DE7245080U

DE7245080U - Geraet zum erhitzen von fluessigkeiten mit hoechstfrequen

Info

Publication number: DE7245080U
Application number: DE19727245080
Authority: DE
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1972-01-06
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1973-05-30
Also published as: AT314040B; CH544477A; FR2166368B3; ES409865A1; FR2166368A1; BE792341A

Description

pi.-in??, δ. V !^hauser.

fvli/nohen ag _D

WMe<unBy«r«traO«~4· München, J. Dezember 1972

Töl. £93128 S. 531 - Dr.Hk/rie

Socifete des Produits Nestie S.A.
V e ν e γ / Schweiz

Gerät zum Erhitzen von Flüssigkeiten mit Höchstfrequenz

Die Neuerung betrifft ein Gerät zum Erhitzen von Flüssigkeiten mit Höchstfrequenz,

Die bekannten Geräte dieser Art enthalten im allgemeinen einen Hohlleiter, der meist rechteckig ist, oder einen Hohlraumresonator. In den Geräten mit Hohlleiter wird die Energie im allgemeinen in Form einer TE -Welle ausgestrahlt. Für verhältnismäßig hohe Frequenzen von etwa 24oo bis 25oo MHz ist die Breite eines entsprechenden rechteckigen Hohlleiters ziemlich gering (ungefähr 5 cm); die zum Durchgang der zu erhitzenden Flüssigkeit erforderlichen Wandöffnungen können hier zu erheblichen Energxeverlusten führen. Bei den Geräten mit Hohlraumresonator erhält oder sucht man absichtlich, beispielsweise mittels in dem Hohlraum angebrachter verschiebbarer Hindernisse, eine Mischung der Ausbreitungmodi der Wellen zu erreichen, aber dieses Wellengemisch verringert den Wirkungsgrad.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bei dem neuerungsgemäßen Gerät ein zylindrischer Applikator vorgesehen, der mit einer Energiequelle in Verbindung steht, weiche eine TE ..-Welle

abgibt. Xn dem Applikator befindet sich ein üchältnis IUr die zu erhitzende FlUs-/ sigkeit, dessen allgemeine Form mindestens einen Teil eines Zylinders bildet, dessen Durchmesser etwa halb so groß wi3 der Innendurchmesser des Applikators ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dieser Neuerung dargestellt. Hierin sind*

Fig. 1 ein Längsschnitt eines Erhitzungsgerätes in Richtung der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 ein Teilschnitt in der Ebene H-II der Fig. 1;

Fig. 3 ein Horizontalschnitt eines zweiten AusfUhrungsbeispiele längs der Linie III-III in Fig. k und

Fig. k ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Ein Höchstfrequenzgenerator 1 ist an einen Hohlleiter 2 von rechteckigem Querschnitt angeschlossen, der mit einem Kurzschlußkolben 5 abgeschlossen ist, um die Kopplung einzustellen. Der Hohlleiter 2 ist über Kopplungeöffnungen k mit einem Applikator verbunden, der aus einem zylindrischen Kohlleiter 3 besteht. Die Energie pflanzt sich in diesem Hohlleiter 3 nach dem TE --Modus fort. Die Energieverteilung

längs eines Radius R wird durch die Kurve 6 dargestellt, wobei das Maximum bei r = ο,48 R auftritt. Wie man sieht, ist diese Energieverteilung besonders günstig für die Erhitzung einer Rohrschlange 7 t axe von einer FxüesxgkexL liuiciix iuoaeri wird. Die einhüllende Kurve dieser Rohrschlange besteht aus einem Zylinder, dessen mittlerer Durchmesser r etwa gleich
der Hälfte des Innendurchmessers des Applikators ist.

Der Kolben 5 steuert eine einfache Anpassung an die AbStimmungs· Schwankungen, die von den verschiedenen dielektrischen Eigenschaften der die Rohrschlange 7 durchfließenden Flüssigkeiten herrühren. Die nicht in der Flüssigkeit absorbierte Energie wird in sins= rsflsx icasfrsisr. Abschlußviderstand 8 absor^ biert.

Ein ausgeführtes Gerät hatte die folgenden Datent

Frequenz des Generators 1 245o - 25 MHz

Wellenlänge im freien Raum 12,24 cm

Innenabmessungen des Hohlleiters 2 1c9 x 5^,6 mm
Durchmesser der Kopplungslöcher 4 4 mm

Innendurchmesser des Hohlleiters 3 R = 1o8 mm

r = 52 mm

Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Gerät besteht der Applikator aus einem zylindrischen Hohlraumresonator 9 mit horizontaler Achse. Die Energie in Form von TE -Wellen wird
radial von einem Generator 1o über einen rechteckigen Hohlleiter 11 eingestrahlt. Die Energieverteilung in einer Ebene

zur HohlraumacJaae {fFiug. -¹ ¹ t aerjenigen im vorherigen Beispiel. Der Hohlraum wird in Längsrichtung von einem Förderband 12 aus Isoliermaterial (z.B. PTFE) d.ui'ulizogcn. Dieses Förderband, "trägt zvvcJL Kexiien langgestreckter Behälter 13 aus Kunststoff, welche die zu erhitzende Flüssigkeit enthalten und etwa im halben Wandabstand beiderseits der Applikatorachse angeordnet sind. Diese Behälterreihen bilden einen Teil eines ZyI indermeint el s, dessen Durchmesser etwa gleich der Hälfte des Innendurchmessers des Applikators ist.

In Längsrichtung bildet die Energie infolge der Reflexionen an den wänden Schwingunsicnoten und Bäuche, so daß sie im Leerversuch durch sine Rgüis von Hügeln 14 (Fig. 3) dargestellt werden könnte. Somit ist die Energie längs der Wände gleich null und mindestens eine Stirnwand I5 kann beweglich ausgeführt sein, um die Länge des Hohlraums genau auf Resonanz mit den stehenden Wellen einzustellen. In diesem Falle ist kein Energieverlust durch den Zwischenraum zwischen der Stirnwand und der Zylinderwand zu befürchten.

Als Vorsichtsmaßnahme sind Tunnel 16 geringen Durchmessers am Eingang und Ausgang der Flüssigkeitsbehälter vorgesehen, um Energieverluste zu vermeiden. Die Länge dieser Tunnel ist etwa 2 i/2 mal so groß wie diejenige der Flüssigkeitsbehälter.

Ein ausgeführtes Gerät dieser Art hatte folgende Daten:

Frequenz des Generators Io 245o - 25 MHz

Leistung des Generators Io I4oo Watt

Wellenlänge im freien Raum 12,24 cm

Wellenlänge im Hohlraum 9 12,6o cm

Innendurchmesser des Hohlraums 9 3oo mm

χΏΠ6Γ6 AjculgG ucd iiOiij.jTaUinS y ι COu tSut

Durchsatz (stündliche Anzahl der

Flüssigkeitsbehälter) 25o - 3oo

Temperaturantieg in den Flüssigkeitbehältern 6o - loo C

Gemäß einer nicht dargestellten Abänderung sind zwei Förderbänder übereinander vorgesehen, die je zwei Reihen von Flüssigkeitsbehältern etwa im Abstand des halben Radius von der Hohlraumachse auf der Geraden des Hohlraums enthalten, die unter k5 gegen die Horizontale verlaufen und sich auf der Achse kreuzen.

Claims

1. Gerät zum Erhitzen von Flüssigkeiten mit Höchstfrequenz, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Applikator (3» 9)t der mit einer Energiequelle (1, 1o) zur Erzeugung einer TE ..-Welle in dem Applikator in Verbindung steht, und ein in dem Applikator befindliches Behältnis (7, 13) zur Aufnahme der zu erhitzenden Flüssigkeit, dessen allgemeine Form mindestens einen Teil eines Zylinders bildet, dessen Durchmesser etwa halb so groß wie der Innendurchmesser des Applikators ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Applikator (3) ein zylindrischer Hohlleiter ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Höchstfrequenzgenerator (i) über einen rechteckigen Hohl leiter (2) und Kopplungslöcher (k) mit dem zylindrischen Hohlleiter (3) in Veroindung steht.

-ζ-

k. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dt·., dor Applikator ein Hohlraumresonator (9) ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Applikator ein Zylinder (9) mit horizontaler Achse ist und daß das Behältnis zur Aufnahme der Flüssigkeit von zvei Reihen von Flüssigkeitsbehältern (13) gebildet wird, die auf einem Förderband (12) etwa in der Mit'e der Abstände zwischen der Zylinderachse und den Zylinderwänden angeordnet sind.