DE3333695A1 - Konzentration von mikrowellenenergie auf bestimmte raumteile durch interferenz - Google Patents

Description

Wichtige Fälle der Praxis verlangen keine homogene Leistungsverteilung über den Querschnitt des Objekts, sondern eine mehr oder weniger große Bevorzugung der Mitte. Beispiele dazu sind die Sterilisierung von Milch, die in einem Isolierrohr strömt und deren der Rohrwand benachbarte Teile langsamer strömen wegen der Reibung mit der Wand und bei gleichförmigem Feld übererhitzt würden. Ober Lebensmittelverpackungen spezieller Art, wie zylindrische Brötchen mit axial eingelegten Teilen hohen Wassergehalts wie Fleisch o. ä., wie sie in steigendem Maße in Automaten angeboten werden und dann bei Bedarf schnellstens aufgetaut und auf Eßtemperatur erwärmt werden müssen.

Erfindungsgemäß werden zwei gleichartige Wellenzüge in einem flachringförmigen vorzugsweise rechteckigen Hohlleiter geführt, Abb. 1, wobei der Arbeitsraum 3 ein Teil des Inneren dieses Hohlleiters ist und symmetrisch gegenüber der Einkopplung der Leistung durch den Sender, hier ein Magnetron mit Dipol parallel der kurzen Kante des 1.. 4 sind sind Stellen an denen ggf. Elemente zur Anpassungsverbesserung vorsehbar sind. Abb. 2 stellt das Seitenprofil dar. Die rohrförmige Verlängerung an 3 sind metallische Hohlrohre vom unterkritischem Durchmesser, die die an sich geringe Streuleistung sperren. Bei einliegendem Objekt 11, das zweckmäßig unter Drehung um seine Achse durch 3 hindurchgeführt wird, ist diese Sperre durch Dämpfung verringert, jedoch ist die austretende Energie immer klein gegenüber der ausgenutzten.

Abb. 3 zeigt eine Verbesserung der Anordnung durch Homogenisierung der Feldverteilung an den An- bzw. Auskoppelstellen 2 und 3 durch Einschub von kurzen geradlinigen Hohlleiterstücken an diesen Stellen.

In Abb. 4 ist der Arbeitsraum 3 mit unmittelbarer Umgebung herausgegriffen, um beispielsweise zu zeigen, wie man experimentell durch zusätzlich zugekoppelte Blindleitwerte die Feldverteilung in 3 beeinflussen kann, 5 sind abgeschlossene Hohlrohrstücke, 6 in den Hohlraum hineinragende passend verteilte Dipole von näherungsweise kleines Lambda/4 Länge.

Die eingezeichneten Pfeile zeigen jeweils die Strömungsrichtung der HF-Energie an.

Wenn große Objektmengen anfallen, müssen zahlreiche Elemente nach Abb. 3 hintereinander geschaltet werden. Da normalerweise die Höhen der einzelnen Sender größer als die kurze Seite der Hohlleiter sind, müssen die Ringe gegeneinander drehversetzt werden. I. a. genügen drei Versetzungen, gemeinsam bleibt die Achse der Arbeitsräume, Abb. 9 Nr. 9. Der abgeschirmte Abstand 10, Abb. 10, richtet sich betreffs Länge nach den Nebenumständen.

Abb. 9 ist die Draufsicht, Abb. 10 die Seitenansicht.

Eine spezielle Variante zeigen die Abb. 5 bis 8.

Wird die kurze Kante des Hohlleiters in die Zeichenebene gelegt, verläuft die Krümmung der langen Kante in dieser Ebene, Abb. 5.

Dann ist es möglich, zur weiteren Konzentration ein weiteres Aggregat 12 anzuordnen mit gleichem Arbeitsraum 3 und Ankopplung bei 2, Abb. 6, Aufsicht Abb. 7. Bei Fortsetzung dieses Vorgangs erhält man schließlich einen Hohlleiter zwischen zwei Kugelschalen 7 und 8, Abb. 8.

Vom Koppelpunkt 2 aus strömt die Energie in allen Richtungen der Hohlkugelschale fort und konzentriert sich aus allen Richtungen phasenrichtig und polarisationsgleich in 3. Obwohl diese Anordnung eine gute Konzentration liefert, beschränkt sie sich auf Sonderfälle wegen ihres baulichen Aufwandes und da sie sich nur schwierig in Serie schalten läßt. Da die Richtung der Feldstärke wegen der Art der Ankopplung immer parallel der kurzen Kante der Hohlleiter verläuft, ist sie auch immer parallel der Objektachse bzw. der Objektbewegung.

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Claims (7)

Anordnung und Verfahren zur Konzentration von Mikrowellenenergie auf bestimmte Raumteile durch Interferenz, dadurch gekennzeichnet, daß

1. in einem ringförmigen Hohlleiter mit symmetrisch zu einander liegenden Ein- und Auskoppelstellen die Feldrichtung parallel zur Erstreckung bzw. der Fortbewegung des Objekts angeordnet ist.

2. wie 1., d. g., daß der beidseitig offene Arbeitsraum durch metallische Hohlzylinder unterkritischen Durchmessers abgeschlossen wird.

3. wie oben, d. g., daß im Falle von ebenen kurzen und gekrümmten langen Seiten des Hohlleiters zwei und mehr weitere Hohlleiter mit gleichen Koppelstellen ineinander geschachtelt werden, wobei im Endeffekt ein räumlicher Hohlleiter mit fehlenden Seitenteilen und kugelförmigen breiten Seiten entsteht.

4. wie 1. - 3., d. g., daß zahlreiche ringförmige Hohlleiter der geschilderten Form dicht übereinander mit gleicher Arbeitsraumachse angeordnet werden.

5. wie 4., d. g., daß aufeinander folgende Hohlleiter gegeneinander drehversetzt werden zur Gewinnung von Platz für die angekoppelten Sender.

6. wie 1. - 3., d. g., daß zur Homogenisierung der Feldverteilung an den Koppelstellen an diesen Stellen kurze gerade Hohlleiterstücke eingesetzt werden.

7. wie oben, d. g., daß zur Beeinflussung der Feldverteilung im Arbeitsraum zusätzliche Blindleitwerte in ihn eingekoppelt werden.