungseffekt bei Ferritisolatoren erklärt werden, welcher in der Verötfentlichung »Microwave Ferrites and Fernmagnetics«, von B. L a χ und K. J. B u 11 ο η , McGraw-Hill Book Company. 1962, S. 362 bis 372. beschrieben ist. Bei unbelasteten Wellenleitungen mit rechteckigem Querschnitt tritt das Maximum der elektrischen Feldstarke längs der Längsachse auf. Sind asymmetrisch angeordnete, magnetisierte Körper vorhanden, so entspricht das Feldstärkebild für die Übertragung großer Leistungen zum Gehäuse des Heizgerätes im wesentlichen dem Feldbild bei unbetonter Wellenleitung mit einem Maximum nahe der Mittellinie. Wird also in diese Richtung Energie mit großer Leistung übertragen, so erfährt diese Energie geringe Verluste oder Abdampfung. Reflektierte Energie besitzt hingegen eine gänzlich andere Gestalt des Energieprofils, wobei ein Maximum in Richtung auf die schmalen Wellenleiterwände hin verschoben ist. Solche Energie trifft auf das versetzt angeordnete, gesättigte, magnetisierte, ferrimagnetische Bauelement und wird zu der Zweig-Wellenle.tung 52 abgeleitet, in welcher die energieabsorbierende Be-The dielectric properties of the remote magnetic material for the component 54 as well as the diameter and height are selected taking into account the requirement of saturation in the magnetic field and a preferred orientation, as must be taken into account when constructing circulators. If the electromagnetic energy propagates in a waveguide with a rectangular cross-section as a TEi 0 wave, the bodies made of the material used should be magnetized in a direction parallel to the electric field vector E or parallel to the narrow walls. It is also known that the correct movement of the electron spin for non-reciprocal propagation of electromagnetic waves is achieved when the ferrimagnetic components are positioned opposite the center line or longitudinal axis 72 of the waveguide as shown in FIG. 3 are offset. This phenomenon can be explained by the so-called field shift effect in ferrite insulators, which is described in the publication "Microwave Ferrites and Fernmagnetics", by B. L a χ and KJ B u 11 η, McGraw-Hill Book Company. 1962, pp. 362 to 372. In the case of unloaded waveguides with a rectangular cross section, the maximum electrical field strength occurs along the longitudinal axis. If there are asymmetrically arranged, magnetized bodies, the field strength image for the transmission of high powers to the housing of the heater essentially corresponds to the field image with unstressed waveguide with a maximum near the center line. If energy is transmitted in this direction with great power, this energy experiences low losses or evaporation. In contrast, reflected energy has a completely different shape of the energy profile, with a maximum being shifted towards the narrow waveguide walls. Such energy hits the staggered, saturated, magnetized, ferrimagnetic component and is diverted to the branch wave line 52, in which the energy-absorbing load

lastung gelegen ist. Auf diese Weise werden nachteilige Reflexionen von Energie daran gehindert, in die zum Generator führende Wellenleitung einzutreten.load is located. In this way, adverse reflections of energy are prevented from entering the Generator leading wave line to enter.

Als ferrimagnetischer Werkstoff eignet sich hervorragend eine Nickel-Aluminium-Ferritkombination oder Magnesiumferrit. Die energieabsorbierende Einrichtung 68 ist in bestimmtem Abstand von dem Treffpunkt der Wellenleitungen, an welchem das Gyrator-Bauelement angeordnet ist, gelegen. Im allgemeinen wählt man zweckmäßig eine Abmessung von einer halben Wellenlänge für eine reflexionsfreie Anpassung und niedrigen virtuellen Eingangs-Wellenwiderstand. SiImumcarbid, welches eine hohe thermische Verzögerung besitzt, ist als Absorptionsmaterial hervorragend geeignet. A nickel-aluminum-ferrite combination or is ideally suited as a ferrimagnetic material Magnesium ferrite. The energy-absorbing device 68 is at a certain distance from the meeting point of the waveguides on which the gyrator component is arranged. Generally chooses one expediently a dimension of half a wavelength for a reflection-free adaptation and low virtual input characteristic impedance. Silicon carbide, which has a high thermal retardation is ideally suited as an absorption material.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Magnet 60 unterhalb des ferrimagnetischen Bauelements 54 in dem verminderten Querschnitt aufweisenden Bereich nahe der Wandungseinbuchtung 62 innerhalb des im wesentlichen halbe Höhe aufweisenden Wellenleiterteils angeordnet Auf Grund der Konzentration der Wellen kann der Aufwand bezüglich des Magneten sowie auch der Absorptionsbelastung und des ferrimagnetischen Werkstoffes wesentlich verringert werden. Das sockclartice Bauteil 56 trägt dazu bei, die magnetischen Feldlinien im wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des ferrimagnetischen Bauteiles 54 auszurichten. Ein weiterer Vorteil liegt in der Ableitung von Wärmeenergie, die in dem ferrimagnetischen Werkstoff bei Gyratorbetrieb erzeugt wird, vermittels der Wärmesenke, die von dem unmittelbar an dem ferrimagnetischen Bauelement anliegenden, sockelartigen Bauteil 56 gebildet wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß der magnetische Werkstoff rasch die Curietemperatur erreicht, bei welcher die Magnetisierung zerstört wird. Die Kombination des ferrimagnetischen Bauelements mit dem darunter angeordneten Magneten und dem zur Konzentration des magnetischen Feldes dienenden, sockeUrtigen Bauteil in dem verminderten Querschnitt besitzenden Wellenleiter-Verbindungsbereich macht praktisch auch die Verwendung von relativ wirkenden Schaltungsanpassungseinrichtungen. beispielsweise von Blenden am Eingangsende und am Ausgangsende des Zirkulators 46 unnötig. Auf Grund der Konzentration sowohl der Energie der übertragenen Wellen als auch des magnetischen Feldes genügt ein einziger Magnet 60. Zur Erzielung einer weiteren Sättigung des ferrimagnetischen Werkstoffes kann gegebenenfalls ein zusatzlicher Magnet 76 vorgesehen sein, der in F i g. 4 durch gestrichelte Linien angedeutet und auf der Platte 58 angeordnet istAs can be seen from the drawing, the magnet 60 is below the ferrimagnetic component 54 in the area having reduced cross-section near the wall indentation 62 within the im substantially half the height having waveguide part Due to the concentration of the waves, the effort regarding the magnet as well also the absorption load and the ferrimagnetic Material can be significantly reduced. The sockclartice component 56 contributes to the magnetic Align field lines essentially perpendicular to the end face of the ferrimagnetic component 54. Another advantage lies in the dissipation of thermal energy that is contained in the ferrimagnetic material Gyratorbetrieb is generated by means of the heat sink, which is directly attached to the ferrimagnetic Component adjacent, base-like component 56 is formed. In this way it is prevented that the magnetic material quickly reaches the Curie temperature at which the magnetization is destroyed. The combination of the ferrimagnetic component with the magnet and the serving to concentrate the magnetic field, sock-like component in the reduced cross-section owning waveguide connection area makes practical also the use of relatively acting Circuit matching devices. for example, panels at the entrance end and at the exit end of the Circulator 46 unnecessary. Due to the concentration of both the energy of the transmitted waves and A single magnet 60 is sufficient for the magnetic field. To achieve further saturation of the ferrimagnetic field Material can optionally be provided an additional magnet 76, which is shown in FIG. 4th indicated by dashed lines and arranged on the plate 58

In bestimmten Fällen kann die Anordnung und Bemessung der Wellenieiterzweige so gewählt werden, daß sich ein beschränkter Raumbedarf ergibt. Nach F i g. 5 besitzt der Wellenleiterzweig 50 eine Breite von beispielsweise etwa 11 mm für die Abmessung a. en« sprechend den etwa in den Fig.3 und 4 gezeigten Größenverhältnissen. Durch schmälere Bemessung des Welknleiterrweiges 52, in welchem die energieabsorbierende Belastung untergebracht wird, auf eine Abmessung von etwa 90 mm für die Strecke b bei gleichbleibender Höhe des Wellenleiters von 25 mm ist es möglich, den Abstand c zwischen dem Ankopplungsstift 20 und dem Zirkulator oder Gyrator um etwa 10 mm zu verringern. Die schmälere Bemessung des Wellenleiterzweiges 52 bewirkt eine Verlängerung dieses Teiles des gesamten Zirkulittors wegen der Verlängerung der Halbwellenlängen-Strecke für den Abstand der energieabsorbierenden Belastung 68. Die Höhe der energieabsorbiere:iden Belastung 68 wird ebenfalls entsprechend bemessen, um eine Anpassung des virtuellenIn certain cases, the arrangement and dimensioning of the waveguide branches can be chosen so that a limited space requirement results. According to FIG. 5, the waveguide branch 50 has a width of, for example, approximately 11 mm for the dimension a. In accordance with the proportions shown in FIGS. 3 and 4, for example. By narrowing the Welknleiterrweiges 52, in which the energy-absorbing load is accommodated, to a dimension of about 90 mm for the distance b with the same height of the waveguide of 25 mm, it is possible to reduce the distance c between the coupling pin 20 and the circulator or gyrator decrease by about 10 mm. The narrower dimensioning of the waveguide branch 52 results in an extension of this part of the entire circulating gate because of the extension of the half-wavelength section for the distance between the energy-absorbing load 68

ίο Wellenwiderstandes des We'lenleiterzweiges 52 an die übrigen Teile der energieabgebenden Wellenleiterkonstruktion zu erreichen. In F i g. 6 ist ein Kühlluftstrom durch die Pfeile 78 angedeutet, welcher durch die Perforation oder Durchbrüche 28 an der Abschluß wand 26 geführt ist, um die Betriebsbedingungen zu verbessern, indem eine zusätzliche Kühlung für das ferromagnetische Bauelement und für den energieabsorbierenden Stoff erreicht wird.ίο wave resistance of wave conductor branch 52 to the To reach other parts of the energy-emitting waveguide construction. In Fig. 6 is a flow of cooling air indicated by the arrows 78, which wall 26 through the perforation or openings 28 on the termination led to improve the operating conditions by adding additional cooling for the ferromagnetic Component and for the energy-absorbing substance is achieved.

In F i g. 7 ist etwas vergrößert ein Querschnitt durch das sockelartige Bauteil 56 aus magnetischem Werkstoff gezeigt, welches sowohl die Ableitung von Wärmeeneigie verbessert als auch eine Ausrichtung der magnetischen F^;eldlinien ermöglicht Längs des Außenumfangs des Bauteils 56 verläuft ein Randflansch 80, welcher eine bessere Verbindung mit den oberen, breiten Wänden des im Querschnitt rechteckigen Wellenleiterabschnittes 24 ermöglicht.In Fig. 7 shows a somewhat enlarged cross section through the base-like component 56 made of magnetic material, which both improves the dissipation of heat properties and an alignment of the magnetic F ^; Eldlinien enables an edge flange 80, which runs along the outer circumference of the component 56, which enables a better connection with the upper, wide walls of the waveguide section 24, which is rectangular in cross section.

Gemäß F i g. 8 ist der zur Energieabgabe dienende Wellenleiterabschnitt 82 aus einem Blechteil mit bei 84 abgerundet ausgebildeten Kanten hergestellt. Eine im wesentlichen drei Seiten besitzende, etwa U-förmige Rinne aus Metallblech kann so gestanzt werden, daß sich ein Wellenleitungskanal 86 ergibt, wenn das Blechteil durch Schweißen oder Löten, etwa bei 88, mit der oberen Wand 4 des Gehäuses des Heizgerätes oder Ofens verbunden wird.According to FIG. 8 is the waveguide section 82 which is used for the output of energy and is made from a sheet metal part with at 84 rounded edges produced. One that has essentially three sides and is roughly U-shaped A channel made of sheet metal can be punched in such a way that a waveguide channel 86 results when the sheet metal part by welding or soldering, approximately at 88, to the upper wall 4 of the housing of the heater or Furnace is connected.

In F i g. 9 ist nochmals die Magnetanordnung mit den einzelner. Bauteilen gezeigt mit welchen eine Konzenfation sowohl der abzugebenden Wellenenergie als auch der magnetischen Feldlinien im Bereich des ferrimagnetischen Bauelements erzielt wird. Die zuvor schon beschriebenen Einzelteile sind wieder mit gleichen Bezugszahlen versehen. Die günstigste Wirkungsweise des Zirkulators stellt sich ein, wenn die magnetisehen Feldlinien 90. die von dem Magneten 60 hervorgerufen werden, senkrecht zur Stirnfläche des ferrimagnetischen Bauelementes 54 ausgerichtet sind. Diese Feldlinien stehen daher zu dem magnetischen Feldvektor der abzugebenden, durch den Wellenleiterabschnitt 50 wandernden Mikrowellenenergie entsprechend dem Pfeil 92 senkrecht Die beschriebene Anordnung ergibt eine maximale Abschwächung der reflektierten, rückkehrenden Energie und minimale Einfügungsverluste der ursprünglich vom Mikrowellengenerator gegebe· nen Energie. Auch werden Streuflüsse verhindert, welche den Betrieb stören würden und größere ferrimagnetische Körper innerhalb des Wellenleiterschnittes nötig machen würden.
Die beschriebenen Schutzeinrichtungen lassen sich ir elektronischen Hochfrequenz-Heizgeräten einfach unc billig einbauen.In Fig. 9 is again the magnet arrangement with the individual. Components shown with which a concentration of both the wave energy to be emitted and the magnetic field lines in the area of the ferrimagnetic component is achieved. The individual parts already described above are again provided with the same reference numbers. The most favorable mode of operation of the circulator occurs when the magnetic field lines 90 which are caused by the magnet 60 are aligned perpendicular to the end face of the ferrimagnetic component 54. These field lines are therefore perpendicular to the magnetic field vector of the microwave energy to be emitted and migrating through the waveguide section 50 according to the arrow 92.The arrangement described results in a maximum attenuation of the reflected, returning energy and minimal insertion losses of the energy originally provided by the microwave generator. Stray fluxes are also prevented, which would disrupt operation and make larger ferrimagnetic bodies within the waveguide section necessary.
The protective devices described can be installed easily and cheaply in electronic high-frequency heating devices.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

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High-frequency heating device, its housing from a high-frequency generator energy via a substantially rectangular cross-section Waveguide can be fed, which conducts a reflected energy to an absorption device Circulator with a ferrimagnetic component arranged in the waveguide on a waveguide wall and with one of those 'magnetizing. Contains permanent magnets, characterized in that that the permanent magnet (60) in an indentation (62) directed towards the ferrimagnetic component of the ferrimagnetic see Component (54) opposite waveguide wall at a distance from the ferrimagnetic Component is arranged