DE3312503C2 - Mikrowellen-Erwärmungsgerät - Google Patents

Abstract

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.

Description

2 λ. Das Koppelglied besitzt dabei hohlen Aufbau mit Hornform. Mit 9 in Flg. 2 1st eine Antenne des Oszillators 3 oder 5 bezeichnet, während mit 10 in Flg. 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 1st.

In jedem Mikrowellen-Oszillator 3 und S wild ein klein bemessenes Magnetron verwendet, das fflf ungefähr 500 W ausgelegt 1st und In breitem Ausmaß in Elekironikberelchen für die öffentliche oder private Anwendung zusammen mit einer Luftkühlvorrichtung verwendet wird. Daher entfällt das Erfordernis eines Isolators, einer Wasser-Endlast usw., die zur Absorption von Reflexionswellen bei einem Magnetron hoher Leistungsfähigkeit is erforderlich wären.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau des Mikrowellen-Erwärmungsgeräts werden die in der. Mlkrowellen-OsziJlatoren 3 und 5 erzeugten Mikrowellen einer bestimmten Wellenlänge über die Homkoppler 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. Dabei schwingen die Mikrowellen Innerhalb des Bestrahlungskanals 1 in einer vorbestimmten Schwingungsart. Auf diese Weise werden die von den beiden Oszillatoren abgegebenen Mikrowellen ohne irgendwelche gegenseitige Interferenzen durch den Bestrahlungskanal 1 hindurchgesendet, so daß die Substanz 11 die Energie der Mikrowellen wirkungsvoll empfängt und hierdurch erwärmt wird. Darüber hinaus kann aufgrund des EInspeisens der Mikrowellen über die an den einander gegenüberliegenden Selten des Bestrahlungskanals 1 angebrachten Homkoppler 4 und 6 innerhalb des Bestrahlungskanals 1 eine vergleichsweise gleichmäßige Verteilung des elektrischen Felds erzielt werden, so daß eine ungleichmäßige oder örtliche Erwärmung der Substanzen 11 vermieden wird und ein gleichförmiges Erwärmen der Substanz gewährleistet 1st.

Der Bestrahlungskanal 1 kann auch auf andere als in der beschriebenen Welse in Abschnitte aufgeteilt werden, die jeweils einen einzelnen Mikrowellen-Oszillator enthalten. Zusätzlich kann In dem Bestrahlungskanal 1 eine Zusatzheizvorrichtung wie beispielsweise eine solche mit elektrischen Heizelementen angebracht werden.

Da bei dem Erwärmungsgerät die Mikrowellen-Oszillatoren kleiner Ausmaße an den einander gegenüberliegenden Selten des Bestrahlungskanals angebracht sind und die In den Oszillatoren erzeugten Mikrowellen über Homkoppler bestimmter Form eingespeist werden, können im Vergleich zu einem herkömmlichen Gerät dieser Art die Kosten für die Mikrowellen-Oszillatoren beträchtlich verringert werden. Da weiterhin kein Isolator, keine Wasser-Endlast bzw. kein Wasser-Abschlußwiderstand usw. für die Absorption von Reflexionswellen erforderlich Ist, Ist der Aufbau des gesamten Erwärmungsgeräts beträchtlich vereinfacht. Ferner werden die Mikrowellen über die Koppler an den einander gegenüberliegenden Selten des Bestrahlungskanals eingespeist, so daß daher eine gleichmäßige Verteilung des elektrischen Felds und eine gleichmäßige Erwärmung der Substanz In dem Bestrahlungskanal gewährleistet 1st.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

chen 1st allerdings relativ groß.

Patentanspruch: Schließlich offenbart die DE-PS 953 451 die

Maßnahme, zur dielektrischen Erwärmung von Stoffen

Mikrowellen-Erwärmungsgerät mit einem tunnel- mit geeignetem Verlustwinkel Hornstrahler zwischen die förmlgen hohlleiterartigen Bestrahlungskanal, durch s Strahlungsquelle und das zu bestrahlende Gut zwlschenden unterschiedliche Substanzen zur Erwärmung zuschalten. Die vier ebenen Begrenzungswände des hindurch transportierbar sind, und mehreren aneinan- Hornstrahlers sind hierbei frei schwenkbar ausgebildet, der gegenüberliegenden Kanalwänden in axialem so daß die Öffnungsmündung des Hornstrahlers In gewis-Abstand unter Zwischeneinfügung von Kopplungs- sen Grenzen variiert werden kann. Über konkret elnzuelementen angebrachten Mikrowellen-Oszillatoren, 10 haltende Dimensionierungen sind allerdings keine nähewobel die Kopplungselemente als Hornkoppier ausge- ren Angaben enthalten. Zudem ist die Verwendung von bildet sind, die jeweils die Form eines hohlen Horns vier lediglich stumpf aneinander angrenzenden Begrenbesltzen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Mlkrowel- zungsflächen in energetischer Hinsicht nicht strahlungslen-Oszlllatoren (3, 5) an den vertikalen Seltenflächen dicht, so daß erhebliche Energieverluste resultieren, des Bestrahlungskanals (1) angebracht sind, und daß 15 Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Mlkrodle Hornkoppler (4, 6) an dem mit dem jeweiligen wellen-Erwärmungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Mikrowellen-Oszillator (3, 5) veibundenen Ende eine Patentanspruchs derart auszugestalten, daß sich eine sehr Öffnung (7) mit einer Höhe von ungefähr λ und einer gute gleichmäßige Erwärmung der zu erwärmenden Breite von λ/2 und an dem mit dem Bestrahlungs- Substanzen erzielen läßt.

kanal (1) verbundenen anderen Ende eine weitere 20 Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil öffnung (8) mit einer Höhe von ungefähr λ und einer des Patentanspruchs genannten Merkmalen gelöst. Breite von 2Λ bei einer gesamten Länge von ungefähr Die erfindungsgemäßen Maßnahmen der Anordnung

2λ aufweisen, wobei λ die Wellenlänge der Mlkrowel- der Oszillatoren an den Seitenflächen des Bestrahlungslen bezeichnet. kanals und der spezifischen Ausbildung der Hornkoppler

25 unter Einhaltung ganz bestimmter Dimensionierungen

lassen eine sehr gute Energieübertragung zu den zu

erwärmenden Substanzen und damit eine sehr gleichmäßige starke Erwärmung erzielen, ohne daß Hochlei-

DIe Erfindung betrifft ein Mikro ivellen-Erwärmungs- stungs-Mikrowellen-Oszlllatoren erforderlich sind, gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. 30 Die Erfindung wird nachstehend anhand eines

Aus der US-PS 41 89 629 ist ein derartiges Mikrowel- Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zelchlen-Erwärmungsgerät in Form eines mlkrowellenbehelz- nung näher erläutert. Es zeigt

ten Durchlaufofens bekannt, bei dem die Mikrowellen- Flg. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausiüh-

energie unter Zwischenschaltung trichterförmiger Ein- rungsbelspiels des Mikrowellen-Erwärmungsgeräts, kopplungsstücke über die Ober- und die Unterseite des 35 Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs einer Linie H-II Ofens eingekoppelt wird. Eine seitliche Bestrahlung des In Fig. 1, und

zu erwärmenden Gutes Ist nicht vorgesehen. Hinsichtlich FI g. 3 eine perspektivische Ansicht eines Hornkopp-

der Ausgestaltung und Dimensionierung der .irlchterför- lers, der einen Teil des In Flg. 1 gezeigten Ausführungsmlgen, als Antennen bezeichneten Elnkopplungsstücke belsplels bildet.

sind keine näheren Angaben entnehmbar. Der erzielbare 40 Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind Erwärmungswirkungsgrad 1st allerdings nicht sehr hoch. ein tunnelförmlger Hohlleiter-Bestrahlungskanal 1 und Weiterhin offenbart die DE-AS 26 03 438 ein Mikro- ein Förderband 2 vorgesehen, das sich durch den wellen-Erwärmungsgerät, das zum kontinuierlichen Bestrahlungskanal 1 hindurch erstreckt. Ferner sind an Erwärmen strangförmlgen Materials, beispielsweise eines den einander entgegengesetzten Selten des Bestrahlungsextrudierten Kautschukstrangs, dient. Zur Mikrowellen- 45 kanals 1 an Stellen, die bezüglich der Längsachse des Erwärmung sind an den Bestrahlungstunnel zwei Bestrahlungskanals beabstandet sind, beispielsweise zwei Einkoppelstücke angeschlossen, über die die Mikro- Mikrowellen-Oszillatoren 3 und 5 mit vergleichsweise wellenenergie eingeführt wird. Ziel des dortigen Gegen- niedrigem Leistungsvermögen angebracht. Im einzelnen stands 1st die Vergleichmäßigung der Erwärmung strang- ist der Mikrowellen-Oszillator 3 gemäß Flg. 1 an einer förmlgen Guts auch unterschiedlichen Querschnitts, 50 entfernteren Stelle an der rechten Seite des Bestrahlungswozu die beiden Einkoppelstücke um 90° gegeneinander kanals angebracht, während der Mikrowellen-Oszillator 5 verdreht sind, d. h. einen rechten Winkel einschließen. an einer vorderen Stelle an der linken Seite des Bestrah-Dles bedeutet, daß nur eines der Einkoppelstücke bzw. lungskanals angebracht Ist. Die Mikrowellen-Oszillatoren nur einer der entsprechend zugehörigen Mikrowellen- 3 und 5 sind jeweils über Hornkoppler 4 bzw. 6 mit dem Oszillatoren an einer Bestrahlungstunnel-Seltenfläche 55 Bestrahlungskanal gekoppelt so daß die von den Oszlllaangebracht Ist, während der andere an die Oberseite des toren erzeugten Mikrowellen (mit beispielsweise

Bestrahlungstunnels angeschlossen Ist. Die Einkoppel- 2450 MHz oder 915 MHz) über die Hornkoppler 4 und 6 stücke sind hierbei rechteckig ausgebildet und weisen In den Bestrahlungskanal 1 eingespeist werden, konstanten Querschnitt auf. Die hierbei erzielbare Erwär- Jeder Hornkoppler 4 und 6 besitzt die Form eines in

mung des Bestrahlungsguts 1st allerdings nicht optimal. 60 Flg. 3 gezeigten Horns mit zwei Öffnungen 7 und 8 an Darüber hinaus offenbart die DE-AS 12 65 320 einen den beiden Enden. Die mit dem Oszillator 3 oder 5 . Hochfrequenzofen für Erwärmung mit Ultrahochfre- verbundene Öffnung 7 hat eine Höhe, die annähernd quenzschwlngungen. Die Schwingungsenergie wird hler- dem Wert Ä, d. h. der Wellenlänge der Mikrowellen bei über parabololdförmlge Spiegelflächen auf die Ober- entspricht, und eine Breite, die annähernd gleich A/2 Ist, selte und alternativ zusätzlich auf die Unterseite des zu 65 während die mit der Seite des Bestrahlungskanals I erwärmenden Guts gerichtet. Der konstruktive Fertl- verbundene andere Öffnung 8 eine Höhe, die ungefähr ' gungsaufwand zur Ausbildung der Mikrowellenführun- gleich Λ 1st, und eine Breite hat, die ungefähr gleich 2 λ gen und Insbesondere der parabololdförmlgen Splegelflä- Ist. Die Länge des Kopplers 4 bzw. 6 beträgt ungefähr