DE3312503A1

DE3312503A1 - Mikrowellen-erwaermungsgeraet

Info

Publication number: DE3312503A1
Application number: DE19833312503
Authority: DE
Inventors: Masaru Komaki Aichi Ito; Tooru Inazawa Aichi Kai
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1982-04-10
Filing date: 1983-04-07
Publication date: 1983-10-20
Also published as: FR2525063B1; JPS6155236B2; DE3312503C2; JPS58176896A; FR2525063A1

Description

Mikrowellen-Erwärmungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Erwärmungsgerät zum Erwärmen von verschiedenartigen Substanzen während deren Beförderung auf einem Förderband oder dergleichen durch einen tunnelförmigen hohlleiterartigen Bestrahlungskanal hindurch. Im einzelnen wird mit der Erfindung ein Erwärmungsgerät angegeben, bei dem an den einander gegenüberliegenden Seiten des Behandlungsbzw. Bestrahlungskanals an längs der Längsausdehnung des Bestrahlungskanals in Abstand voneinander liegenden Stellen Mikrowellen-Oszillatoren mit vergleichsweise niedrigen Leistungsfähigkeiten angebracht sind und die von den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen in den Bestrahlungskanal über Horn-Koppler eingeleitet werden.

Verschiedenerlei Substanzen wie Gummi oder dergleichen wurden bisher zum Vulkanisieren während des Beförderns der Substanzen auf einem Förderband oder dergl. durch

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einen tunnelförmigen Bestrahlungskanal (bzw. durch eine Heizkammer) erwärmt, in welchen Mikrowellen-Ausgangsleistung, die von einem Mikrowellen-Oszillator mit einem Magnetron mit einer Nennleistungsfähigkeit von 5 bis 10 kW erzeugt wurde, über einen bestimmten Wellenleiter bzw. Hohlleiter eingespeist wurde, der an dem vorderen oder dem hinteren Ende des Bestrahlungskanals angebracht war, so daß die Mikrowellen in der Längsrichtung (Substanz-Förderrichtung) des Bestrahlungskanals gesendet wurden.

Bei dieser Gestaltung sind für den Mikrowellen-Oszillator großer Leistungsfähigkeit eine Anzahl teurer Zubehörteile erforderlich, was das ganze Gerät außerordentlich teuer macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellen-Erwärmungsgerät zu schaffen, bei dem für den Bestrahlungskanal eine Anzahl klein bemessener Mikrowellen-Oszillatoren für den verbreiteten allgemeinen Gebrauch vorgesehen ist, aus denen eine ausreichende Menge in dem Bestrahlungskanal benötigter Wärmeenergie zugeführt wird.

^5 Ferner soll mit der Erfindung ein Mikrowellen-Erwärmungsgerät geschaffen werden, bei dem zur Absorption von Reflexionswellen keine Isolator- oder Wasser-Endlast erforderlich ist und dadurch der Aufbau des Geräts beträchtlich vereinfacht ist.

Weiterhin soll bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Erwärmungsgerät eine gleichförmige Verteilung des elektrischen Felds in dem Bestrahlungskanal erzielt werden, um dadurch ein gleichförmiges Erwärmen der Substanzen

im Bestrahlungskanal zu gewährleisten.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Mikrowellen-Erwärmungsgerät gelöst, das zum Erwärmen von verschiedenerlei Substanzen während des Beförderns der Substanzen auf einem Förderband oder dergleichen durch einen tunnelförmigen Hohlleiter-Bestrahlungskanal hindurch geeignet ist und bei dem an den einander gegenüberliegenden Seiten des Bestrahlungskanals an längs des Bestrahlungskanals voneinander in Abstand liegenden Stellen Mikrowellen-Oszillatoren mit vergleichsweise niedrigem Leistungsvermögen angebracht sind und die von den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen in den Bestrahlungskanal über Hornkoppelelemente eingeleitet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeisp

tert.

beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu-

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Mikrowellen-Erwärmungsgeräts als vorzugsweise gewähltes

Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie H-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Kopplers, der einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels bildet.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind 30

ein tunnelförmiger Hohlleiter-Bestrahlungskanal 1 und ein Förderband 2 vorgesehen, das sich durch den Bestrahlungskanal 1 hindurch erstreckt. Ferner sind an den einander entgegengesetzten Seiten des Bestrahlungskanals

1 an Stellen, die voneinander längs des Bestrahlungska-35

nals in Abstand stehen, beispielsweise zwei Mikrowellen -

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1 Oszillatoren 3 und 5 mit vergleichsweise niedrigem Leistungsvermögen angebracht. Im einzelnen ist der Mikrowellen-Oszillator 3 an einer hinten liegenden Stelle an der rechten Seite des Bestrahlungskanals angebracht, während der Mikrowellen-Oszillator 5 an einer vorne liegenden Stelle an der linken Seite des Bestrahlungskanals angebracht ist, mit dem die Oszillatoren 3 und 5 jeweils über Horn-Koppler 4 bzw. 6 gekoppelt sind, so daß die in den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen (mit beispielsweise 2450 MHz oder 915 MHz) über die Koppler 4 und 6 in den Bestrahlungskanal 1 eingespeist werden.

Jeder der Koppler 4 und 6 ist in der Form eines in Fig.

¹^ 3 gezeigten Horns mit zwei Öffnungen 7 und 8 an den beiden Enden gestaltet. Die mit dem Oszillator 3 oder 5 verbundene Öffnung 7 hat eine Höhe, die annähernd gleich *\ , nämlich der Wellenlänge der Mikrowellen ist, und eine Breite, die annähernd gleich /\ /2 ist,

^O während die mit der einen Seite des Bestrahlungskanals

1 verbundene andere Öffnung 8 eine Höhe, die ungefähr gleich Λ ist, und eine Breite hat, die ungefähr gleich

2 /\ ist. Die Länge des Kopplers 4 bzw. 6 beträgt ungefähr 2 Λ , wobei das ganze Koppelglied zu einem hohlen Aufbau in Hornform gestaltet ist. Mit 9 in Fig. 2 ist eine Antenne des Oszillators 3 oder 5 bezeichnet, während mit 10 in Fig. 1 Filter bezeichnet sind, die an den beiden Enden des Bestrahlungskanals 1 angebracht sind, um ein Austreten der Mikrowellen zu verhindern, und

mit 11 in Fig. 2 die zu erwärmende Substanz bezeichnet ist.

In jedem der Mikrowellen-Oszillatoren 3 und 5 wird ein

klein bemessenes Magnetron verwendet, das für ungefähr 35

500 W ausgelegt ist und in breitem Ausmaß in Elektronik-

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bereichen für die öffentliche oder Heimanwendung zusammen mit einer Luftkühlvorrichtung verwendet wird; daher entfällt die Erfordernis eines Isolators, einer Wasser-Endlast usw., die zur Absorption von Reflexionswellen bei einem Magnetron hoher Leistungsfähigkeit erforderlich sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau des Mikrowellen-Erwärmungsgeräts werden die in den Mikrowellen-Oszillatoren 3 und 5 erzeugten Mikrowellen einer bestimmten Wellenlänge über die Koppler 4 und 6 in den Bestrahlungskanal 1 eingespeist, während die zu erwärmende Substanz 11 auf dem Förderband 2 durch den Bestrahlungskanal 1 hindurch befördert wird, wobei die Mikrowellen innerhalb des Bestrahlungskanals 1 in einer vorbestimmten Schwingungsart schwingen. Auf diese Weise werden die von den beiden Oszillatoren abgegebenen Mikrowellen ohne irgendeine gegenseitige Interferenz durch den Bestrahlungskanal 1 hindurchgesendet, wobei die Substanz

²^ 11 durch den nutzvollen Empfang der Energie der Mikrowellen erwärmt wird. Darüberhinaus kann aufgrund des Einspeisens der Mikrowellen über die an den einander gegenüberliegenden Seiten des Bestrahlungskanals 1 angebrachten Koppler 4 und 6 innerhalb des Bestrahlungskanals 1 eine vergleichsweise gleichmäßige Verteilung des elektrischen Felds erzielt werden, so daß eine ungleichmäßige oder örtliche Erwärmung der Substanz 11 vermieden wird und ein gleichförmiges Erwärmen der Substanz gewährleistet ist.

Das Erwärmungsgerät wurde zwar anhand eines vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiels beschrieben, jedoch ist es offensichtlich, daß der Bestrahlungskanal 1 auch auf andere Weise in Abschnitte aufgeteilt werden kann,

die jeweils einen einzelnen Mikrowellen-Oszillator enthalten, oder zusätzlich in dem Bestrahlungskanal 1 eine

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Zusatzheizvorrichtung wie beispielsweise eine solche mit elektrischen Heizelementen angebracht werden kann.

Da bei dem Erwärmungsgerät die Mikrowellen-Oszillatoren kleiner Ausmaße an den einander gegenüberliegenden Seiten des Bestrahlungskanals angebracht sind und die in den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen über Horn-Koppler eingespeist werden, können im Vergleich zu einem herkömmlichen Gerät dieser Art die Kosten für die Mikrowellen-Oszillatoren beträchtlich verringert werden; da ein Isolator, eine Wasser-Endlast bzw. ein Wasser-Abschlußwiderstand usw. für die Absorption von Reflexionswellen nicht erforderlich sind, kann der Aufbau des gesamten Erwärmungsgeräts beträchtlich vereinfacht werden. Ferner werden die Mikrowellen über die Koppler an den einander gegenüberliegenden Seiten des Bestrahlungskanals eingespeist, so daß daher eine gleichmäßige Verteilung des elektrischen Felds und eine gleichmäßige Erwärmung der Substanz in dem Bestrahlungskanal gewährleistet ist.

In einem Mikrowellen-Erwärmungsgerät, das zum Erwärmen von verschiedenerlei Substanzen während des Beförderns der Substanz durch einen mit Mikrowellen gespeisten tunnelförmigen Hohlleiter-Bestrahlungskanal hindurch ausgebildet ist, werden an den einander gegenüberliegenden Seiten des Bestrahlungskanals an längs des Bestrahlungskanals in Abstand liegenden Stellen Mikrowellen-Oszillatoren mit vergleichsweise niedrigen Leistungsfähigkeiten angebracht und die in den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen werden in den Bestrahlungskanal über Horn-Koppler eingespeist, die zwischen den Oszillatoren und dem Bestrahlungskanal angebracht werden.

Claims

T* D.. · Iff* " /^ Patentanwälte und

SEDTKE - ÖUHLING * KlNNE - Q.RUPE Vertreter beim EPA

Π* /■* O * Dipl.-Ing. H.Tiedtke f

HeLLMANN - IJIRAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne
Dipl.-Ing. R Grupe
Dipl.-Ing. B. Pellmann

«λ,λγλ-3 Dipl.-Ing. K. Grams

OO IZOUO Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Müni

7. April 1983

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case DTP83B02

Patentansprüche

Iy Mikrowellen-Erwärmungsgerät zum Erwärmen von verschiedenerlei Substanzen während deren Beförderung durch einen tunnelförmigen hohlleiterartigen Bestrahlungskanal, der mit Mikrowellen gespeist ist, gekennzeichnet durch mehrere Mikrowellen-Oszillatoren (3,5) verhältnismäßig geringer Leistungsfähigkeit, die an einander entgegengesetzten Seiten des Bestrahlungskanals (1) an längs des Bestrahlungskanals beabstandeten Stellen angebracht sind, und jeweils zwischen den Mikrowellen-Oszillatoren und dem Bestrahlungskanal angebrachte Hornkoppler (4,6) zum Einleiten der in den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen durch die Hornkoppler in den Bestrahlungskanal .

2. Mikrowellen-Erwärmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Hornkoppler (4,6) zu einem hohlen Gebilde in der Form eines Horns gestaltet ist, das an einem mit dem Mikrowellen-Oszillator (3,5) verbundenen Ende eine Öffnung mit einer Höhe von ungefähr λ und einer Breite von ungefähr *\/2 hat und an dem

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¹ mit dem Bestrahlungskanal (1) verbundenen anderen Ende

eine weitere Öffnung (8) mit einer Höhe von ungefähr

A und einer Breite von ungefähr 2 7V. hat, und jeder

der Hornkoppler eine Länge von ungefähr 2Λ hat, wobei

5 Λ die Wellenlänge der Mikrowellen ist.

♦*#