DE4002533A1 - RECEIVING DEVICE FOR THE APPLICATION OF TREATMENT GOODS WITH MICROWAVE FIELDS - Google Patents

RECEIVING DEVICE FOR THE APPLICATION OF TREATMENT GOODS WITH MICROWAVE FIELDS

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DE4002533A1 DE19904002533 DE4002533A DE4002533A1 DE 4002533 A1 DE4002533 A1 DE 4002533A1 DE 19904002533 DE19904002533 DE 19904002533 DE 4002533 A DE4002533 A DE 4002533A DE 4002533 A1 DE4002533 A1 DE 4002533A1
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    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
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    • B01J19/126—Microwaves
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    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/80—Apparatus for specific applications

Abstract

Holding device for the application of microwave fields to items to be treated which has a treatment chamber with walls of a low-absorption material. Provision of a holding device of the aforementioned kind which, on introduction into microwave field, generates comparatively little additional field concentration or excessive field strength increases and thus causes little danger of deterioration of the items to be treated and over-irradiation but at the same time is robust and therefore suitable even to hold difficult substances. Treatment chamber BK is secured to a metal bearer frame TG having a plurality of interconnected closed frame cells RZ1a, RZ1b, RZ2a, RZ2b which are at least partly formed by substantially straight, rod or tubular frame components. There are a plurality of first, at least approximately rectangular or square frame cells RZ1, RZ1b and at least one second, at least approximately triangular or trapezoidal frame cell RZ2a, RZ2b. There are at least one first and second frame cell in which one terminal section E2a, E2b of at least one frame component of the second frame cell is secured to one frame component of the first frame cell and in which this connection point V is at least approximately arranged at a distance A1, A2, which corresponds at least approximately to an odd multiple of a quarter wavelength of the microwave field, from at least one of the ends E1a, E1b of the frame component of the first frame cell.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für die Beauf­ schlagung von Behandlungsgütern mit Mikrowellenfedern, die eine Behandlungskammer mit Wandungen aus absorptionsarmem Material aufweist. Solche Aufnahmevorrichtungen können insbesondere für die Mikrowellenbehandlung von voluminösen Gütern, z. B. von vergleichsweise großen Ladungen chemischer Substanzen und dergl., eingesetzt werden.The invention relates to a receiving device for the Beauf hitting treatment items with microwave springs, the one Treatment chamber with walls made of low-absorption material having. Such recording devices can in particular for the microwave treatment of bulky goods, e.g. B. from comparatively large loads of chemical substances and the like., Are used.

Aufgabe der Erfindung ist in diesem Zusammenhang die Schaffung eine Aufnahmevorrichtung der vorgenannten Art, die beim Einbringen in ein Mikrowellenfeld vergleichsweise geringe zusätzliche Feldkonzentrationen bzw. Feldstärkeüberhöhungen erzeugt und damit eine geringe Gefahr von Beeinträchtigungen des Behandlungsgutes sowie von Überschlägen hervorruft, gleichzeitig aber hohe Festigkeitswerte aufweist und daher für die Aufnahme auch von Problemsubstanzen geeignet ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 bzw. 7.The object of the invention is to create in this context a recording device of the aforementioned type, which at Introducing into a microwave field is comparatively small additional field concentrations or field strength increases generated and thus a low risk of impairment of the Treated goods as well as arcing, at the same time but has high strength values and therefore for inclusion is also suitable for problem substances. The invention Solution to this problem is determined by the characteristics of Claim 1 or 2 or 7.

Die Erfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierin zeigt Fig. 1 eine perspek­ tivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Aufnahme­ vorrichtung und Fig. 2 eine Teilschnitt-Draufsicht der Aufnahme­ vorrichtung nach Fig. 1. The invention is explained with reference to the embodiment shown in the drawings. 1 herein shows. Perspec an asset-side overall view of a recording apparatus according to the invention and Fig. 2 is a partial sectional plan view of the recording apparatus of FIG. 1.

Die dargestellte Aufnahmevorrichtung umfaßt eine Behandlungs­ kammer BK in Form eines z. B. quaderförmigen Behälters, in den das Behandlungsgut einzubringen ist. Diese Behandlungskammer ist mit einem metallischen, ebenfalls quaderförmigen Traggestell TG verbunden, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, geschlossenen Rahmenzellen RZ1a, RZ1b, RZ2a, RZ2b aufweist, die wenigstens teilweise durch im wesentlichen geradlinige, stab- oder rohrförmige Rahmenelemente RE1, RE2 gebildet sind. Es ist eine Mehrzahl von ersten, wengistens annähernd rechteck- oder quadratartigen Rahmenzellen RZ1, RZ1b sowie mindestens eine zweite, wenigstens annähernd dreieck- oder trapezartige Rahmen­ zelle RZ2a, RZ2b vorgesehen. Im Beispiel sind die ersten Rahmenzellen längs der Seitenflächen des Traggestells angeordnet, während eine Mehrzahl von zweiten Rahmenzellen die obere Deckfläche des Traggestells bildet. Dies hat sich insbesondere für die Verwendung der Aufnahmevorrichtung in Multimoden- Mikrowellenkammern bekannter Art, vor allem solchen größerer Abmessungen, als vorteilhaft erwiesen.The receiving device shown comprises a treatment chamber BK in the form of a z. B. cuboid container into which the material to be treated is to be introduced. This treatment chamber is connected to a metallic, also cuboid support frame TG, which has a plurality of interconnected, closed frame cells RZ 1 a, RZ 1 b, RZ 2 a, RZ 2 b, which are at least partially by essentially straight, rod or tubular frame elements RE 1 , RE 2 are formed. A plurality of first, approximately rectangular or square frame cells RZ 1 , RZ 1 b and at least one second, at least approximately triangular or trapezoidal frame cell RZ 2 a, RZ 2 b are provided. In the example, the first frame cells are arranged along the side surfaces of the support frame, while a plurality of second frame cells form the upper cover surface of the support frame. This has proven to be advantageous in particular for the use of the receiving device in multimode microwave chambers of a known type, especially those of larger dimensions.

Innerhalb des Rahmengitterwerks des Traggestellts ist wenigstens eine erste und zweite Rahmenzelle vorgesehen, bei denen ein Endabschnitt E2a, E2b mindestens eines Rahmenelementes der zweiten Rahmenzelle mit einem Rahmenelement der ersten Rahmen­ zelle verbunden ist und bei denen diese Verbindungsstelle V wenigstens annähernd in einem Abstand A1, A2, der wenigstens annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertel­ wellenlänge des Mikrowellenfeldes entspricht, von wenigstens einem der Enden E1a, E1b des Rahmenelementes der ersten Rahmen­ zelle entfernt angeordnet ist. Dadurch wird ein Ausgleich der in den metallischen Elementen des Traggestells fließenden Wand­ ströme und damit die Vermeidung von unerwünschten Feld­ konzentrationen begünstigt.At least one first and second frame cell are provided within the framework of the supporting frame, in which an end section E 2 a, E 2 b of at least one frame element of the second frame cell is connected to a frame element of the first frame cell and in which this connection point V is at least approximately in one Distance A 1 , A 2 , which corresponds at least approximately to an odd multiple of a quarter wavelength of the microwave field, is arranged at least one of the ends E 1 a, E 1 b of the frame element of the first frame cell. This compensates for the currents flowing in the metallic elements of the support frame and thus favors the avoidance of undesirable field concentrations.

Im Beispiel umgreift das käfigartige Traggestell TG mit seinen Rahmenzellen, die im wesentlichen durch in ihrer Querschnitts­ außenkontur wenigstens teilweise abgerundete, stab- oder rohrförmige Rahmenelemente RE1, RE2 gebildet sind, die aus absorptionsarmen Kunststoff bestehende Behandlungskammer. In manchen Anwendungsfällen ist eine solche Gestaltung der Aufnahmevorrichtung zur Lösung der gestellten Aufgabe aus­ reichend. Besondere Vorteile ergeben sich jedoch dadurch, daß wenigstens ein Außenflächenabschnitt 01 der Behandlungskammer BK durch ein Rahmenteil RT des Traggestells umrandet ist, wobei dieses Rahmenteil durch eine Mehrzahl von in ihrer Querschnitts­ außenkontur wenigstens teilweise abgerundeten, stab- oder rohrförmigen Rahmenelementen in dreieck- oder bogensegmentartige Rahmenzellen RZ2a, RZ2b unterteilt ist.In the example, the cage-like support frame TG with its frame cells, which are essentially formed by rod or tubular frame elements RE 1 , RE 2 which are at least partially rounded in terms of their cross-section, the treatment chamber consisting of low-absorption plastic. In some applications, such a design of the receiving device to solve the task is sufficient. However, particular advantages result from the fact that at least one outer surface section 01 of the treatment chamber BK is surrounded by a frame part RT of the supporting frame, this frame part being formed by a plurality of rod-shaped or tubular frame elements in triangular or arc-segment-like frame cells by at least partially rounded in terms of their outer cross-section RZ 2 a, RZ 2 b is divided.

Weiterhin hat es sich als wesentlich erwiesen, wenn im Bereich wenigstens von Verbindungsstellen V wenigstens ein Abschnitt E2a, E2b eines Rundquerschnitt-Rahmenelementes mit einer spitzwinklig oder parallel zu einer Rahmenebene orientierten Querschnitts-Abflachung versehen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Querschnittsabflachung des Rahmenelementes als Querschnittsverbreiterung gestaltet und mit einer Schweiß­ verbindung versehen ist.Furthermore, it has been found to be essential if the region at least of connection points V at least a portion E 2a, E 2b a round cross-section frame member having a acute angle or oriented parallel to a plane of the frame cross-section flattening is provided. This applies in particular if the cross-sectional flattening of the frame element is designed as a cross-sectional widening and is provided with a welded connection.

Die Behandlungskammer BK ist mit Armaturen, z. B. einem Einlaßverschluß EV und einem Auslaßventil AV versehen, die im wesentlichen aus mit der Wandung WD der Behandlungskammer BK hinsichtlich der Absorptionseigenschaften gegenüber dem Mikro­ wellenfeld und/oder hinsichtlich der dielektrischen Eigenschaften bei der Mikrowellenfrequenz wenigstens annähernd übereinstimmendem Material bestehen. Dies trägt ebenfalls zur Vermeidung von unerwünschten Feldkonzentrationen bei.The treatment chamber BK is equipped with fittings, e.g. B. one Inlet closure EV and an outlet valve AV provided in the essentially with the wall WD of the treatment chamber BK in terms of absorption properties towards the micro wave field and / or with regard to the dielectric properties at least approximately the same at the microwave frequency Material. This also helps to avoid undesirable field concentrations.

Im Beispiel ist das die Behandlungskammer umgreifende, käfig­ artiges Traggestell TG mit einer wenigstens teilweise metallischen Grundplatte GP verbunden. Eine solche Gesamt-Umhüllungs­ konstruktion aus metallischen Elementen ist wesentlich für die Behandlung von Problemgütern, z. B. brennbaren oder gifthaltigen Substanzen, die beim Transport und beim Einbringen in sowie Ausbringen aus der Mikrowellenkammer einen zuverlässigen, vor allem auch stoßfesten Schutz der Behandlungskammer notwendig machen.In the example, this is the cage encompassing the treatment chamber like support frame TG with an at least partially metallic Base plate GP connected. Such an overall wrap construction from metallic elements is essential for the Treatment of problem goods, e.g. B. flammable or poisonous Substances involved in transport and when brought in as well Dispensing from the microwave chamber a reliable, before all shockproof protection of the treatment chamber is also necessary do.

Um Feldkonzentrationen, die durch eine solche metallische Umhüllung mit ihrer starken Gliederung hervorgerufen werden können, wirksam zu begegnen, sind die metallischen Elemente des Traggestells mit der Grundplatte GP elektrisch leitend verbunden, und zwar vorzugsweise in der Weise, daß das Traggestell eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, geschlossenen Rahmenzellen aufweist, die mit der Grundplatte an einer Mehrzahl von Stellen in elektrischer Leitverbindung stehen.To field concentrations caused by such a metallic Wrapping with its strong structure can counteract effectively, are the metallic elements of the Supporting frame with the base plate GP electrically connected, and preferably in such a way that the support frame a  A plurality of interconnected, closed frame cells has that with the base plate in a plurality of places have an electrical connection.

Gemäß eingehenden Versuchen haben sich besonders günstige Feldverhältnisse dann ergeben, wenn eine Mehrzahl von im wesentliche parallel zur Grundplatte angeordneten Rahmenelementen RE1 des Traggestells vorgesehen ist, wobei mindestens eines dieser Rahmenelemente mit der Grundplatte an einer Stelle VG leitverbunden ist, die wenigstens annähernd um den Abstand B eines ganzzahligen Vielfachen einer Viertel­ wellenlänge der Mikrowelle von einem Ende E3 des betreffenden Rahmenelementes A1 entfernt ist.According to detailed tests, particularly favorable field conditions have emerged when a plurality of frame elements RE 1 of the support frame, which are arranged essentially parallel to the base plate, are provided, at least one of these frame elements being conductively connected to the base plate at a point VG that is at least approximately at a distance from one another B is an integer multiple of a quarter wavelength of the microwave from one end E 3 of the frame element A 1 in question.

Claims (11)

1. Aufnahmevorrichtung für die Beaufschlagung von Behandlungs­ gütern mit Mikrowellenfeldern, die eine Behandlungskammer mit Wandungen aus absorptionsarmen Material aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) die Behandlungskammer (BK) ist mit einem metallischen Traggestell (TG) verbunden, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, geschlossenen Rahmenzellen (RZ1a, RZ1b, RZ2a, RZ2b) aufweist, die wenigstens teilweise durch im wesentlichen geradlinige, stab- oder rohrförmige Rahmenelemente (RE1, RE2) gebildet sind;
  • b) es ist eine Mehrzahl von ersten, wenigstens annähernd rechteck- oder quadratartigen Rahmenzellen (RZ1, RZ1b) sowie mindestens eine zweite, wenigstens annähernd dreieck- oder trapezartige Rahmenzellen (RZ2a, RZ2b) vorgesehen;
  • c) es ist wenigstens eine erste und zweite Rahmenzelle vorgesehen, bei denen ein Endabschnitt (E2a, E2b) mindestens eines Rahmenelementes der zweiten Rahmenzelle mit einem Rahmen­ element der ersten Rahmenzelle verbunden ist und bei denen diese Verbindungsstelle (V) wenigstens annähernd in einem Abstand (A1, A2), der wenigstens annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge des Mikrowellenfeldes entspricht, von wenigstens einem der Enden (E1a, E1b) des Rahmenelementes der ersten Rahmenzelle entfernt angeordnet ist.
1. Receiving device for the treatment of goods to be treated with microwave fields, which has a treatment chamber with walls made of low-absorption material, characterized by the following features:
  • a) the treatment chamber (BK) is connected to a metallic support frame (TG) which has a plurality of interconnected, closed frame cells (RZ 1 a, RZ 1 b, RZ 2 a, RZ 2 b), which at least partially by im essentially straight, rod-shaped or tubular frame elements (RE 1 , RE 2 ) are formed;
  • b) a plurality of first, at least approximately rectangular or square frame cells (RZ 1 , RZ 1 b) and at least one second, at least approximately triangular or trapezoidal frame cells (RZ 2 a, RZ 2 b) are provided;
  • c) at least one first and second frame cell are provided, in which an end section (E 2 a, E 2 b) of at least one frame element of the second frame cell is connected to a frame element of the first frame cell and in which this connection point (V) is at least approximately at a distance (A 1 , A 2 ), which corresponds at least approximately to an odd multiple of a quarter wavelength of the microwave field, from at least one of the ends (E 1 a, E 1 b) of the frame element of the first frame cell.
2. Aufnahmevorrichtung für die Beauschlagung von Behandlungs­ gütern mit Mikrowellenfeldern, die eine Behandlungskammer mit Wandungen aus absorptionsarmen Material aufweist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Behand­ lungskammer (BK) umgreifendes, käfigartiges Traggestell (TG) mit einer Mehrzahl von Rahmenzellen (RZ2a) vorgesehen ist, die im wesentlichen durch in ihrer Querschnittsaußenkontur wenigstens teilweise abgerundete, stab- oder rohrförmige Rahmenelemente (RE1, RE2) gebildet sind.2. Recording device for the treatment of treatment goods with microwave fields, which has a treatment chamber with walls of low-absorption material, in particular according to claim 1, characterized in that a treatment chamber (BK) encompassing, cage-like support frame (TG) with a plurality of frame cells (RZ 2 a) is provided, which are essentially formed by rod-shaped or tubular frame elements (RE 1 , RE 2 ) that are at least partially rounded in their cross-sectional outer contour. 3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Außenflächenabschnitt (01) der Behandlungs­ kammer (BK) durch ein Rahmenteil (RT) des Traggestells (TG) umrandet ist und daß dieses Rahmenteil durch eine Mehrzahl von in ihrer Querschnittsaußenkontur wenigstens teilweise abgerundeten, stab- oder rohrförmigen Rahmenelementen (RE1, RE3) in dreieck- oder bogensegmentartige Rahmenzellen (RZ2a, RZ2b) unterteilt ist.3. Recording device according to claim 2, characterized in that at least one outer surface portion ( 01 ) of the treatment chamber (BK) is surrounded by a frame part (RT) of the support frame (TG) and that this frame part by a plurality of at least partially rounded in their cross-sectional outer contour , rod-shaped or tubular frame elements (RE 1 , RE 3 ) is divided into triangular or arc segment-like frame cells (RZ 2 a, RZ 2 b). 4. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich wenigstens von Verbin­ dungsstellen (V) wenigstens ein Abschnitt (E2a, E2b) eines Rundquerschnitt-Rahmenelementes (RE2) mit einer spitzwinklig oder parallel zu einer Rahmenebene orientierten Querschnitts- Abflachung versehen ist. 4. Recording device according to one of the preceding claims, characterized in that in the area of at least connec tion points (V) at least a portion (E 2 a, E 2 b) of a round cross-section frame element (RE 2 ) with an acute angle or parallel to a frame plane oriented cross-sectional flattening is provided. 5. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittabflachung des Rahmenelementes als Querschnittsverbreiterung gestaltet und mit einer Schweiß­ verbindung versehen ist.5. Recording device according to claim 4, characterized in that the cross-sectional flattening of the frame element as Cross-sectional widening designed and with a sweat connection is provided. 6. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (BK) mit Armaturen, insbesondere Einlaß bzw. Auslaß bzw. Verschlüsse, versehen ist, die im wesentlichen aus mit der Wandung (WD) der Behandlungskammer (BK) hinsichtlich der Absorptionseigenschaften gegenüber dem Mikrowellenfeld wenigstens annähernd übereinstimmendem Material besteht.6. Recording device according to one of the preceding claims, characterized in that the treatment chamber (BK) with Fittings, in particular inlet or outlet or closures, is provided, which essentially consists of the wall (WD) of the Treatment chamber (BK) with regard to the absorption properties compared to the microwave field at least approximately Material exists. 7. Aufnahmevorrichtung für die Beaufschlagung von Behand­ lungsgütern mit Mikrowellenfeldern, die eine Behandlungskammer mit Wandungen aus absorptionsarmen Material aufweist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein die Behandlungskammer (BK) umgreifendes, käfigartiges Traggestell (TG) sowie eine mit diesem verbundene, wenigstens teilweise metallische Grundplatte (GP) vorgesehen ist.7. receiving device for the application of treatment goods with microwave fields that form a treatment chamber with walls made of low-absorption material, in particular according to one of the preceding claims, characterized indicates that a treatment chamber (BK) encompassing cage-like support frame (TG) and a connected to it, at least partially metallic base plate (GP) is provided. 8. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (TG) metallische Elemente (RE1, RE2) aufweist, die mit der Grundplatte (GP) elektrisch leitend verbunden sind. 8. Recording device according to claim 7, characterized in that the support frame (TG) has metallic elements (RE 1 , RE 2 ) which are electrically conductively connected to the base plate (GP). 9. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (TG) eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, geschlossenen Rahmenzellen (RZ1a, RZ1b) aufweist, die mit der Grundplatte (GP) an einer Mehrzahl von Stellen in elektrischer Leitverbindung stehen.9. Recording device according to claim 8, characterized in that the support frame (TG) has a plurality of interconnected, closed frame cells (RZ 1 a, RZ 1 b) which with the base plate (GP) at a plurality of points in electrical connection stand. 10. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von im wesentlichen parallel zur Grundplatte (GP) angeordneten Rahmenelementen (RE1) des Traggestells (TG) vorgesehen ist und daß mindestens eines dieser Rahmenelemente mit der Grundplatte an einer Stelle leitverbunden ist, die wenigstens annähernd um ein ganzzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge der Mikrowelle von einem Ende des betreffenden Rahmenelementes entfernt ist.10. Recording device according to claim 9, characterized in that a plurality of substantially parallel to the base plate (GP) arranged frame elements (RE 1 ) of the support frame (TG) is provided and that at least one of these frame elements is conductively connected to the base plate at one point, which is at least approximately an integral multiple of a quarter wavelength of the microwave from one end of the frame element in question. 11. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (BK) mit Armaturen, insbesondere Einlaß bzw. Auslaß bzw. Verschlüsse, versehen ist, die im wesentlichen aus mit der Wandung (WD) der Behandlungskammer (BK) hinsichtlich der dielektrischen Eigen­ schaften bei der Frequenz des Mikrowellenfeldes wenigstens annähernd übereinstimmendem Material besteht.11. Recording device according to one of the preceding claims, characterized in that the treatment chamber (BK) with Fittings, in particular inlet or outlet or closures, is provided, which essentially consists of the wall (WD) of the Treatment chamber (BK) with regard to the dielectric properties at least at the frequency of the microwave field there is approximately the same material.
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