DE2620638C3 - Device for continuous dielectric heating by means of microwave energy - Google Patents

Device for continuous dielectric heating by means of microwave energy

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DE2620638C3 DE19762620638 DE2620638A DE2620638C3 DE 2620638 C3 DE2620638 C3 DE 2620638C3 DE 19762620638 DE19762620638 DE 19762620638 DE 2620638 A DE2620638 A DE 2620638A DE 2620638 C3 DE2620638 C3 DE 2620638C3
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Description

3030th

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen dielektrischen E-wärmc .·. von strangförmigem Material mittels Mikrowellf nenergie mit einem quadratischen oder rechteckigen Mikrov, -.llenhohlleiterkanal, in dem sich bevorzugt eine Ητο-Welle ausbreitet und in dem die Mikrowellenenergie über mindestens zwei um 90° zueinander versetzte Einspeisungen in das Kanalinnere zugeführt wird, wobei am Ein- und Auslaß des ·*ο Mikrowellenhohlleiterkanals senkrecht zur Hohlleiterachse als Sperrfilter wirkende Leitungsabschnitte angeordnet sind.The invention relates to a device for continuous dielectric heating c. ·. of strand-like Material using microwave energy with a square or rectangular micro-wave waveguide channel, in which a Ητο wave preferably propagates and in to which the microwave energy is fed into the interior of the duct via at least two feeds offset by 90 ° to one another, with the inlet and outlet of the · * ο Microwave waveguide channel perpendicular to the waveguide axis acting as a blocking filter line sections are arranged.

Aufgrund verschiedener gesetzlicher Vorschriftt.i muß versucht werden, die Abstrahlung von Mikrowellenanlagen äußerst gering zu halten oder gänzlich zu unterbinden. Um einen Hohlleiterkanal reflektierend abzuschließen, wäre es am einfachsten, den Hohlleiterkanal stirnseitig mit einer gut leitenden Metallplatte abzuschließen. Die Stromfäden der Hohlleiterwand so können in diese Metallplatte fließen und finden einen Kurzschluß vor.Due to various legal regulations i an attempt must be made to keep the radiation from microwave systems extremely low or to completely reduce it prevent. In order to close a waveguide channel in a reflective manner, it would be easiest to cover the end of the waveguide channel with a highly conductive metal plate complete. The current threads of the waveguide wall can flow into this metal plate and find one Short circuit before.

Zum Ein- und Austritt des zu erwärmenden Matenalstranges werden in den stirnseitigen Metallplatten des Hohlleiterkanals aber Öffnungen notwendig. Ein erheblicher Teil der Mikrowellenenergie tritt durch die Beschicköffnungen als Abstrahlung nach außen und muß in besonderen Abschlußwiderständen, z. B. einem wassergekühlten Absorber, umgewandelt werden.For the entry and exit of the material strand to be heated, however, openings are necessary in the metal plates at the end of the waveguide channel. A considerable part of the microwave energy passes through the loading openings as radiation to the outside and must be in special termination resistors, z. B. a water-cooled absorber can be converted.

Es ist ein Mikrowellendurchlaufofen bekannt (DE-AS 10 72 335), dessen Behandlungsraum zur Erwärmung des durchlaufenden Gutes als Resonatorkammer ausgebildet ist. Diese Resonatorkammer hat zur Folge, daß keine definierten Wellen entstehen. Der Mikrowellendurchlaufofen weist weiter einen Einlaufkanal und einen Auslaufkanal auf, die senkrecht zur Kanalachse angeordnete Leitungsabschnitte über die gesamte Breite des jeweiligen Einlaufkanals bzw. AuslaufkanalsA microwave oven is known (DE-AS 10 72 335), the treatment room of which is designed as a resonator chamber for heating the material passing through. This resonator chamber has the consequence that no defined waves arise. The microwave oven further has an inlet channel and a Outlet channel on, the line sections arranged perpendicular to the channel axis over the entire Width of the respective inlet channel or outlet channel aufweisen.exhibit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein« Vorrichtung der eingangs geschilderten Art derart auszubilden. daB eine Verringerung von nach außen tretender Abstrahlung auf einfache Weise erzielt wird.The invention is based on the object of providing a device of the type described at the outset to train. that a reduction in outward radiation is achieved in a simple manner.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an beiden Enden des Mikrowellenhohlleiterkanalu jeweils zwei um 90° gegeneinander versetzte Hohl leiterstücke angeschlossen sind, die eine Tiefenabmessung von einem Viertel der in den Hohlleitrrstücken entstehenden Welle aufweisen und deren Breite geringer als die zugehörige Wand des Mikrowellenhohlleiterkanals istThe object is achieved according to the invention in that at both ends of the microwave waveguide channel two waveguide pieces offset from one another by 90 ° are connected, which have a depth dimension of a quarter of that in the waveguide pieces have resulting wave and the width of which is less than the associated wall of the microwave waveguide channel

Die Hohlleiterstücke wirken gegen die Abstrahlunj; der im Hohlleiterkanal angeregten Wellen. Die Hohlleiterstücke reflektieren je nach Abmessungen der Hohlleiterstücke eine bestimmte Menge Energie der Wellen. Jedes einzelne Hohlleiterstück wirkt als Parallel- und Reihenwiderstand.The waveguide pieces act against the radiation; of the waves excited in the waveguide channel. The waveguide pieces reflect depending on the dimensions of the Waveguide pieces a certain amount of energy of the waves. Each individual waveguide section acts as a Parallel and series resistance.

Die senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes der jeweiligen Welle angeordneten Hohlleiterstückt! wirken auf die jeweilige Welle des Hohlleiterkanals wie ein Paralieiwiderstand. Es entsteht ein Kurzschluß. Diese Hohlleiterwelle wird reflektiertThe perpendicular to the direction of the electric field the waveguide arranged on the respective shaft! act on the respective wave of the waveguide channel like a parallel resistance. A short circuit occurs. This waveguide wave is reflected

Die in der Richtung des elektrischen Feldes der jeweiligen Welle angeordneten Hohlleiterstücke wirken wie Reihenwiderstände auf die betreffende Hohlleiterkanalwelle und stellen jeweils einen Leerlauf her.The waveguide pieces arranged in the direction of the electric field of the respective wave act such as series resistors on the waveguide channel shaft in question and each produce an open circuit.

Die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird mit einer Hio-Welle und Hoi-Welle betrieben, deren elektrische Felder senkrecht aufeinander stehen. Durch die zwei um 90° gegeneinander versetzten Hohlleiter stücke werden die Kanalwellen an den Ender: reflektiert Die nach außen tretende Abstrahlung wire' verringert Jede Hohlleiterkanalwelle wird stark reflektiert, weil durch die Hohlleiterstücke ein parallel wirkender Kurzschluß und ein in Serie wirkend« Leerlauf gleichzeitig erzeugt wird. Auch die anderen auftretenden Wellentypen, wie En und Hm, werden durch diese Hohlleiterstücke in ihrer Abstrahlung gedämpftThe device of the type described above is operated with a Hio wave and Hoi wave, whose electric fields are perpendicular to each other. Due to the two waveguides offset by 90 ° against each other pieces, the channel waves are reflected to the ender: The radiation emerging outwards wire ' Every waveguide channel wave is strongly reflected because a parallel through the waveguide pieces acting short circuit and a series acting «open circuit is generated at the same time. The others too Occurring wave types, such as En and Hm, are radiated by these waveguide pieces muffled

Die Hohlleiterstücke müssen in ihrem Querschnitt so gewählt werden, daß in ihnen eine Wellenausbreitung möglich ist. Die Ausbreitung findet nur oberhalb der Grenzfrequenz der Hohlleiterstücke statt.The cross-section of the waveguide pieces must be chosen so that waves can propagate in them is possible. The propagation only takes place above the cutoff frequency of the waveguide sections.

Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art. auf der bevorzugt eine Hio-Welle und eine Hoi-Welle angeregt wird, können die Hohlleiterstücke runden oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Wellen haben bei beiden Querschnittsformen die gleichen Ausbreitungsbedingungen.In the case of a device of the type described at the outset, preferably one Hio wave and one Hoi wave is excited, the waveguide pieces can have a round or square cross-section. the Waves have the same propagation conditions for both cross-sectional shapes.

Um das jeweilige Hohlleiterstück möglichst reflektionsfrei an den Mikrowellenhohlleiterkanal anzupassen, ist es vorteilhaft, daß die Mündungsöffnungen der Hohlleiterstücke zum Mikrowellenhohlleiterkanal teilweise verdeckt sind. Die Verdeckung der Mündungsöffnungen kann durch eine Blende oder durch eingesetzte Stifte vorgenommen werden. Die elektrischen Widerstände von dem jeweiligen Hohlleiterstück und dem Mikrowellenhohlleiterkanal können dadurch angepaßt werden.In order to adapt the respective waveguide piece to the microwave waveguide channel with as little reflection as possible, it is advantageous that the mouth openings of the Waveguide pieces to the microwave waveguide channel are partially covered. The mouth openings can be covered by a cover or by inserted Pens are made. The electrical resistances of the respective waveguide section and the Microwave waveguide channels can thereby be adapted.

Durch die Erfindung wird es möglich, mit einem geringen technischen Aufwand das unzulässige Austreten von Abstrahlung aus Vorrichtungen mit einem Mikrowellenhohlleiterkanal zu vermeiden, in den die Mikrowellenenergie über mindestens zwei um 90° zueinander versetzte Einspeisungen in das Kanalinnere zugeführt wird.The invention makes it possible, with little technical effort, to prevent the impermissible leakage of radiation from devices with a Avoid microwave waveguide channel in which the microwave energy over at least two by 90 ° feeds offset from one another are fed into the interior of the duct.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutertAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing

Fig. 1 zeigt eine von einem Extruder kontinuierlich beschickte Mikrowellenheizvorrichtung mit einem Mikrowellenhohlleiterkanal im Längsschnitt1 shows a microwave heating device with a microwave waveguide channel fed continuously by an extruder in longitudinal section

F i g. 2 zeigt eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Linie Π-Π in Fig. 1.F i g. 2 shows an end view of the device along line Π-Π in FIG. 1.

Fi g. 3 zeigt eine Schnittansicht gemäß Linie III-III in Fig. 1.Fi g. 3 shows a sectional view along line III-III in FIG Fig. 1.

Ein von einem Extruder 4 extrudierter Kautschukstrang 5 wird Kontinuierlich durch eine Einlaßöffnung 6 eines Mikrowellenhohlleiterkanals 7 quadratischen Querschnitts geführt. Nach Passieren der gesamten Länge des Mikrowellenhohlleiterkanals 7 tritt der nun dielektrisch erwärmte Kautschukstrang 5 durch die Auslaßöffnung 8 aus und wird weiteren Behandlungsstufen, z. B. einer konventionallen Heizvorrichtung, zugeführt A strand of rubber extruded from an extruder 4 5 becomes continuous through an inlet opening 6 of a microwave waveguide channel 7 square Cross-section guided. After passing the entire length of the microwave waveguide channel 7, the now occurs dielectrically heated rubber strand 5 through the outlet opening 8 and is further treatment stages, z. B. a conventional heater supplied

Die Mikrowellenenergie wird an zwei Einkoppelstellen in den Kanal 7 eingebracht Die erste Einkoppelstelle für die Mikrowellenenergie ist nach einem Drittel der Kanallänge angeordnet Ein rechteckiger Hohlleiterstutzen 9 ist waagerecht an einer Kanalseite pngebricht und verbindet einen in den Hohlleiterstutzen 9 einspeisenden Mikrowellengenerator 11 mit dem Inneren des Mikrowellenhohlleiterkanals 7. Die längere Seite des rechteckigen Hohlleiterstutzens 9 liegt parallel zur Achse des Mikrowellenhohlleiterkanals 7. Die zweite Einkoppelstelle für die Mikrowellenenergie ist nach zwei Drittel der Länge des Mikrowellenhohlleiterkanals 7 angeordnet Ein Hohlleiterstutzen 12 gleichen Querschnitts wie der erste Hohlleiterstutzen 9 ist lenkrecht auf der Kanaloberseite angebracht und verbindet einen zweiten Mikrowellengenerator 13 mit dem Inneren des Mikrowellenhohlleiterkanals 7. In demThe microwave energy is fed in at two coupling points introduced into the channel 7 The first coupling point for the microwave energy is after a third of the Channel length arranged A rectangular waveguide connector 9 is broken horizontally on one side of the channel and connects a microwave generator 11 feeding into the waveguide connector 9 with the Inside the microwave waveguide channel 7. The longer side of the rectangular waveguide connector 9 is parallel to the axis of the microwave waveguide channel 7. The second coupling point for the microwave energy is arranged after two thirds of the length of the microwave waveguide channel 7 Cross-section like the first waveguide connector 9 is attached and perpendicular to the top of the channel connects a second microwave generator 13 to the interior of the microwave waveguide channel 7. In the

Mündungsbereich der Hohlleiterstutzen 9 und 12 zum Mikrowellenhohlleiterkanal 7 sind Längsrippen 14 bzw. 15 eingesetzt, die jeweils ein Gitterfenster bilden, das als Sperre für die vom jeweils anderen Generator angeregte Welle wirktThe mouth area of the waveguide nozzles 9 and 12 to the microwave waveguide channel 7 are longitudinal ribs 14 or 15 used, each forming a lattice window as Block for the wave excited by the other generator is effective

Durch die um 90° gegeneinander verdrehte Einspeisung der Mikrowellenenergie werden zwei um 90° gedrehte Hio-Wellen angeregt Bei verschiedenen Strangprofilen des zu erwärmenden Materialstranges 5 ist so ein günstiger Energieabsorptionswinkel zwischen ProfiHippe und E-Feldlinie vorhanden.Due to the fact that the microwave energy is fed in by 90 ° in relation to one another, two are created by 90 ° rotated Hio waves excited at different Extruded profiles of the strand of material 5 to be heated is a favorable energy absorption angle between Professional hip and E-field line available.

Am eingangsseitigen Ende des Mikrowellenhohlleiterkanals 7 ist ein rechteckiges Hohlleiterstück 16 kanaloberscitig angebracht Das Hohlleiterstück 16 ist offen mit dem Inneren des Mikrowellenhohlleiterkanal 7 verbunden und an seinem dem Mikrowellenhohlleiterkanal 7 abgewandten Ende von einer Metallplatte 17 elektrisch leitend verschlossen. Ein weiteres Hohlleiterstück 18 ist an einer Kanalseite ^m 90° versetzt zu dem Hohlleiterstück 16 angeordnetAt the input end of the microwave waveguide channel 7, a rectangular waveguide section 16 is mounted kanaloberscitig The waveguide section 16 is openly connected with the interior of the microwave waveguide channel 7 and an electrically conductive closed 7 facing away from the end of a metal plate 17 at its end facing the microwave waveguide channel. A further waveguide section 18 is arranged on a channel side offset by 90 ° with respect to the waveguide section 16

Am auigangsseitigen Ende des Mikrowellenhohlleiterkanals 7 sind zwei weitere Hdüeiterstücke 21 und 22 angeordnet Ein Hohlleiterstück il ist auf der Kanaloberseite, das andere an einer Kanalseite um 90° versetzt zu dem ersten angeordnet Diese beiden Hohlleiterstücke 21 und 22 entsprechen in Ausbildung und Abmessungen den Hohlleiterstücken 16 und 18 am eingangsseitigen Ende des Mikrowellenhohlleiterkanals 7.At the output end of the microwave waveguide channel 7 are two more Hdüeiterteile 21 and 22 arranged A waveguide section il is on the top side of the channel, the other on one side of the channel at 90 ° arranged offset to the first. These two waveguide sections 21 and 22 correspond in design and dimensions of the waveguide pieces 16 and 18 at the input end of the microwave waveguide channel 7th

Die im Mikrowellenhohlleiterkanal 7 bevorzugt angeregten Hi0- und Hot-Wellen finden an den Enden des Hohlleiterkanals 7 jeweils einen Parallel- und Reihenwiderstand vor. Die Hi0 und Hoi-Wellen werden reflektiert. Die nach außen tretende Abstrahlung wird verringert The Hi 0 and Hot waves, which are preferably excited in the microwave waveguide channel 7, each have a parallel and series resistance at the ends of the waveguide channel 7. The Hi 0 and Hoi waves are reflected. The outward radiation is reduced

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen dielektrischen Erwärmen von strangförmigem Material mittels Mikrowellenenergie mit einem quadratisehen oder rechteckigen Mikrowellenhoblleiterkanal, in dem sich bevorzugt eine Hm-Welle ausbreitet und in dem die Mikrowellenenergie über mindestens zwei um 90° zueinander versetzte Einspeisungen in das Kanalinnere zugeführt wird, wobei am Ein- und Auslaß des Mikrowellenhohlleiterkanals senkrecht zur Hohlleiterachse als Sperrfilter wirkende Leitungsabschnitte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ' an beiden Enden des Mikrowellenhohlleiterkanals (7) jeweils zwei um 90° gegeneinander versetzte Hohlleiterstücke (16, 18, 21,22) angeschlossen sind, die eine Tiefenabmessung von einem Viertel der in den Hohlleiterstücken entstehenden Welle aufweisen und deren Breite geringer als die zugehörige Welle des Mikrowellenhohlleiterkanals ist1. Apparatus for continuous dielectric heating of strand material by means of microwave energy with a square or rectangular microwave waveguide channel in which a Hm wave preferably propagates and in which the microwave energy is fed into at least two feeds offset by 90 ° to one another the inside of the channel is fed, with vertical at the inlet and outlet of the microwave waveguide channel to the waveguide axis acting as a blocking filter are arranged line sections, characterized in that 'at both ends of the Microwave waveguide channel (7) each with two waveguide pieces (16, 18, 21,22) are connected, which have a depth dimension of a quarter of that in the waveguide pieces have resulting wave and the width of which is less than the associated wave of the microwave waveguide channel 2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterstucke (16, 18, 21, 22) runden oder quadratischen Querschnitt aufweisen.2. Device according to claim!, Characterized in that the waveguide pieces (16, 18, 21, 22) have round or square cross-section. 3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen der Hohlleiterstücke (16, 18, 21, 22) zum Mikrowellenhohlleiterkanal (7) teilweise verdeckt sind.3. Apparatus according to claim I, characterized in that the mouth openings of the waveguide pieces (16, 18, 21, 22) to the microwave waveguide channel (7) are partially covered.
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