DE69730571T2

DE69730571T2 - Dielektrische heizvorrichtung

Info

Publication number: DE69730571T2
Application number: DE69730571T
Authority: DE
Inventors: Paul Fritz Pretoria FULS; Andre Keith Sabie JOUBERT; Johann Daniel Pretoria LE ROUX; Mathys Johannes Pretoria ROSSOUW
Original assignee: Technology Finance Corp Pty Ltd
Current assignee: Technology Finance Corp Pty Ltd
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: CA2226953A1; BR9702208A; CN1129350C; EP0839435A1; KR100487733B1; JP2000500912A; WO1997044988A1; AU716305B2; CN1194769A; KR19990029021A; EP0839435B1; AU2914597A; US6462320B1; DE69730571D1; MX9800514A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dielektrische Heizvorrichtung, insbesondere bezieht sie sich auf eine dielektrische Heizvorrichtung, bei der Heizen mit Mikrowellen verwendet wird und die geeignet ist zum Aufwärmen oder zum Kochen von Lebensmitteln und, jedoch nicht beschränkt hierauf, für die Verwendung als Mikrowellenofen im Haushalt oder im Gewerbe.
Der Anmelderin ist die WO-A-89 10678 bekannt, in der ein Mikrowellen-Heizsystem offenbart ist, das eine Unterstützungseinrichtung mit mehreren Wänden aufweist, die mehrere Mikrowellenapplikatoren abstützen und eine Behandlungszone zur Aufnahme eines zu behandelnden Materials begrenzen. Die mehrwändige Unterstützung begrenzt ebenfalls einen Heizraum. Jedoch ist dieser Heizraum kein Resonator. Der Anmelderin ist ebenfalls die US-A-4,006,338 bekannt, in der ein Mikrowellen-Heizgerät offenbart ist, welches ein abgeschnittenes rohrförmiges Gehäuse mit flachen Oberflächen aufweist, an denen mehrere Festkörper-Mikrowellen-Oszillatoren montiert sind. Ein dielektrisches Stützrohr zum Aufnehmen eines Frankfurter Würstchens oder dergleichen ist zentral in dem Gehäuse gelegen. Das Gehäuse ist jedoch kein Resonanzraum.
Gemäß der Erfindung ist eine dielektrische Heizvorrichtung vorgesehen, die aufweist:
Mehrere elektrisch leitende Seitenwände, die elektrisch miteinander verbunden und in Serie geschaltet sind und einen Heizhohlraum begrenzen, wobei zumindest ein Paar von benachbarten Seitenwänden gegeneinander geneigt ist und an einer Ecke einen Winkel einschließen, der aus der Gruppe bestehend aus spitzen Winkeln und stumpfen Winkeln ausgewählt ist; und
zumindest eine elektromagnetische Leistungsquelle, die elektromagnetische Strahlung emittieren kann, die zum dielektrischen Heizen geeignet und ausgebildet ist, solche Strahlung in den Heizraum mit einer Frequenz einzuleiten, die mit der Zeit variiert und die den Heizraum als Multimode-Resonanz-Heizraum wirken lässt.
Der ausgewählte Winkel ist kein rechter Winkel, wobei der eingeschlossene Winkel kleiner als 180° aber nicht 90° ist und entweder ein spitzer Winkel oder ein stumpfer Winkel ist.
Vorzugsweise stoßen benachbarte Seitenkanten eines jeden benachbarten Paares von Seitenwänden physisch aneinander, um das Paar der Seitenwände elektrisch miteinander zu verbinden. Anstelle dessen kann jedes benachbarte Paar von Seitenwänden elektrisch miteinander längs ihrer benachbarten Seitenkanten verbunden sein. Natürlich sollten die Dimensionen des Heizraumes groß genug sein, um angesichts der Wellenlänge der von der Leistungsquelle abgegebenen Strahlung einen Multimode-Resonanz-Betrieb in dem Heizraum zu gewährleisten.
Die Vorrichtung kann die Form eines Ofens haben, der den Heizraum begrenzt, wobei der Heizraum eine rohrförmige Gestalt aufweist und die Seitenwände von einem Ende des Raumes bis zu dem anderen Ende des Raumes reichen und wobei der Raum im Querschnitt ein Profil aufweist, das polygonal ist und mehrere Seiten aufweist, die in Umfangsrichtung seriell angeordnet sind und wobei die Seiten eines jeden benachbarten Paares zwischen sich eine Ecke des Raumes definieren.
Der Raum kann ein Profil im Querschnitt mit einer ungeraden Anzahl von Seiten haben und zum Beispiel ein reguläres Polygon sein, wobei alle Seiten des Polygones die gleiche Länge aufweisen und die Anzahl der Seiten aus den Werten drei, fünf, sieben, neun und elf, vorzugsweise fünf oder sieben und insbesondere mehr als fünf ausgewählt ist. Das Polygon kann ein reguläres Pentagon mit fünf Seiten gleicher Länge sein, wobei die Seiten eines jeden benachbarten Paares gegeneinander mit einem stumpfen eingeschlossenen Winkel von 108° geneigt sind und jede Seitenwand ein Paneel ist, das flach und eben in seiner Form und mit einer rechteckigen Kontur versehen ist. Anstatt dessen können jedoch auch zumindest zwei Seiten Längen unterschiedlicher Größe aufweisen. Das Profil im Querschnitt des Raumes hat dann Seiten, die im Wesentlichen gerade sind und dementsprechend jedes Seitenwandpaneel im Wesentlichen eben, d.h. rechteckig in der Form ist und alle Seiten der Kontur von gleicher Länge sind, wobei alle eingeschlossenen Winkel von gleicher Größe, nämlich 108° sind.
Die Enden des Raumes können offen sein, wobei die offenen Enden einen Einlass in den Raum und einen Auslass aus dem Raum definieren, um ein kontinuierliches Aufheizen eines Gegenstandes zu erlauben, der in Längsrichtung durch den Ofen bewegt wird. In diesem Falle kann jedes Ende des Raumes mit einer Klappe mit einer Öffnung darin versehen sein, um mit einem gewissen Arbeitsspieleinen Gegenstand aufzunehmen, der in Längsrichtung durch den Raum bewegt wird, wobei jedes Spielraum ausgewählt ist, um die Emission von elektromagnetischer Strahlung bei dem Gebrauch aus dem Hohlraum durch die Öffnung der Klappe und um den Gegenstand hrtum zu unterdrücken.
Wenn die Enden des rohrförmigen Hohlraums offen sind und dadurch einen Einlass und einen hiervon entfernten Auslass definieren, sodass der Ofen für einen kontinuierlichen Durchsatz zwischen dem Einlass und dem Auslass von Gegenständen geeignet ist, so zum Beispiel einem aufzuheizenden Objekt oder einer Substanz, ist der Ofen zum Beispiel geeignet, um kontinuierlich extrudierte Profile oder dergleichen aufzuheizen, wobei die Klappe an jedem Ende so konstruiert und/oder ausgebildet ist, um die Emission von elektromagnetischer Strahlung aus dem Hohlraum über dieses Ende beim Gebrauch zu unterdrücken oder zu reduzieren.
Der Heizraum kann länglich ausgebildet sein, sodass er sich in Längsrichtung vertikal erstreckt, wenn er aufrecht gestellt wird, um eine Abwärtsbewegung eines Extrusionsproduktes zu erlauben. Der Hohlraum kann mit mehreren Mikrowellenquellen ausgerüstet sein, von denen zumindest einige im Hinblick auf ihre Mikrowellenleistung einstellbar sind, wobei diese Quellen sowohl vertikal als auch längs des Umfanges mit Abstand voneinander um eine zentrale Zone in dem Raum ausgerichtet werden können, die zur Aufnahme des bewegten Extrusionsproduktes ausgebildet ist, das zum Beispiel abwärts beim Gebrauch bewegt werden kann, wenn der Hohlraum aufrecht ausgerichtet ist.
Die Mikrowellenquellen können in dem Raum längs des Umfanges oder in Längsrichtung voneinander mit Abstand um einen zentralen abwärts in dem Raum ausgerichteten Weg ausgerichtet sein, durch den das Profil hindurchläuft, wobei die Quellen angeordnet sind, um Mikrowellenstrahlung auf das Profil in diesem Weg zu richten. Der Mikrowellenraum kann damit durch einen vertikalen sich erstreckenden Mikrowellenofen gebildet sein, der einen Auslass an seinem unteren Ende und einen Extruder zum Extrudieren eines Profiles oder einen Einlass an seinem oberen Ende je nach dem vorliegenden Fall aufweist.
Anstatt dessen kann der Ofen ein Paar von Endwänden aufweisen, die gegenüberliegende Enden des Heizraumes abschließen, wobei zumindest eine der Wände des Ofens zumindest einen Teil einer Tür in den Hohlraum bildet, um einen Chargenbetrieb beim Aufheizen von zumindest einem in dem Ofen plazierten Objekt zu erlauben. In diesem Falle kann einer der Endwände einen Boden für den Hohlraum bilden, wobei die andere Endwand oberhalb des Bodens in Abstand angeordnet ist und ein Dach für den Hohlraum bildet, wobei der Ofen zumindest fünf Seitenwände in Form von Paneelen aufweist und jedes Seitenwandpaneel flach und eben in Gestalt und rechteckig in der Kontur ist und die Tür mit einer schließbaren Türöffnung ausgerüstet ist, die in den Hohlraum führt, und wobei die Türöffnung in ihrer Fläche größer als die Fläche eines jeden Seitenwandpaneeles ist. Die Tür kann auch zumindest ein Seitenwandpaneel des Ofens bilden, wobei die Tür weniger als zwei Seitenwandpaneele des Ofens bildet. Die Tür kann entweder aus einem einzelnen Türpaneel ausgebildet sein, das an einer Seite der Türöffnung schwenkbar gelagert ist oder aus einem Paar von Türpaneelen gebildet sein, die nebeneinander angeordnet und jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Türöffnung schwenkbar gelagert sind, wobei die Tür zumindest ein Gelenk aufweist und jedes Gelenk sich in einer Richtung von der einen Endwand des Ofens gegen dessen andere Endwand erstreckt.
Wenn die Enden des Hohlraumes geschlossen sind, kann der Hohlraum in der Länge verkürzt werden, wobei die Länge zwischen seinen Enden kleiner als die Querschnittsweite ist, obwohl natürlich die Länge auch größer als die Weite sein kann.
Üblicherweise sind, wie oben angegeben, der Boden, das Dach und die Seitenwandpaneele elektrisch leitend und elektrisch miteinander verbunden, und der Ofen kann eine oder mehrere Türpaneele aufweisen, die die Türöffnung verschließen und die in ähnlicher Weise elektrisch leitend und elektrisch mit dem Boden, dem Dach und den Seitenwandpaneelen verbunden sind. Üblicherweise ist der Boden ein flaches Bodenpaneel, das optional einen Drehtisch auf seiner oberen Fläche aufweist, um die Gegenstände in dem Ofen zu drehen, während sie der Mikrowellenheizung ausgesetzt sind, und das Dach kann in ähnlicher Weise ein flaches Paneel sein und eine Belüftungsöffnung mit einem Gitter haben, wobei das Dachpaneel parallel zu dem Bodenpaneel sein kann, wohingegen die Seitenwandpaneele senkrecht zu dem Bodenpaneel und dem Dachpaneel ausgerichtet sind.
Bei einer speziellen Konstruktion, bei der der Ofen ein reguläres Polygon in einem horizontalen Querschnitt ist, kann eine einzige Mikrowellenleistungsquelle, wie ein Magnetron, ein Klystron oder dergleichen vorgesehen sein, wobei der Ofen einen Wellenleiter zum Leiten der Mikrowellenstrahlung von der Leistungsquelle zu Zuführöffnungen für die Mikrowellen in den Seitenwandpaneelen aufweist, um Mikrowellenstrahlung von dem Wellenleiter in das Innere des Heizraumes einzuleiten. Der Wellenleiter kann sich in Form eines hohlen Teilgürtels oder Kragens horizontal teilweise um den Ofen an den äußeren Oberflächen der Wandpaneele, zum Beispiel in der Mitte zwischen dem Boden und dem Dach des Ofens erstrecken. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Seitenwandpaneele zumindest zum Teil durch das Türpaneel oder die Türpaneele gebildet werden, jedoch haben üblicherweise das Türpaneel oder die Türpaneele keine Zuführöffnungen für die Mikrowellen und der Wellenleiter erstreckt sich lediglich um den Ofen über die Seitenwandpaneele oder Teile hiervon, die nicht durch das Türpaneel oder die Türpaneele gebildet werden, sodass der Wellenleiter sich nicht über die äußere Oberfläche oder Oberflächen des Türpaneels oder der Türpaneele erstrecken.
Es wird erwartet, dass dann, wenn der Hohlraum in einem horizontalen Querschnitt ein reguläres Pentagon ist, das Türpaneel oder die Türpaneele insgesamt und wie oben angedeutet, üblicherweise mehr als ein Seitenpaneel und weniger als zwei Seitenwandpaneele des Hohlraumes bilden. Wenn zwei Türpaneele zum Verschließen der Türöffnung vorgesehen sind, werden sie in Längsrichtung zueinander angeordnet, schlagen aneinander an aufwärts sich erstreckenden Kanten an, wobei sie typischerweise mit einem Scharnier oder einer Schwenkeinrichtung an aufwärts sich erstreckenden Kanten der Türöffnung auf entgegengesetzten Seiten der Türöffnung versehen sind; wenn nur ein einziges Türpaneel vorgesehen ist, wird dieses mit einem Schwenkgelenk oder einer Schwenkeinrichtung längs einer aufwärts gerichteten Kante benachbart einer Seite der Türöffnung versehen.
Es wird erwartet, dass für den Haushaltsgebrauch der Heizraum in einem mehr oder minder rechteckigen Gehäuse aufgenommen wird, wobei das Gehäuse mit herkömmlichen Steuereinrichtungen zum Beispiel an einer Steuertafel versehen ist, um die Zufuhr der Mikrowellenleistung in den Heizraum zu steuern, wobei ferner ein üblicher Ausschalter für die Leistung vorgesehen ist, um die Mikrowellenquelle von einer Versorgungsquelle automatisch abzutrennen, wenn die Tür oder die Türen offen sind. Vorzugsweise wird jede Mikrowellenquelle, wie oben angegeben, so ausgelegt, dass sie die Mikrowellenstrahlung über eine relativ große Bandbreite von mindestens 1 MHz Breite, vorzugsweise mindestens 1,5 MHz abgeben kann. Mikrowellenquellen mit solch breiten Bandbreiten sind im Moment noch nicht erhältlich, jedoch wird angenommen, dass sie für Spezialöfen, zumindest als Prototypen gebaut werden, so zum Beispiel für gewerbliche Mikrowellenöfen (Restaurant, Hotel, Krankenhaus etc.), es sei denn, dass solche Mikrowellenquellen eventuelle Massenprodukte werden.
Die Vorrichtung kann ein Mikrowellenofen sein, wobei jeder elektromagnetische Leistungsquelle eine Mikrowellenquelle ist, die Mikrowellenstrahlung bei einer Frequenz von 0,3 × 10⁹ – 1 × 10¹⁰ Hz, z.B. 1–10 GHz emittieren kann. Insbesondere kann jede Mikrowellenquelle Mikrowellenstrahlung bei einer Frequenz von 2,4–2,5 GHz über eine Bandbreite von zumindest 1 MHz emittieren. Vorzugsweise ist die Frequenz die gewerblich angewendete Frequenz von 2,45 GHz, wobei 2,45 GHz das Zentrum der Nominalfrequenz der Mikrowellenquelle ist und die Mikrowellenquelle ein Magnetron, ein Klystron oder dergleichen ist, die mehr oder weniger konventionell in ihrer Konstruktion ist und je nachdem in ihrer Art entweder für den Haushaltsgebrauch oder den industriellen Gebrauch geeignet ist.
Solche Quellen können einstellbar sein hinsichtlich der Frequenz/Wellenlänge der erzeugten Mikrowellenstrahlung, hinsichtlich der Intensität/Amplitude oder Leistung der erzeugten Mikrowellenstrahlung, hinsichtlich der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellenstrahlung und/oder hinsichtlich der Konzentration oder Kompression der Strahlung in mehr oder weniger diskrete Strahlungen etc. Der Mikrowellen-Hohlraum kann zum Beispiel ein Typ mit dynamisch gesteuerten stehenden Wellen, einem Multimode-Typ zur Erzeugung von unterschiedlichen überlappenden stehenden Wellen oder ein geeigneter Hybrid-Typ der vorgenannten Arten sein.
Auf diese Weise kann die Quelle oder die Quellen der Mikrowellenstrahlung in zumindest eine dynamisch gesteuerte Anordnung mit stehenden Wellen, eine Multimode-Anordnung oder eine geeignete andere Mikrowellenanordnung eingekoppelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform zum Trocknen oder Sintern von keramischen Extrusionskörpern mit großem Durchmesser kann ein Multimode-Hohlraum verwendet werden, um überlappende stehende Wellen zu erzeugen. Die Mikrowellen-Heizquellen können in einem Mikro wellenhohlraum angeordnet sein, der unterhalb eines Extruders angeordnet ist, sodass der Hohlraum ein Extrusionsprodukt in Form eines extrudierten Profils gleich nach der Extrusion empfängt. Vorzugsweise ist die Größe und Form des Hohlraumes so gewählt, dass er das Profil eng oder direkt anliegend umschließt, d.h. die Enden des Hohlraumes verengt werden, um eine unerwünschte Emission von Mikrowellen im Betrieb zu reduzieren, wobei das Profil die Enden des Hohlraumes blockiert oder abschließt, was, wie oben angedeutet, mit entsprechenden Klappen vorgenommen werden kann.
Zum Aufheizen von extrudierten Profilen mit großem Querschnitt haben sich Mikrowellenhohlräume des Multimode-Types als geeignet erwiesen. Wie oben angegeben, können mehrere Mikrowellen-Strahlungsquellen vorgesehen sein, wobei zumindest einige dieser Quellen einstellbar zum Beispiel hinsichtlich des Leistungsausganges (Amplitude/Intensität) und/oder der Wellenlänge/Frequenz sein können.
Die Mikrowellen-Leistungsquelle kann, wie oben angedeutet, eine zentrale oder nominale Frequenz von ungefähr 2,45 GHz und eine Bandbreite aufweisen, mit der es möglich ist, zumindest zwei unterschiedliche Verteilungen der elektromagnetischen Intensität und vorzugsweise so viele wie machbar für die gewählte Geometrie des Querschnittes zu erzeugen. Für einen Querschnitt in Form eines Polygons mit eingeschlossenen Winkeln von 108° und sukzessiven Seiten in Umfangrichtung mit Längen von 290mm, 208mm, 260mm und 208mm (oder einem regulären Hohlraum in Pentagonform mit seitengleicher Länge in dem Bereich 200–300mm) erfordert der Hohlraum mit einer insgesamten Länge von 700 bis 800mm, z.B. 730mm, typischerweise für jede Leistungsquelle eine Bandbreite von zumindest 1 MHz bei einer Nominalfrequenz von ungefähr 2,45 GHz. Eine Bandbreite von zumindest 4 MHz wird für einen effektiven Betrieb bei diesen oder ähnlichen Dimensionen und Nominalfrequenzen bevorzugt.
Die Mikrowellen-Leistungsquelle kann so aufgebaut sein, dass sie Mikrowellen bei einer Frequenz erzeugt, die z.B. automatisch in einer bestimmten Art über die Zeit variiert. Zum Beispiel kann die Frequenz über die Bandbreite mit einer Rate variieren, die von der Frequenz der Leistung abhängt, die der elektromagnetischen Leistungsquelle zugeführt wird, z.B. mit einer Rate von 50 Hz.
Die Mikrowellen-Leistungsquelle kann so ausgebildet sein, dass deren Frequenz automatisch über die Bandbreite mit dieser Rate variiert. Anstatt dessen kann die Vorrichtung Steuereinrichtungen einschließen, mit denen die Mikrowellen-Leistungsquelle gekoppelt ist und auf diese anspricht, wobei die Steuereinrichtungen die Frequenz der Mikrowellen-Leistungsquelle über diese Bandbreite mit dieser Rate variieren.
Die dielektrische Heizvorrichtung kann Leiteinrichtungen zum Leiten von elektromagnetischer von der Leistungsquelle emittierter Strahlung umfassen, wobei die Leiteinrichtungen einen Einlass zum Aufnehmen elektromagnetischer Strahlung von der elektromagnetischen Leistungsquelle und einen Auslass zum Einleiten der elektromagnetischen Strahlung in den Heizraum aufweisen; ebenso kann die Vorrichtung Verstelleinrichtungen zum Verstellen des Auslasses relativ zu dem Heizraum umfassen. Anstatt dessen oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine drehende Antenne aufweisen, die an dem Auslass positioniert ist. Wenn die Leistungsquelle eine Mikrowellenquelle ist, kann jede Leiteinrichtung ein Mikrowellen-Wellenleiter mit einer mehr oder weniger konventionellen Konstruktion sein.
Die Verstelleinrichtungen können so angeordnet sein, dass sie die Einstellung des Auslasses verändern können, sodass die Richtung, in der die elektromagnetische Strahlung hiervon emittiert und in den Hohlraum eingeleitet wird, variiert wird. Vorzugsweise wird die Einstellung variiert, indem der Auslass zyklisch um eine Achse längs des Hohlraums mit einer Rate von zumindest einer Umdrehung pro Sekunde gedreht wird, abhängig von der Art und der Position des aufzuheizenden Gegenstandes in dem Hohlraum; der Auslass kann in einer fixen Lage angeordnet sein, wobei seine Einstellung variiert wird.
Anstatt dessen können die Verstelleinrichtungen so ausgebildet sein, dass die den Auslass verschieben, sodass die Position der Einspeisung der elektromagnetischen Strahlung in den Hohlraum variiert wird. Dementsprechend können die Verstelleinrichtungen eine Schiene, z.B. eine Endlosschiene aufweisen, längs der die Leiteinrichtungen gleiten, wodurch die Position der Einspeisung der elektromagnetischen Strahlung variiert wird, und zwar vorzugsweise mit einer Rate von zumindest einer Runde längs der Schiene pro Sekunde. Anstatt dessen kann die Heizvorrichtung eine Antenne aufweisen, die beim Betrieb dem Auslass der Leiteinrichtungen zugeordnet ist, wobei die Antenne so ausgelegt ist, dass sie um eine Achse, die sich in Längsrichtung des Hohlraumes erstreckt, dreht und dabei Mikrowellen in einer Richtung emittiert, die mit einem Winkel gegenüber dieser Drehachse geneigt ist.
Die Heizvorichtung kann zumindest eine weitere Leiteinrichtung aufweisen, die fest angeordnet ist, wobei jede feste Leiteinrichtung einen Auslass aufweist, der fest oder stationär gegenüber Seitenwänden des Ofens ist, sodass sowohl die Richtung als auch die Position der Einspeisung der elektromagnetischen Strahlung, die hiervon emittiert wird, während des Heizvorganges unverändert bleibt.
In einer speziellen Ausführungsform können die Leiteinrichtungen so angeordnet sein, dass über deren Ausgang Mikrowellen transversal in den Hohlraum eingeleitet werden. Anstatt dessen oder zusätzlich können die Leiteinrichtungen so angeordnet sein, dass Mikrowellen longitudinal in den Hohlraum eingeführt werden, wobei die longitudinale Richtung des Hohlraumes die von einem Ende des Hohlraumes zum anderen ist.
Bei einer Ausführung, die zumindest eine weitere feste Leiteinrichtung aufweist, kann mit jeder Leiteinrichtung ein spezieller Mikrowellengenerator gekoppelt werden. Anstatt dessen kann ein Ausgang eines einzelnen Mikrowellengenerators mit jeder Leiteinrichtung gekoppelt sein.
Vorzugsweise ist die Leistungsquelle so ausgebildet, dass sie Mikrowellenstrahlung in den Hohlraum in einer Art einleitet, dass der Hohlraum als ein Multimode-Resonanz-Hohlraum wirken kann.
Der Ofen kann Steuereinrichtungen zum zum Beispiel kontinuierlichen Verändern der Verteilung des Resonanzfeldes in dem Hohlraum aufweisen, zum Beispiel eine bewegliche Antenne, die beim Betrieb die Mikrowellen in den Hohlraum richtet.
Die Erfindung ermöglicht ein Verfahren zum dielektrischen Heizen mit einer dielektrischen Heizvorrichtung wie oben beschrieben, wobei bei dem Verfahren elektromagnetische Strahlung mit Hilfe jeder erwähnten Leistungsquelle erzeugt und die Strahlung in den Heizraum eingeführt wird, wobei bei dem Verfahren von jeder Leistungsquelle Strahlung emittiert wird, deren Frequenz variiert.
Bei dem Verfahren kann auch die Richtung der Einspeisung der Strahlung in den Hohlraum variiert werden. Bei dem Verfahren kann auch die Einstellung des Auslasses verändert werden, um die Neigung der Einspeisrichtung der elektromagnetischen Strahlung in den Hohlraum zu variieren. Zusätzlich oder anstatt dessen kann bei dem Verfahren der Auslass verstellt werden, wodurch die Position der Einspeisung der elektromagnetischen Strahlung in den Hohlraum variiert wird.
Die Erfindung wird durch ein spezifisches nicht beschränkendes Beispiel erläuternd beschrieben.
BEISPIEL
Ein spezieller Mikrowellenhohlraum gemäß der Erfindung hat, wenn er aufrecht steht, in einem horizontalen Querschnitt die Form eines regulären Pentagons mit fünf vertikal sich erstreckenden Wandpaneelen, von denen jedes mit einer sich vertikal erstreckenden Reihe von vertikal in Abstand angeordneten Öffnungen versehen und jede Öffnung ausgebildet ist, um eine Mikrowellenquelle in Form einer Anordnung aus einem Magnetron/Wellenleiter/Gebläse aufzunehmen. Der Hohlraum hat zwanzig solcher Anordnungen, die in ausgewählten Öffnungen in den Wandpaneelen des Hohlraumes gelegen sind. Es sind tatsächlich mehr als zwanzig solcher Öffnungen vorgesehen, sodass durch Auswählen geeigneter Öffnungen, in denen die Anordnungen aufgenommen sind, die Anordnungen in den Wandpaneelen in einem gewünschten vertikalen und/oder in Umfangsrichtung ausgerichteten Muster mit Abstand installiert werden können, wobei dieses Muster seinerseits so gewählt ist, dass die Anordnungen ein extrudiertes Profil, das durch den Hohlraum nach unten gleitet, aufheizen, sodass es mit einer gewünschten Rate aufgeheizt wird und ein gewünschtes Temperaturprofil über seine Länge aufweist.
Der Hohlraum ist in vertikaler Richtung länglich und in einem passenden Pentagon-förmigen Gehäuse aufgenommen, das radial einen Abstand zu dem Hohlraum aufweist und aus einem Rahmen mit darin angeordneten Türen hergestellt ist, die für einen leichten Zugriff auf die Wandpaneele des Hohlraumes geöffnet werden können. Diese Türen sind mit Masse verbunden und bilden einen effektiven Faraday-Käfig. Das obere Ende und der Boden des Hohlraumes sind offen.
Wenn im Betrieb ein Profil in Richtung nach unten längs des Innenraumes des Hohlraumes extrudiert wird, bildet der Raum zwischen dem extrudierten Profil und den inneren Oberflächen der Wandpaneele des Hohlraumes eine thermische Isolation. Es ist eine Quelle für Kühlluft vorgesehen, die gemeinsam mit einem Gebläse einen Zwangsfluss von Kühlluft in Aufwärtsrichtung in den Raum zwischen dem Hohlraumn und dem Gehäuse einleitet, der einen Luftvorhang bildet, wobei das Gebläse einer jeden Magnetronanordnung einen Einlass hat, der mit diesem Vorhang kommuniziert. Die unteren Bereiche der Wandpaneele des Hohlraumes werden mit Hilfe eines Wassermantels oder mit Hilfe von Wasserrohren (Kühlschlangen) mit Wasser gekühlt. Der Hohlraum ist etwa 5m hoch, wobei das obere Ende mit einem Dunstabzugsgebläse versehen ist, um Luft aus dem Vorhang zu entfernen. Es sind Vorkehrungen für den kontrollierten Fluss eines Gases mit kontrollierter Temperatur und Feuchtigkeit in dem Raum zwischen dem Extrusionsort und den Wandpaneelen des Hohlraumes vorgesehen.
Zwei optische Sensoren sind in dem Hohlraum vorgesehen, um die Temperatur eines extrudierten Profiles in dem Hohlraum zu messen. Drei mit Abstand angeordnete Thermopaare sind in der Isolation eines oder mehrerer Wandpaneele des Hohlraumes vorgesehen, um das Temperaturprofil des extrudierten Profiles in dem Hohlraum zu überwachen. Jede Magnetronanordnung hat einen bei einer Übertemperatur abschaltenden Ausschalter, wobei ähnliche Schalter in dem Luftvorhang und/oder auf den Wandpaneelen des Hohlraumes installiert sind. Anordnungen aus Verstärkungsdioden sind in dem Luftvorhang vorgesehen, um die Mikrowellenstrahlung kontinuierlich zu überwachen. Ähnliche Diodenanordnungen sind an ausgewählten externen Punkten der Anordnung vorgesehen, um die Mikrowellenstrahlung zu überwachen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft in bezug zu den begleitenden schematischen Figuren beschrieben, in denen:
1–4 verschiedene dreidimensionale Ansichten eines zum Kochen geeigneten und im Haushalt verwendeten Mikrowellenofens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
5–6 schematische Aufsichten einer Türanordnung des Ofens gemäß den 1–4 zeigen;
7–8 schematische Aufsichten von verschiedenen Türanordnungen des Ofens gemäß den 1–6 zeigen;
9–10 schematische Aufsichten eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Türanordnung des Ofens gemäß den 1–6 zeigen;
11 eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren Mikrowellen-Heizvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
12 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung gemäß 11 mit einer offenen Seitentür zeigt;
13 eine Querschnittsansicht eines pentagonalen Heizraumes der Vorrichtung gemäß 1 zeigt, in der Belüftungseinlässe gezeigt sind;
14 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer elektrischen Verdrahtung der Vorrichtung gemäß 11 zeigt;
15 eine graphische Darstellung in der Frequenzdomäne eines mittleren Zeitspektrums eines Magnetrons zeigt, das bei dem Ofen gemäß den 1–10 und in der Vorrichtung gemäß den 11–14 verwendet wird;
16–20 schematische Darstellungen von Computer-generierten elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem gleichseitigen Dreiecksprofil erzeugt werden;
21–25 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem herkömmlichen quadratischen Profil erzeugt werden;
26–40 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die erwartungsgemäß in dem Hohlraum des Ofens gemäß den 11–14 erzeugt werden;
41–45 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem regulären hexagonalen Profil erzeugt werden;
46–50 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem regulären heptagonalen Profil erzeugt werden;
51–55 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem regulären oktogonalen Profil erzeugt werden;
56–60 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohlraum mit einem regulären nonagonalen Profil erzeugt werden;
61–65 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem Hohraum mit einem regulären dekagonalen Profil erzeugt werden;
66–70 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem (undekagonalen) Hohlraum mit einem Profil von 11 gleichen Seiten erzeugt werden;
71–75 schematische Darstellungen von elektrischen Mikrowellenmoden zeigen, die in einem (duodekagonalen) Hohlraum mit einem Profil aus 12 gleichen Seiten erzeugt werden;
76 eine schematische Querschnittsansicht einer dielektrischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt; und
77 eine schematische seitliche Schnittansicht des oberen Teiles der dielektrischen Heizvorrichtung gemäß 76 in Richtung von LXXVII in 76 zeigt.
In den 1 bis 4 der Zeichnung ist ein Mikrowellenofen gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein mit den Bezugszeichen 10 bezeichnet. In 1 ist der Ofen 10 in geschlossenem Zustand, in den 2 und 3 in dem offenen Zustand und in der 4 in offenem Zustand ohne das äußere Gehäuse zur Erleichterung der Darstellung gezeigt. Der Ofen 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mit Ausnahme des Türpaneels (weiter unten beschrieben) des Ofens in der Aufsicht rechteckig ist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Heizraum 14 (siehe insbesondere 4) vorgesehen ist. Der Ofen hat ein Türpaneel 16.
Der Heizraum 14 hat in einem horizontalen Querschnitt die Form eines gradlinigen Pentagons und ist in seinem Profil in Aufsicht ein reguläres Pentagon. Der Hohlraum 40 hat ein flaches pentagonales Dachpaneel 18, das mit einer Belüftungsöffnung mit einem Gitter bei 20 versehen ist. Ein flaches pentagonales Bodenpaneel 22 ist mit Abstand unterhalb des Dachpaneels 18 und mit diesem ausgerichtet vorgesehen. Der Hohlraum hat fünf flache rechteckige Wandpaneele, die mit 24, 26, 28, 30 bzw. 32 bezeichnet sind (vgl. auch die 5–6, in denen die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche Teile wie in den 1–4 zu bezeichnen, es sei denn, es ist anderes angegeben).
Der Ofen 10 ist mit einer Leistungsquelle, die ein einziges elektrisch betriebenes Magnetron 34 aufweist. und mit einem Wellenleiter 36 versehen, um Mikrowellenstrahlung von dem Magnetron 34 zu vier Einspeiseöffnungen 38 für Mikrowellen zu leiten (von denen eine in den 2 und 4 sichtbar ist), wobei jede Öffnung zentral in den Wandpaneelen 24–30 positioniert ist und die Form eines sich vertikal erstreckenden Schlitzes hat, der das Innere des Hohlraumes in Mikrowellen-Kommunikation mit dem Inneren des Wellenleiters 36 bringt. Der Wellenleiter 36 hat die Form eines hohlen Gürtelteiles oder Kragens, der eine Passage bildet, die sich teilweise um den Hohlraum 14 erstreckt, wie weiter unten detaillierter erklärt wird. Die Schlitze 38 und der Wellenleiter 36 liegen in der Mitte zwischen dem Bodenpaneel 22 und dem Dachpaneel 18. Das Magnetron ist hierzu benachbart angeordnet und speist in ein Ende des Wellenleiters 36 benachbart zu dem Wandpaneel 30 Mikrowellen ein, wobei das gegenüberliegende Ende des Wellenleiters 36 benachbart zu dem Wandpaneel 28 gelegen ist.
Der Ofen 10 hat eine übliche Steuertafel 40 mit Steuereinrichtungen in Form von Schaltern 42, um die Eingangsleistung der Mikrowelle in den Hohlraum 14 zu steuern. Zudem weist es einen üblichen Leistungs-Ausschalter in Form von Schaltern bei 44 auf, die Teile von Schaltern für das Türpaneel 60 sind und die neben der Steuertafel 40 angeordnet sind, wobei die Steuertafel 40 längs des Türpaneels 16 gelegen ist, wobei das Türpaneel 16 an einem aufwärts sich erstreckenden Gelenk bei 46, vgl. 5 und 6, längs seiner Kante entfernt von den Ausschaltern 44 und der Steuertafel 40 schwenkbar gelagert ist.
Der Ofen 10 weist einen Drehtisch 48 auf, der auf der Oberseite des Bodenpaneels 22 montiert und von einem elektrischen Motor (nicht dargestellt) unterhalb des Bodenpaneels 22 mit üblicher Geschwindigkeit angetrieben ist. Ferner sind in üblicher Weise das Dachpaneel 18, das Bodenpaneel 22 und die Wandpaneele 24 bis 32 elektrisch miteinander verbunden und als Metallkonstruktionen ausgebildet, wobei das einen Teil des Türpaneels 16 bildendes Paneel 32 kleine Perforationen aufweist, um den Inhalt des Hohlraumes 14 mit Hilfe eines internen Lichtes (nicht dargestellt) in dem Hohlraum beobachten zu können, wobei die Perforationen klein genug gewählt sind, dass Mikrowellen von dem Magnetron 34 durch diese nicht austreten können. Das Magnetron 34 hat eine nominale Ausgangsfrequenz von 2,45 GHz und eine Bandbreite von 4–6,5 MHz. Das Seitenwandpaneel 30 hat ein Belüftungsgitter bei 50.
Ein spezielles Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die Wandpaneele 24 und 26 und größere Bereiche der Wandpaneele 28 und 30 durch einen stationären Teil des Hohlraumes 14 gebildet sind, nämlich das Bodenpaneel 22 und einen größeren Teil des Dachpaneels 18. Die verbleibenden kleineren Teile der Wandpaneele 28 und 30 und des Dachpaneels 18 werden durch das Türpaneel 16 gebildet, das das gesamte Wandpaneel 32 umfasst. Das Türpaneel 16 verschließt eine Türöffnung 52, deren Höhe gleich dem Abstand zwischen dem Bodenpaneel 22 und dem Dachpaneel 18 ist, und dessen Breite mit W in den 5 und 6 bezeichnet ist. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die Breite W der Türöffnung deutlich größer als die Breite P der Wandpaneele 24–32 ist. Auf diese Weise können kreisförmige Schüsseln, Teller oder Geschirrteile (nicht gezeigt) mit einem Radius R durch die Türöffnung 52 in das Innere des Hohlraumes 14 eingeführt und aus diesem herausgenommen werden, ohne dass die Geschirrteile, Schüsseln oder Teller gekippt werden müssen. Der Radius R ist gleich W/2, was größer als P/2 ist, wobei P/2 der Radius einer Schüssel, eines Tellers oder eines Geschirrteiles ist, das ohne Kippen in eine Türöffnung mit einer Breite P gleich der Breite eines Seitenwandpaneels 24–32 eingesetzt werden kann.
In den 7 und 8 werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile, wie in den 5–6 zu bezeichnen, es sei denn es ist anderes erwähnt. Der Hauptunterschied zwischen der Konstruktion des Ofens 10 gemäß den 1–7 und der gemäß den 7 und 8 liegt in dem Türpaneel 16. Während ein einzelnes einstückiges Türpaneel 16, das bei 46 schwenkbar gelagert ist, in den 1–6 gezeigt ist, ist gemäß der Darstellung in den 7 und 8 das Türpa neel in zwei Bereiche aufgeteilt, die jeweils mit 16 bezeichnet und jeweils mit einem entsprechenden Gelenk 46 auf gegenüberliegenden Seiten der Türöffnung 52 schwenkbar gelagert sind (die Türöffnung 52 gemäß den 7 und 8 ist abgesehen von dem Türpaneel 16, das sie verschließt, von gleicher Größe und ähnlich der in den 2–4 gezeigten). In den 6 und 8 sind die entsprechenden Türpaneele 16 in geschlossenem Zustand gezeigt. In den 6 und 8 sind die kleineren Teile der Wandpaneele 28, 30 jeweils durch Bereiche des Türpaneels 16 gebildet, wobei jeder Bereich 16 eines Türpaneels eine Hälfte des Wandpaneels 32 bildet und die Bereiche 16 der Türpaneele aneinander in geschlossenem Zustand an ihren benachbarten Kanten 54 anliegen.
Die Konstruktion der 9 und 10 ist im Hinblick auf die Tür 16 ähnlich der in den 5 und 6, als darin ein einzelnes einstückiges Türpaneel 16 vorgesehen ist. Jedoch wird der stationäre Teil des Hohlraumes 14 (anstelle eines gesamten Paneels 24 und 26 und dem größeren Teil jedes Wandpaneels 28 und 30) durch alle Paneele 24, 26 und 28 und die Hälfte des Wandpaneels 30 gebildet. Das Türpaneel 16 bildet bei dieser Konstruktion andererseits das Wandpaneel 32 und die zweite Hälfte des Wandpaneels 30.
In jedem Falle, wie am besten in den 5–10 zu sehen, ragen das Bodenpaneel 22 und der Drehtisch 48 von der Türöffnung 52 (vgl. 2–4) aus dem Gehäuse 12 heraus. Die nach außen herausragenden Teile des Bodenpaneels 22 und des Drehtisches 48 werden von dem Türpaneel oder den Bereichen 16 des Türpaneels umschlossen, wobei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen wird, dass der stationäre Teil des Hohlraumes, der das gesamte Bodenpaneel 22 bildet, lediglich einen größeren Teil des Dachpaneels 18 umfasst, wobei der restliche kleinere Teil des Dachpaneels 18 durch das Türpaneel 16 (5–6 und 9–10) oder durch Bereiche 16 des Türpaneels (7–8) gebildet wird. Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass die Bereiche 16 des Türpaneels in den 7–8 Ausschalter (nicht dargestellt) mit einer ähnlichen Funktion aufweisen, wie dieses in den 2–4 bei 44 gezeigt ist, wohingegen das Türpaneel 16 gemäß den 9–10 Schalter 44 entsprechend den 1–4 aufweist.
In den 11–13 der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 100 eine Mikrowellen-Heizvorrichtung mit einer dielektrischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung bezeichnet. Die Vorrichtung 100 weist einen Ofen 102, der einen Heizraum 104 (s. 12 und 13) und vier elektromagnetische Leistungsquellen in Form von Magnetrons 106 aufweist, die elektromagnetische Strahlung für dilektrisches Heizen emittieren können.
Der Hohlraum 104 ist in seiner Form rohrförmig, und der Ofen 102 weist fünf Seitenwände 108 (s. 12) auf, die physisch und elektrisch in Serie an Ecken 110 des Hohlraumes 104 verbunden sind und sich von einem Ende des Hohlraumes 104 zu dem gegenüberliegenden Ende des Hohlraumes 104 erstrecken. Benachbarte Seitenwände können anstatt dessen mit Abstand voneinander angeordnet sein, wobei die Zwischenräume geeignete Teile einer Wellenlänge sind, um das Austreten von elektromagnetischer Strahlung aus dem Hohlraum zu verhindern und wobei benachbarte Seitenwände elektrisch miteinander durch ein elektrisch leitendes Band oder durch eine übliche Befestigungsplatte oder dergleichen verbunden sind.
Wie in 12 ersichtlich, hat der Hohlraum 104 im Querschnitt ein polygonales Profil, und zwar insbesondere ein reguläres pentagonales Profil und fünf gerade Seiten 112, die in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Serie angeordnet sind. Die Seiten 112 jedes benachbarten Paares schneiden sich miteinander an Ecken 110 und haben typischerweise eine Länge von etwa 0,260m. In der in den 11–13 dargestellten Vorrichtung ist zwischen jedem Paar benachbarter Seiten ein stumpfer eingeschlossener Winkel von etwa 108° vorgesehen, da der Hohlraum 104 ein reguläres Pentagon ist.
Der Ofen 102 hat vier Füße 114, auf denen er ruht, und ist in seiner Form in Aufsicht quadratisch und in Vorderansicht, Rückansicht und Seitenansicht gesehen in seiner Form rechteckig. Der Ofen 102 hat vier Seitentüren 116, die an einem Rahmen 118 durch Scharniere 120 schwenkbar gelagert sind. Die Seitentüren 116 erlauben einen Zugang zu dem Innenraum des Ofens 102. Eine obere Tür 122 zu dem Hohlraum (s. 11) ist mit dem Rahmen 118 durch einen (nicht gezeigten) Scharniermechanismus schwenkbar verbunden, der so angeordnet ist, dass die Tür 122 über eine mittige Stellung hinaus geschwenkt werden kann, in der sie im offenen Zustand verbleibt. Mit einem Bodenbereich des Rahmens 118 ist eine Platte 124 verbunden, mit der auch die vier Füße 114 verbunden sind.
Die Seitenwände 108 des Hohlraum 104 sind im Wesentlichen gerade und eben und jeweils aus einem rechteckigen Metallblech, typischerweise Aluminium gebildet. Auch wenn das dargestellte Profil des Hohlraumes 104 in der Form eines Pentagons mit allen Seiten 112 des Profiles mit gleicher Länge ausgebildet ist, können bei Abänderungen des Ofens 102 zumindest zwei Seiten 112 im Prinzip Längen unterschiedlicher Größen haben.
In der in den 11–13 dargestellten Vorrichtungen haben die gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Hohlraumes 104 jeweils eine Endwand, die die gegenüberliegenden Seiten abschließt, sodass der Ofen für einen Chargenbetrieb geeignet ist, z.B. zum Trocknen und/oder Sintern von keramischen Filtermembranstützvorrichtungen oder dergleichen. Die beiden Endwände werden durch einen Boden 126 an einem unteren Ende des rohrförmigen Hohlraumes 104 und durch die Tür 122 für den Hohlraum an dessen oberem Ende definiert.
Bei anderen Ausführungen der Erfindung sind die entgegengesetzten Enden des Hohlraumes 104 offen und definieren einen Einlass und einen Auslass, der in Abstand von dem Einlass angeordnet ist. Der Ofen 102 in solchen anderen Ausführungen ist dann für einen kontinuierlichen Durchsatz eines aufzuheizenden Gegenstandes oder Stoffes von dem Einlass zu dem Auslass geeignet. Dementsprechend kann der Ofen zum Beispiel geeignet sein, um extrudierte Profile oder dergleichen kontinuierlich aufzuheizen.
Der Boden 126 (siehe insbesondere 13) ist typischerweise eine Aluminiumplatte, die mit den Seitenwänden 108 mit Hilfe eines gewebten Flechtbandes aus rostfreiem Stahl (nicht dargestellt) verbunden ist. Einige Belüftungseinlässe 128 sind in dem Boden 126 vorgesehen. Kühlluft mit etwa 20–22°C mit einer Flussrate von bis zu ungefähr 10m³/min wird während des Betriebes in den Hohlraum 104 über die Einlässe 128 eingeblasen, um die Magnetrons 106 zu kühlen. Ein Absauggebläse 170 (schematisch in 14 dargestellt), kommuniziert mit einem oberen Bereich des Hohlraumes 104, um aus diesem Luft abzusaugen. Das Absauggebläse 170 saugt Wasserdampf und vagabundierende Gase aus dem Hohlraum 104 ab. Die Kühlluft wird von einer konventionellen Luftaufbereitungseinheit 168 (siehe 14) über eine flexible Leitung geliefert.
Um das effektive Volumen des Hohlraumes 104 zu reduzieren, kann ein pentagonaler Einsatz eines Aluminiumbodens (nicht gezeigt) vorgesehen werden. Der Einsatz hat entsprechende Dimensionen, sodass er eng innerhalb des Hohlraumes 104 aufgenommen wird. An den Seitenwänden 108 sind zehn Montieranordnungen (dargestellt in 13 durch Pfeile 107) vorgesehen. Die Montieranordnungen 107 sind in zwei konzentrischen Reihen aus fünf Montieranordnungen 107 in jeder Reihe angeordnet. Dementsprechend sind jeweils zwei Montieranordnungen an jeder Seitenwand 108 vorgesehen, die vertikal ausgerichtet, jedoch mit Abstand zueinander angeordnet sind.
Die Vorrichtung 102 umfasst vier Magnetrons 106, die an vier der Montieranordnungen 107 montiert sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die elektromagnetische Leistungsquelle auch ein Klystron oder dergleichen sein kann. Typischerweise sind die Magnetrons solche, die auf dem Markt erhältlich sind und Mikrowellen bei einer nominalen Frequenz von 2,45 GHz erzeugen und typischerweise eine Bandbreite von etwa 2–15 MHz aufweisen. Jedes Magnetron 106 hat eine nominale Leistung bis 1400 W bei 2,45 GHz. Das Frequenzspektrum der Magnetrons wird weiter unten beschrieben.
Die Magnetrons 106 sind auf den Montieranordnungen 107 mit Hilfe von konventionellen Wellenleitern (nicht gezeigt) montiert. Jedes Magnetron 106 ist mit einer Magnetronsteuerung 156 verbunden, die wiederum mit einem Personalcomputer (PC) 130 (siehe 14) verbunden ist. Um die Dispersion der Wellen innerhalb des Hohlraumes 104 zu verstärken, sind feste einstellbare Deflektoren 132 (von denen nur einer in 13 gezeigt ist) mit den Seitenwänden 108 des Hohlraumes 104 verbolzt.
In 14 der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 150 allgemein eine elektrische Verdrahtungsanordnung der dielektrichen Heizvorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 schließt den PC 130 ein, typischerweise einen IBM-kompatiblen AT-PC, mit Hochfrequenz (RF)- und Temperaturkarten 152, 154. Die Vorrichtung umfasst ferner die Magnetronsteuerung 156, die über eine Mehrfach-Steuerleitung 158 mit dem PC 130 verbunden ist und auf diesen anspricht.
Die RF-Karte 152 ist mit mehreren RF-Sensoren oder Messzellen gekoppelt, die in dem Ofen 102 angeordnet sind, um RF-Leckflüsse aus dem Hohlraum 104 zu detektieren. In der Ausführung gemäß der Zeichnung sind vier Sensoren unter der Hohlraumtür 122 und ferner drei Sensoren innerhalb des abgeschlossenen Hohlraumes angeordnet, der durch die vier Seitentüren 116 begrenzt ist. Der PC 130, der mit der RF-Karte 152 über Leitungen 160 verbunden ist, hat eine geeignete Software, die den RF-Leckfluss überwacht, der durch jeden RF-Sensor detektiert wird. Wenn der Sensor einen RF-Leckfluss detektiert, der einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet oder wenn ein RF-Sensor ausfällt, schaltet die Software in dem PC 130 automatisch den Betrieb der Heizvorrichtung 100 ab.
Die Temperaturkarte 154 ist mit einem Temperatursensor (nicht gezeigt) gekoppelt, der in dem Flussweg der Kühlluft in dem Ofen 102 angeordnet ist und der detektiert, wenn die Temperatur der Luft eine vorbestimmte maximale Temperatur überschreitet. Weitere Temperatursensoren (nicht gezeigt) sind an jedem der vier Magnetrons 106 und an den Seitenwänden 108 des Hohlraumes 104 angeordnet. Wie im Falle der RF-Karte 152 ist der PC 130 mit der Temperaturkarte 154 über Leitungen 160 verbunden und der PC 130 hat eine geeignete Software, um die durch jeden Temperatursensor gemessene Temperatur zu überwachen. Wenn dementsprechend die Temperatur eine vorbestimmte maximale Temperatur überschreitet, kann der PC 130 automatisch die Heizvorrichtung 100 abschalten und ein Alarmsignal erzeugen, um eine Bedienungsperson über die vorhandene Bedingung zu informieren. Die RF- und Temperaturkarten 152, 154 sind typischerweise mit dem PC über eine RS 232- oder RS 422-Schnittstelle verbunden.
Die Vorrichtung 100 kann ferner Sensoreinrichtungen in Form von Schaltern 214, 216 aufweisen (vgl. 14), die feststellen, wenn die Tür 122 des Hohl raumes geöffnet ist. Die Schalter 214, 216 sind mit dem PC 130 gekoppelt, der seinerseits programmiert und konfiguriert ist, jedes Magnetron 106 in Abhängigkeit eines Signales von den Schaltern 214, 216 abzuschalten.
Der Ofen 102 kann entweder unter voller Kontrolle des PC 130 oder mit manueller Kontrolle durch eine Bedienungsperson über den PC 130 betrieben werden. Der PC 130 ist so ausgebildet, dass Daten aller Betriebssituationen aufgezeichnet werden. Dementsprechend werden die Temperaturen, die durch die Temperaturfühler ermittelt werden, und die RF-Strahlung, die durch die RF-Detektoren detektiert wird, in dem PC 130 zur weiteren Verwendung gespeichert.
Der PC 130 hat eine geeignete Software, um den Betrieb jedes Magnetron 106 über die Magnetronsteuerung 156 zu steuern. Die Steuerung der Magnetronsteuerung 156 wird über eine Mehrfach-Steuerleitung 158 bewirkt, die üblicherweise in Form einer RS 232-Schnittstelle vorliegt. Der PC 130 kann die Strahlungsleistung, die von jedem Magnetron 106 emittiert wird, in Inkrementen von 1 % steuern, wobei die Wellenform, die in die Leistungsversorgung des Magnetrons eingespeist wird, sinusförmig ist.
Die verschiedenen elektrischen Komponenten der Heizvorrichtung 100 sind mit einer dreiphasigen Versorgungsquelle über einen Anschluss 164 verbunden. Eine Masseleitung 166 von der Versorgungsquelle ist mit dem PC 130, den RF- und Temperaturkarten 152, 154, der Einheit 168 zur Luftaufbereitung und dem Absauggebläse 170 verbunden. Die Masseleitung 166 ist ferner mit einer Indikatorlampe 172 über eine Leitung 174 und mit elektromagnetischen Aktuatoren 176, 180, 184 über Leitungen 178, 182 bzw. 186 verbunden.
Eine erste positive Versorgungsleitung der dreiphasigen Versorgungsquelle ist mit der Magnetronsteuerung 156, dem PC 130, der RF-Karte 152, der Temperaturkarte 154 und mit Anschlüssen eines Schalters 190 über eine erste positive Versorgungsleitung 188 verbunden. Die erste positive Versorgungsleitung ist ebenfalls mit Start- und Stopp-Knöpfen 194 bzw. 196 über eine Leitung 192 verbunden. Der Startknopf 194 ist mit dem elektromagnetischen Aktuator 176 und der Indikatorlampe 172 über eine Leitung 198 verbunden, und, und es wird, wenn der Startknopf 194 gedrückt wird, Leistung dem elektromagnetischen Aktuator 176 zugeführt, der seinerseits den Schalter 190 schließt, wodurch Leistung zu der Einheit 168 zur Luftaufbereitung und zu dem Absauggebläse 170 geleitet wird. Eine zweite positive Versorgungsleitung der dreiphasigen Versorgungsquelle wird über eine Leitung 200 zu Schaltern 202 geführt. Die Schalter 202 sind mit Filament-Versorgungsanschlüssen eines jeden Magnetrons 106 über eine Leitung 206 verbunden.
Eine dritte positive Versorgungsleitung wird über eine Leitung 206 zu Schaltern 208 geführt. Die Schalter 208 sind mit Hochspannungs-Versorgungsanschlüssen eines jeden Magnetrons 106 über eine Leitung 210 verbunden. Die Schalter 202 und 208 werden selektiv durch den elektromagnetischen Aktuator 184 zwischen ihren offenen und geschlossenen Stellungen umgeschaltet. Dem elektromagnetischen Aktuator wird Strom über zwei in Serie miteinander verbundene Schalter 214, 216 zugeführt, die ausgelegt sind, um den Strom zu dem Aktuator 184 zu unterbrechen, um dadurch die Schalter 208 zu öffnen und den jeden Magnetron 106 zugeführten Strom abzuschalten. Entsprechende Sicherungen 212 sind an verschiedenen Punkten in der Schaltung angeordnet.
Beim Betrieb wird der Strom an einem externen Isolator 218 eingeschaltet und dann über Leitungen 188, 200 und 206 zu den verschiedenen Komponenten geleitet. Der Startknopf 194 wird dann niedergedrückt, und Strom wird über eine Leitung 198 dem elektromagnetischen Aktuator 184 zugeführt, der dadurch eingeschaltet wird und die Schalter 220 schließt. Wenn die Schalter 214, 216 geschlossen werden, wird Strom an jedes Magnetron 106 geliefert.
Beim Einschalten des elektromagnetischen Aktuators 176 schließen Kontakte der Schalter 190 und die Einheit 168 zur Luftaufbereitung sowie das Absauggebläse 170 starten. Gleichzeitig wird der PC 130 von seiner Festplatte gebootet und generiert ein Programmauswahlmenu, um den Ofen 102 selektiv in Betrieb zu setzen.
Um den Gegenstand oder den Stoff, der in dem Hohlraum 104 aufgeheizt werden soll, einzusetzen, wird die Tür 122 in den Hohlraum geöffnet (wobei die Schalter 214, 216 geöffnet werden und damit jedes Magnetron 106 von der dreiphasigen Versorgungsquelle trennen), wonach die Tür 122 in den Hohlraum weiter bis über die Senkrechte hinaus in eine Ruheposition geschwenkt werden, in der sie während der Ladearbeiten verbleiben kann. Der PC 130 ist ebenfalls ausgelegt, um die Stellung der Tür 122 in den Hohlraum zu überwachen und ist so programmiert, dass ein Betrieb des Ofens 102 verhindert wird, wenn die Tür offen ist. Der aufzuheizende Gegenstand oder der Stoff kann, falls notwendig, in einen isolierenden Behälter (nicht gezeigt) in dem Hohlraum 104 plaziert werden, wobei z.B., wenn Sinter-Temperaturen erreicht werden sollen, eine Fibrefrax- oder ähnliche Abdeckung oder eine Umhüllung aus Blähtonerde verwendet werden können. Sobald sich der aufzuheizende Gegenstand oder Stoff in dem Hohlraum 104 befindet, wird die Tür 122 in dem Hohlraum geschlossen. Wenn die Tür 122 in den Hohlraum geschlossen ist, werden die Schalter 214, 216 geschlossen, sodass jetzt zu jedem Magnetron 106 Strom fließen kann.
Das Steuerprogramm, das in dem PC 130 geladen ist, wird menugesteuert und erfordert, dass eine gewisse Information in den PC 130 über dessen Tastatur eingegeben wird. Zum Beispiel kann eine existierende Datei zur Aufheizspezi fikation ausgewählt werden, die vorgewählte Heizparameter enthält, die spezifisch für einen aufzuheizenden Gegentand oder Stoff geeignet sind. Anstelle dessen kann auch eine neue Heizspezifikation in den PC 130 geladen und eine automatische oder manuelle Leistungskontrolle des Magnetrons 106 ausgewählt werden. Sobald das Steuerprogramm die erforderlichen Daten für den Betrieb erhalten hat, startet der Heizprozess. Während des Heizprozesses sammeln die Temperatursensoren und die RF-Sensoren Daten, die im PC 130 gespeichert werden, um eine volle Aufzeichnung des Heizprozesses zu liefern. Ebenso werden Daten über die elektromagnetische Leistung gespeichert, die von jedem Magnetron 106 geliefert wird. Eine solche Aufzeichnung erlaubt es, dass Daten z.B. in graphischen Darstellungen analysiert werden, die von dem PC 130 erzeugt werden, um hierdurch den Heizprozess zu überprüfen. Ferner können vorgewählte Heizprofile durch den PC 130 ausgewählt werden, um das gleiche Heizprofil bei einer weiteren Charge des aufzuheizenden Gegenstandes oder Stoffes zu wiederholen. Der PC 130 kann mit einem Drucker verbunden sein, um eine gedruckte Aufzeichnung der während des Heizprozesses gespeicherten Daten zu erhalten.
Bei gewissen Umständen weist die Heizvorrichtung 100 eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPS) zur Versorgung der Heizvorrichtung im Falle eines Stromausfalles auf. Typischerweise ist eine 60A-380V-UPS in der Vorrichtung 100 enthalten.
In 15 der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 250 ein gemessenes mittleres Zeitspektrum in dem Hohlraum 104, das durch die vier in der Vorrichtung 100 gemäß den 11 bis 13 benutzten Magnetrons erzeugt wurde. Eine zentrale Frequenz von 2,45 GHz, die durch den Pfeil 252 angedeutet ist, wird an dier Messvorrichtung festgelegt, wobei jeder Block längs der X-Achse 254 einen Frequenzbereich von 10 MHz darstellt. Das Magnetron 106 erzeugt Mikrowellen mit einer Frequenz, die über die Bandbreite mit einer Rate von ungefähr 50 Hz variiert. Die Bandbreite eines jeden Magetrons ist ausreichend breit, um intermittierend eine ausreichende Anzahl von elektrischen Mikrowellenmoden in dem Hohlraum 104 zu erzeugen. Bei einem gebauten Prototyp der Vorrichtung wurde gefunden, dass ein herkömmliches Magetron 106, das in herkömmlichen Mikrowellenöfen benutzt wird, eine ausreichende Bandbreite hat, um eine gewünschte Anzahl von elektrischen Mikrowellenmoden in dem pentagonalen Hohlraum 124 anzuregen.
In den 16–20 der Zeichnung sind verschiedene elektrische Feldverteilungen der Mikrowellen für einen Hohlraum dargestellt, der ein in der Form dreieckiges Profil aufweist. Bei dieser Ausführung der Erfindung wird ein Magnetron an jeder der drei Seitenwände des Hohlraumes montiert. Im Betrieb wird jedem der drei Magnetrons Strom zugeführt. Die Ausgangsfrequenzen eines jeden Magnetrons variieren über die Zeit, wodurch sukzessive erlaubte elektrische Mikrowellenmoden für den dreieckigen Hohlraum angeregt werden.
In den 16–20 der Zeichnungen sind verschiedene theoretisch erlaubte elektrische Feldverteilungen der Mikrowellen für den Hohlraumn mit im Querschnitt gleichschenkliger Dreiecksform dargestellt. Die Anregung jedes dieser Moden ist abhängig von der jeweiligen Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons. Wie in den 16–20 gezeigt, variiert die Anzahl und die Position der lokalisierten Maxima, wenn die Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons mit der Zeit variiert. Dementsprechend variiert die Feldintensität der Mikrowellen und damit die dielektrische Heizkapazität an jedem Punkt innerhalb des dreieckigen Hohlraumes in Antwort auf einen Wechsel der Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons. Durch kontinuierliches Anregen der verschiedenen in den 16–20 gezeigten Moden wird eine generell gleichmäßige Feldintensität und damit eine generell gleichmäßige dielektrische Heizkapazität über eine Zeitperiode von einigen Sekunden in dem Hohlraum geliefert, wodurch die mittlere Anzahl zahl von ausgeprägten lokalen maximalen und minimalen Feldintensitäten während der Zeitperiode reduziert wird. Wenn wiederholt Maxima an der gleichen Position in bezug zu anderen Positionen auftreten, sodass die Maxima bei diesen Positionen für einen erheblichen Bereich der Heizperiode vorliegen, kann dieses in einem unerwünschten heißen Spot bei dieser Position resultieren. Dementsprechend werden in dem Hohlraum die Positionen lokaler Maxima und Minima kontinuierlich variiert, um die Bildung solcher heißen Spots zu vermeiden.
Wie aus den 26–70 der Zeichnung ersichtlich, können Hohlräume mit verschiedenem Profil benutzt werden, um die Anzahl der elektromagnetischen Moden, die in dem jeweiligen Hohlraum angeregt werden, zu erhöhen, und diese stehen im Gegensatz mit dem im Allgemeinen im Querschnitt rechteckigen Hohlräumen gemäß dem Stand der Technik, wie sie in den 21–25 gezeigt sind, bei denen relativ wenige dieser Moden angeregt werden.
Insbesondere in den 26–40 der Zeichnung sind verschiedene theoretisch erlaubte elektrische Feldverteilungen der Mikrowellen für Hohlräume 14, 114 gezeigt. Die Anregung jedes dieser Moden ist abhängig von der Ausgangsfrequenz des Magnetrons 34, 106. Der in 26 gezeigte Mode hat ein lokales Maximum in dem Zentrum des pentagonalen Hohlraumes 14, 104. Wie in den 27–40 gezeigt variiert die Anzahl und die Lage der lokalen Maxima, wenn die Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons 34, 106 mit der Zeit variiert. Dementsprechend variiert die Feldintensität der Mikrowellen und damit die dielektrische Heizkapazität an jedem Punkt innerhalb des pentagonalen Hohlraumes 14, 104 in Antwort auf einen Wechsel in der Ausgangsfrequenz des Magnetrons 34, 106. Durch kontinuierliches Anregen der verschiedenen in den 26–40 gezeigten Moden wird eine generell einheitliche Feldintensität und damit eine generell einheitliche Mikrowellen-Heizkapazität über eine Zeitspanne von einigen Sekunden in dem Hohlraum 14, 104 geliefert, wodurch die mittlere Anzahl ausgeprägter maximaler und minimaler Feldintensitäten während der Zeitspanne reduziert wird. Wenn Maxima wiederholt in der gleichen Position relativ zu anderen Positionen auftreten, sodass die Maxima an diesen Positionen für einen beträchtlichen Bereich der Heizperiode vorliegen, kann dieses in einem unerwünschten heißen Spot an dieser Position resultieren mit unerwünschten kalten Spots zwischen den heißen Spots. Dementsprechend werden in dem Ofen 10, 102 die Lage der lokalen Maxima und Minima kontinuierlich variiert, um das Bilden solcher heißen oder kalten Spots zu vermeiden.
Um weiterhin verstärkt eine gleichmäßige Magnetfeldverteilung zu erreichen kann die Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons 106 durch die Magnetronsteuerung 156 (11–14) und den PC 130 gesteuert werden, sodass die Anregung gewisser elektrischer Moden der Mikrowellen gegenüber anderen elektromagnetischen Moden bevorzugt wird.
Der Ofen 10, 100 liefert eine generell einheitliche Feldintensität in dem Hohlraum 14, 104 über die besagte Zeitspanne. Die Maxima und Minima der Feldintensität sind, verglichen mit einem konventionellen rechteckig geformten Hohlraum, relativ gleichmäßig in dem Hohlraum 14, 104 sowohl in Querschnittsrichtung als auch in einer vertikalen Richtung, verteilt und dieses reduziert die Wahrscheinlichkeit der Bildung von heißen Spots in dem Hohlraum während der Heizperiode. Dementsprechend ist im Betrieb ein aufzuheizender Gegenstand oder ein Stoff einer generell gleichmäßigen Heizung ausgesetzt, die noch durch den Gebrauch des Drehtisches 48 (1–10) verbessert wird.
In den 76 und 77 ist eine dielektrische Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung generell mit den Bezugszeichen 310 bezeichnet. Die Vorrichtung ist ein Mikrowellenofen mit pentagonalem Querschnitt und mit einem Boden (nicht gezeigt) und fünf Seitenwänden, die mit 314, 316, 318, 320 bzw. 324 bezeichnet sind. Die eingeschlossenen Winkel A zwischen benachbarten Paaren dieser Seitenwände 314–324 haben jeweils einen Betrag von 108°. Die Seiten 314–324 haben in Umfangsrichtung Längen, wie in 76 gezeigt, von 290mm, 208mm, 260mm, 260mm und 208mm; der Ofen hat eine Gesamttiefe von seinem Boden bis zum oberen Ende oder Dach 312 von 730mm.
Der Ofen 310 ist mit einer Mikrowellen-Leistungsquelle so z.B. einem Magnetron (ebenfalls nicht gezeigt) versehen, die Mikrowellenstrahlung bei einer nominalen Frequenz von 2,45 GHz bei einer Bandbreite von 30 MHz liefert. Die Frequenz der Mikrowellenquelle variiert über die Bandbreite mit einer Rate von 50 Hz.
Das Dach 312 hat eine mehr oder weniger zentrale Öffnung 325, in der ein Drehtisch 326 gelegen ist. Der Drehtisch trägt seinerseits eine Antenne 328. Der Ofen hat Leiteinrichtungen in Form eines Wellenleiters 330 zum Empfangen von Mikrowellenstrahlung von der Leistungsquelle und zum Weiterleiten dieser Strahlung von der Leistungsquelle in den Heizraum, der durch den Innenraum des Ofens definiert ist, wobei der Wellenleiter 330 einen Auslass für die Strahlung in einen Einlass bei 332 in die Antenne 328 aufweist.
Der Auslass des Wellenleiters 330 ist so ausgelegt, dass er Mikrowellenstrahlung bei 332 in die Antenne 328 auf dem Drehtisch 326 einleitet, wobei die Antenne 328 ihrerseits so ausgelegt ist, dass sie solche Strahlung von ihrem Auslass bei 324 in den Hohlraum des Ofens 310 einleitet. Der Drehtisch 326 dreht seinerseits mit einer Rate von einer Umdrehung pro Sekunde in Richtung des Pfeiles 336 um eine Achse 338 und speist die Strahlung radial aus der Antenne in den Innenraum des Ofens mit einem Winkel F in Bezug zu der Achse 338 ein. Die Richtung, mit der die Strahlung in den Ofen 310 eingestrahlt wird, wird damit beim Betrieb konstant über einen Zyklus variiert, der eine Zykluszeit oder Periode von einer Sekunde hat.
Ein Merkmal des Ofens 310 gemäß den 76 und 77 ist, dass das irreguläre pentagonale Profil (76) des Ofens und die Rotation der Antenne 328 gemeinsam die Anregung von verschiedenen unterschiedlichen elektrischen Feldverteilungen der Mikrowellen und die Anregung von verschiedenen unterschiedlichen elektrischen Moden der Mikrowelle verbessern, die in dem Hohlraum des Ofens 310 erlaubt sind. Die Positionen der lokalen Minima und Maxima der Mikrowellenintensität in dem Hohlraum werden damit kontinuierlich mit einer Rate variiert, die ausreichend ist, um in verbesserter Weise die Ausbildung von lokalen heißen Spots in dem Hohlraum und in jedem Gegenstand zu vermeiden, der in dem Hohlraum aufgeheizt wird.
Um ferner eine verbesserte gleichmäßige Magnetfeldverteilung zu erhalten, kann die Ausgangsfrequenz jedes Magnetrons durch die Magnetronsteuerung und einen PC gesteuert werden, sodass die Anregung gewisser elektrischer Moden der Mikrowellen gegenüber gewissen anderen elektromagnetischen Moden bevorzugt wird.
Die Heizvorrichtung liefert eine generell gleichmäßige Feldintensität in dem Hohlraum über die Zeitperiode. Die Maxima der Feldintensität sind im Vergleich zu einem konventionellen Hohlraum mit rechteckiger Form relativ gleichmäßig in dem Hohlraum sowohl in Querschnittsrichtung als auch in vertikaler Richtung verteilt, wobei dieses die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von heißen Spots in dem Hohlraum während der Heizperiode reduziert. Dementsprechend ist während des Betriebes ein aufzuheizender Gegenstand oder ein Stoff einer generell gleichmäßigen Heizung ausgesetzt.

Claims

Dielektrische Heizvorrichtung mit: mehreren elektrisch leitenden Seitenwänden, die elektrisch miteinander verbunden und in Serie geschaltet sind und einen Heizraum begrenzen, wobei zumindest ein Paar von benachbarten Seitenwänden gegeneinander geneigt ist und einen Winkel einschließt, der aus der Gruppe bestehend aus spitzen Winkeln und stumpfen Winkeln ausgewählt ist; und mit zumindest einer elektromagnetischen Leistungsquelle, die elektromagnetische Strahlung emittieren kann, die zum dielektrischen Heizen geeignet und ausgebildet ist, solche Strahlung in den Hohlraum mit einer Frequenz einzuleiten, die mit der Zeit variiert und den Heizraum als Multimode-Resonanz-Heizraum wirken läßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 in Form eines Ofens, der den Heizraum begrenzt, wobei der Heizraum in seiner Form rohrförmig ist und die Seitenwände sich von einem Ende des Heizraumes bis zum anderen Ende des Heizraumes erstrecken, wobei der Heizraum im Querschnitt ein Profil aufweist, das polygonal ist und mehrere Seiten, die in Umfangsrichtung in Serie sich erstrecken, aufweist, wobei die Seiten jedes benachbarten Paares zwischen einander eine Ecke des Heizraumes definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Heizraum im Querschnitt ein Profil aufweist, das ein reguläres Polygon ist, wobei das Polygon Seiten mit jeweils der gleichen Länge hat und die Anzahl der Seiten aus den Werten drei, fünf, sieben, neun und elf ausgewählt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Polygon ein reguläres Pentagon mit fünf Seiten gleicher Länge aufweist und die Seiten jedes benachbarten Paares von Seiten gegeneinander mit einem eingeschlossenen Winkel von 108° geneigt sind, wobei jede Seitenwand ein Paneel ist, das flach und eben in der Form ist und ein rechteckiges Profil aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Enden des Heizraumes offen sind und diese offenen Enden jeweils einen Einlaß in den Heizraum und einen Auslaß aus dem Heizraum definieren, um ein kontinuierliches Aufheizen eines Profiles zu erlauben, welches längs durch den Ofen bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei jedes Ende des Heizraumes mit einer Klappe mit einer internen Öffnung versehen ist, um ein Profil, das längs durch den Heizraum bewegt wird, mit einem Arbeitsspiel aufzunehmen, wobei dieses Spiel so gewählt ist, um die Emission von elektromagnetischer Strahlung aus dem Ofen über die Öffnung der Klappe und um das Profil beim Betrieb zu unterdrücken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Ofen ein Paar von Endwänden aufweist, die gegenüberliegende Enden des Heizraumes verschließen, wobei zumindest eine der Wände des Ofens einen Teil einer Tür in den Hohlraum bilden, um einen Chargenbetrieb beim Heizen von zumindest einem Gegenstand zu erlauben, der in dem Ofen plaziert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei eines der Endwände einen Boden des Heizraumes bildet und die andere Endwand in Abstand oberhalb des Bo dens angeordnet ist und ein Dach für den Heizraum bildet, wobei der Ofen zumindest fünf Seitenwände hat, die Paneele sind und jedes Seitenwandpaneel flach und eben in der Gestalt und mit einer rechteckigen Kontur versehen ist, wobei die Tür mit einer verschließbaren Türöffnung zusammen arbeitet, die in den Hohlraum führt und die Türöffnung in der Fläche größer ist als die Fläche jedes Seitenwandpaneels.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Tür zumindest ein Seitenpaneel des Ofens bildet und die Tür weniger als zwei Seitenwandpaneele des Ofens bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Tür entweder ein einzelnes Türpaneel ist, das an einer Seite der Türöffnung schwenkbar gelagert ist, oder aus einem Paar von nebeneinander angeordneten Türpaneelen gebildet ist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Türöffnung jeweils schwenkbar gelagert ist, wobei die Tür zumindest ein Scharnier aufweist und jedes Scharnier sich in einer Richtung von der einen Endwand des Ofens gegen die andere Endwand erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Mikrowellenofen ist und jede elektromagnetische Leistungsquelle eine Mikrowellenquelle ist, die Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 0,3 × 10⁹ – 1 × 10¹⁰ Hz abstrahlen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei jede Mikrowellenquelle Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 2,4–2,5 GHz über eine Bandbreite mit einer Breite von zumindest 1 MHz abstrahlen kann.