DE7815419U1 - Vorrichtung zur herstellung fester teilchen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung * -- ->a zur Herstellung von festen Teilchen aus Tröpfchen aus fließfähigen Medien, z.B. fließfähigem bioschädlichem Abfall oder Kunstharz xmd Eernbrennstoffmaterial enthaltende Medien, mit einem Mikrowellengenerator, der über eine Mikrowellenleitung mit einem Applikator aus Metall verbunden ist, welcher eine Zuführung für die Tröpfchen aufweist und in dem die Tröpfchen mit Energie in Form von Mikrowellen beaufschlagt und verfestigt werden, und

•einem Austrageteil. ··· ·'·--r--.-·;.· " ■ ■ .

In bisher bekannte Vorrichtungen zum Trocknen von Tröpfchen vurde die zum Trocknen erforderliche Energie den Tröpfchen nicht berührungsfrei, sondern mittels Medien, beispielsweise erhitztem Öl, zugeführt. Bei der Herstellung fester Teilchen aus bioschädlichem Abfall bzw. radioaktiven Substanzen sind diese Vorrichtungen schlecht geeignet, weil das Energie übertragende Medium selbst verunreinigt bzw. kontaminiert wird. Es. ist daher in höchstem Maße wünschenswert, den Tröpfchen die Trocknungsenergie berührungslos zuzuführen. . ' ■

3Ss ist nun eine große Anzahl von Einrichtungen bekannt, die dem zu trocknenden Material die Trocknungsenergie in Form elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenbereich zuführen. Zur Konzentration der Mikrowsllenenergie verv/eri&et man üblichervjeise Hohlleiter, in die das zu trocknende Material eingebracht

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\7ird. Da der Energieumsata bekanntlich dem Quadrat derelektrischen Feldstärke im zu trocknenden Medium proportional ist, trachtet man, dieses Medium an Stellen maximalen elektrisehen Feldes im Hohlleiter anzuordnen. Außerdem wird in den bekannten Vorrichtungen getrachtet, daß das elektrische Feld

im vesentlichen parallel zur Oberfläche des zu trocknenden . | Mediums orientiert ist. !Tür in diesem Fall ist die elektrische Feldstärke im Medium gleich der elektrischen Feldstärke außerhalb. Steht jedoch das elektrische Feld im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Mediums, dann, wird die Feldstärke im · Medium um einen Faktor Eins gebrochen durch relative Dielektrizitätskonstante abgeschwächt. Es ist klar, daß eine derartige, ungünstige'Orientierung des elektrischen Feldes nur bei der Mikrowellentrocknung entweder stark verlustbehafteter Medien ■ "oder solcher mit einer von eins nur wenig abweichenden relativen Dielektrizitätskonstante in Kauf genommen werden kann. Da ins-"besondere alle mit Wasser befeuchteten oder in Wasser gelösten T)ZW." auf geschlämmt en Stoffe eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen, sind erfolgreiche Trocknungsreinrichtungen nur für Medien bekannt, deren besondere -Form die Einhaltung der Parallelitä des Feldes mit dem Medium gewährleistet. Charakteristische Beispiel dafür sind die Trocknungsapparate für Papier- und Gewebebahnen.

In der Brit. Patentschrift 1 407 978 wird ein Verfahren zur Trocknung von kugelförmigen Teilchen beschrieben, wobei aus einem Gel kugelförmige Teilchen gebildet und mit Mikrowellen getrocknet verden. Die Trocknung kann sum Beispiel auf einem Förderband, in einer Wirbelschicht oder dergleichen erfolgen, wobei eine lange

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( ■ Trockenzeit, z.B. von 40 min., erforderlich ist. Durch diese ' lange Trockenzeit kann nur ein relativ geringer Durchsatz ■ erreicht werden, wobei gleichzeitig ein Zusammenbacken der ; einzelnen Teilchen verursacht werden kann, sodaß einerseits nicht genau sphärische Teilchen erhalten werden können und andererseits der Trocknungsprozeß wesentlich verlängert wird.

Pie erfindungsgemäße Vorrichtung .: ■ ■ f . . ' zur Herstellung von festen Teilchen von Tröpfchen

ψ aus fließfähigen Medien, z.B. fließfähigem bioschädlichem Abfall ■J ' "oder Kunstharz und Kernbrennst off material enthaltende Medien,

mit einem Mikrowellengenerator, der über eine Mikrowellenleitung mit einem Applikator aus Metall verbunden ist, welcher eine Zuführung für die Tröpfchen aufweist und in dem die Tröpfchen mi • Energie in Form von Mikrowellen beaufschlagt und verfestigt werden, und einem Austrageteil, besteht im wesentlichen darin, daß der Applikator mit einem im wesentlichen senkrecht angeordneten Hohlleitersystem aufgebaut· und die Zuführung für die Tröpfchen ,· mit, einem vorgegebenen Durchmesser d zentrisch in Bezug auf die Hohllexterach.se angeordnet ist. Dadurch können . Tröpfchen aus fließfähigen Medien im Pail verfestigt werden, ohne mit Energieträgern in Kontakt zu treten, wobei auch eine leichte Einhaltung der sphärischen Form möglich ist. Erfindungsgemäß ist da 'Eohlleitersystem ,' im wesentlichen aus Hohlleitern mit rechteckigem, insbesondere quadratischem Querschnitt ausgeführt, weil diese Wahl des Querschnitts bei gegebener Leistung des Mikrowellengenerators größtmögliche Leistungsdichte in der Hohlleiterachse

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und bei Dimensionierung der Seitenlängen des HohXleiterquerschnitts in einem festen Verhältnis zum Durchmesser der Tröpfchen und der freien Velxenlänge der von dem Mikrowellengenerator abge-

gebenen Strahlung bestmögliche Wechselwirkung dieser Strahlung * mit den Tröpfchen gewährleistet. Gemäß einem weiteren Merkmal der ■ Erfindung beträgt die.länge des Hohlleitersystems sswischen § dem Zehn- und dem Zehntausenfachen,insbesondere zwischen dem . | Fünfzig- und'dem Tausendfachen seines kleinsten lichten Querschnitts, Dadurch werden für frei fallende Tröpfchen Verweilzeiten zwischen . 0,2 see und 2 see erreicht, was sich für eine Verfestigung der .Tröpfchen als ausreichend erwies. ' - .'·''■

Um zu verhindern, daß die Tröpfchen "während des Falls die Innenwände des Hohlleiter syst ems , berühren, wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Rohr _. . aus einem Material sehr geringer Mikrowellenabsorption (z>.B. Quarz, Teflon, etc.) in den die eigentliche Trocknungsstrecke bildenden Hohlleiter

eingepaßt» Die Übertragung von Mikrowellenenergie auf di Tröpfchen wird daher kaum behindert. Eventuell aus der senkrechten Fallrieh ti ing abkommende Tröpfchen · .. kontamini/eren daher den Hohlleiter nicht, sondern legen sich höchstens an der Innenseite des Rohres · . an, das leicht aus dem Hohlleitersystem zu entfernen, einfach zu reinigen und leicht zu dekontaminieren ist. Das ist für Tröpfchen aus radioaktivem Material bzw. bio- . ßchädlichem Abfall ein großer Vorteil.

Erfindungsgemäß wird das Honlleitersystem mit der Zuführung und dem Austrageteil ; ; gasdicht verbunden. Dadurch wurde es

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möglich, den bei der Verfestigung der Tröpfchen freiwerdenden Viasserdampf abzupumpen, mit Hilfe leichten Unterdrucks die . Tröpfchenablösung zu unterstützen und zu regulieren,'sowie den Verfestigungsprozeß unterstützende reaktive Gase definiert zu-■und abzuführen. Das Optimum der Wechselwirkung der vom Generator abgegebenen Strahlung mit den Tröpfchen erreicht man er— findungsgeraäß damit, daß man die Abmessung der längeren Seite ·. - " des Querschnitts des Hohlleiters knapp größer als 0,5 freie Wellenlängen wählt. Beste Ergebnisse wurden für 0,51 bis 0,7 freie Wellenlängen erzielt, was überraschenderweise nicht mit dem üblichen Frequenzbereich übereinstimmt, in dem Hohlleiter betrieben werden. Durch die auf die längere Seite . 'des Hohlleiter Querschnittes senkrecht stehende Richtung des elektrischen Feldes

ißt die Ausbreitung der Grundwelle im Hohlleiter . . ge~ v/ährleistet, Die kürzere Seite des Hohlleiters - ergibt eich entweder zwanglos aus den handelsüblichen, genormten Hohlleitergrößen, oder aus der erfindungsgemäßen Forderung, daß die Abmessung der Seite . nicht kleiner als das Doppelte und nicht | größer als das Zwanzigfache des vorgegebenen Tröpfchendurchmessers § ist. Diese Grenzen wurden in Versuchen ermittelt, wobei sich herausstellte, daß in einem gegebenen Hohlleiterquerschnitt die -^:\- Mikrowellenabsorption mit dem Tröpfchendurchmessex' überproportional| steigt. Im Verhältnis zum Tröpfchendurchmesser d möglichst kleine Abmessungen der kürzeren Seite ·· r.ind aus Gründen der Ireistungs konzentration vorzuziehen. Unterschreitet das Verhältnis der kürzeren Seite . zum Tröpfchendurchmesser d jedoch den Wert zwei, steigt der Anteil der die Wände des Hohlleitersystems

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berührenden Tröpfchen stark an. 'Da die Richtungsabweichungen der Tröpfchen von der Ideallinie' (= Achse des Hohlleiters statistisch verteilt sind, gilt dieselbe untere Grenze auch für die Abmessung der längeren Kohlleiter-Quersclinittsseite In diesem Fall ist, auch aus Gründen der Leistungskonzentration, ein quadratischer Querschnitt des Hohlleiters günstig. Ähnliche Überlegungen gelten für den kreisförmigen Querschnitt des Hohlleiters einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform. Dabei wird die Grundwelle H^ im Hohlleiter . ■ angeregt, bei der das Maximum des elektrischen Feldes senkrecht kuo? Kohlleiterachse orientiert ist. Der Durchmesser des Hohlleiters beträgt in diesem Falle mindestens 0,59 freie Wellenlängen. Wird jedoch die Welle E , im Hohlleiter . angeregt, um das Maximum de.s elektrischen Feldes im wesentlichen parallel zur Hohlleiterachse zu erhalten, ist der Durchmesser des Hohlleiters mindestens 0,77 freie Wellenlängen zu wählen. In beiden Fällen darf der Durchmesser des Hohlleiters das Zwanzigfache des Tröpfchendurchmessers d erfindungsgemäß nicht überschreiten.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal besteht zumindest ein Teil des Hohlleiters ■ aus einem Gitter oder Drahtnetz dessen Maschenweite ein Zwanzigstel der freien Wellenlänge der I Mikrowelle nicht übersteigt bzw.· weist der Hohlleiter Schlitze · auf, die in Richtung von Wandstromlinien

orientiert, nicht breiter als ein Zwanzigstel der freien Wellenlänge der Mikrowelle und mit abgerundeten Kanten versehen sind. Dadurch kann die Verfestigung, Trocknung und Härtung schwach

\. . ■ verlustbehafteter Tröpfchen beschleunigt werden, -und dennoch ;. die sehr störende Abstrahlung von Mikrowellen verhindert werden- ; ' Dem Hohlleiter sy stern wird dabei ein die Kunstharzkomponente

der Tröpfchen härtendes Gas .. über die Schlitze , ~ .. bzw. über gitterförmige Teile des Hohlleiters , zu- bzw.

abgeführt. Die abgerundeten Kanten verhindern elektrische Überschläge. Außerdem bieten die Schlitze * ■ - " oder die g'itterförmigen Hohlleiterabschnitte die Möglichkeit, eventuell |*|· frei werdenden Wasserdampf und andere Reaktionsgase abzusaugen.-' Das gilt in besonderem Maß für Medien, die beim Trocknen bioßch'ädliche Gase freisetzen. Diese können dann durch Schlitze

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Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Mikrowellenenergie vom Generator dem im wesentlichen senkrecht angeordneten Hohlleiter . . über einen Hohlleiterkrüiomer ' . .zugeführt^_xder in Achsenrichtung des Hohlleiters durch-. bohrt ist, sodaß die Tröpfchen , aus der Zuführung fallend in das Hohlleiter system eintreten können. Eine Berührung und eine damit verbundene Kontamination des Hohlleitersystems (4) findet dabei erfindungsgemäß nicht statt. TTm eine Abstrahlung von Mikrowellenenergie durch die Bohrung des Eintrittskrümmers (56) zu verhindern, wurde als Verlängerung der Bohrung ein kreiszylindrischer Kamin ". auf den Krümmer · . aufgesetzt, wobei der lichte Durchmesser des Kamins . kleiner als die kleinste Querschnittsdimension des Hohlleiters , insbesondere kleiner

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als die halbe.freie Wellenlänge der Mikrowelle ist. Die Länge des Kamins beträgt sswischen, einer halben und zehn freien Wellenlängen. Dann ist Wellenausbreitung im Kamin . . nicht möglich, es existieren höchstens Felder vom Dämpfungstyp» Bei kleiner lichter Weite des Kamins .. genügen kurze Längen, ' bei lichten Weiten nahe 0,5 freien Wellenlängen empfiehlt sich die Verwendung längerer Kamine. Ähnliche Überlegungen erwiesen auch für einen Austrit^skrümmer von Vorteil, durch den die bereits verfestigten Teilchen .> aus dem Hohlleitersystem

- austreten können, jedoch muß der lichte Durchmesser des Kamins ^: auf dem Austrittskrümmer . größer als der lichte | Durchmesser des Kamins ^: auf dem Eintrittskrümmer * und gleich der kleinsten Querschrv⁵ttsdimension des Hohlleiters .-; ' ■ sein, Dadurch wird sichergeste3.lt, daß auch verfestigte Tröpfchen, die aus der Achsenrichtung abweichen, zum Austrageteil ge-. langen. Daß dennoch keine Abstrahlung von Mikrowellenenergie . stattfindet sowie die gelegentlich den Kamin verfehlenden verfestigten Tröpfchen " nicht im Hohlieitersystem " verbleiben,' wird gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung der Kamin des Aus tritt skrümmers · · mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt - " versehen, der sich vom Hohlleiter weg verjüngt.

Eine erfindungsgemäße Lösung des Problems, der Trocknung schwach verlustbehafteter Tröpfchen wurde durch Unterteilung des Hohlleiter sy st eins in mehrere Teilhohlleiter - . . ersielt, die eine gemeinsame Achse aufweisen. Die Tröpfchen ' ■ fallen nacheinander durch die Teilhohlleiter · xmä."

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durchlaufen dazwischen und nach dem letzen Teilhohlleiter freie Strecker., In den freien Strecken "besteht die Möglichkeit eines Wärmeausgleichs innerhalb der Tröpfchen · Manche Tröpfchen, die Kunstharzkomponenten enthalten, "benötigen vor allem eine starke Initialerwärmung,' bei Erreichen einer Schwelltemperatur verläuft die Härtungsreaktion exotherm und es muß, venn überhaupt, nur mehr wenig Trocknungsenergie zugeführt werden. Durch die Teilung des Hohlleiter syst ems besteht die Möglichkeit, die Mikrowellenenergie entsprechend zu dosieren und den Temperaturverlauf entlang der Fallstrecke den Erfordernissen der Beschaffenheit der Tröpfchen , . anzupassen. Schließlich kann der bei der Verdunstung von V/asser entstehende Dampf auf den freier !Fallstrecken problemlos entweichen.

Eine weitere erfindungsgemäße !Lösung des Problems der Verfestigung schwach verlustbehafteter Tröpfchen besteht in der Ausbildung des Hohlleitersystems . als Resonator. Resonatoren dienen der lokalen Erhöhung der elektrischen Feldstärke bei gleicher vom Generator · zugeführten leistung. Der. Leistungsumsatz im dielektrischen Medium, im vorliegenden Fall die Tröpfchen . ·, ist aber bekanntlich dem Quadrat der Feldstärke im Medium proportional. Der Vorteil der Verwendung von Resonatoren besteht also entweder in einer schnelleren Erwärmung der Tröpfchen, 'durch die Mikrowellenenergie oder in einer Einsparung an benötigter Generatorleistung. Die Feldstärkeüberhöhung folgt der Quadratwurzel aus der sogenannten belasteten Güte des Resonators. Man muß nun sogar darauf achten, daß die Feldstärke nicht die Durchschlagfestigkeit in dem die Tröpfchen . umgebenden'Medium überschreitet. Erfin&ungsgeipäß wird,,diese Begrenzung der Feld-

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stärke durch Einfügen von Dämpfungsstrecken, z.B. aus Stahlhohlleitern, aus Graphitbelägen, Dämpfungskeilen, erzielt. Eine weitere Möglichkeit, die belastete Güte einzustellen, besteht in einer starken Ankopplung des Resonators an den Generator .·, sodaß die Verluste der Mikrowellenleitung auch im Resonator stark wirksam sind. Ist der Resonator erfindungsgemäß als Leitungsresonator vom Reflexionstyp ausgebildet •und besteht im wesentlichen aus der Koppelblende - dem bereits beschriebenen Eintrittskrümmer mit Kamin einem im wesentlichen geraden, senkrechten Hohlleiter " dem Austrittskrümmsr mit Kamin and einem beweglichen Kurzschluß ■ , so wurde durch Verändern der Position des Kurzschlusses 'die Resonanzfrequenz des Resonators auf die Betriebsfreguenz des Generators auf einfache Art und Weise abgestimmt und hohe Erwärmungsraten erzielt. Zur Vermeidung des unter Umständen aufwendigen Austrittskrümmers kann der Leitungsresonator vom Reflexionstyp · unmittelbar mit einem' kreiszylindrischen Kamin abgeschlossen werden, dessen Achse mit der Achse des Hohlleiters . übereinstimmt. Die lichte Yfeite des Kamins ist kleiner als eine halbe freie Wellenlänge der Mikrowelle zu bemessen. Um das Aufprallen der Tröpfchen bzw. getrockneten Teilchen an der Stoßstelle zwischen Hohlleiter und Kamin . . . zu vermeiden, kann, gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ein stetiger, im wesentlichen konischer jjbergangsteil zwischen Hohlleiter und Kamin · eingefügt werden. Wird der Resonator vom Reflexions typ durch einen Kamin , gegebenenfalls unter Zwischen-

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schaltung des konischen Übergangsteils . ? abgeschlossen, kann die Resonanzfrequenz des Resonators durch die Wahl der Länge des Zwischenstückes ..' ι auf die Betrüsf requenz des Generators · · abgestimmt werden. Anstelle des Zwischenstückes

wurde auch ein herkömmlicher Phasenschieber mit Erfolg verwendet. ■ ' · ' '. . ■

Besondere Einfachheit und wirtschaftliche Vorteil bietet die erfindungsgemäße Ausführung des Resonators als Xeitungsresonator vom Saugkreistyp , der im wesentlichen senkrecht und parallel zur Hauptleitung angeordnet und dem die Mikrowellenenergie durch mindestens eine Koppelöffnung , in der Seitenwand des Resonators zuführbar ist.

Für besonders schwach Mikrowellen absorbierende Tröpfchen « .stellte sich die erfindunsgemäße Ausführung des Resonators als Ringresonator als günstig heraus. Die Ankopplung des Ringresonators -: an die vom Generator angespeiste und mit dem Absorber . abgeschlossene Hauptleitung erfolgt im wesentlichen über ein ils sogenannter Richtkoppler ausgebildetes Koppelelement mit mindestens einer Koppelöffnung Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt in der räumlichen Trennung von Wechselwirkungsstrecke und Abstimmvorrichtung des Resonators, was eine leichte Justierung erlaubt= . -

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Hohlleitersystem . aus mehreren hintereinander angeordneten Teilen, die.als Leitungsresonatoren vom Durchgangstyp

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ausgebildet sind. Die Resonatoren werden durch Koppelblenden |

sowohl mit dem Mikrowellengenerator und dem Absorber als auch untereinander verbunden. Diese Ausführungsform ist unter anderem deshalb besonders günstig, weil die in einem Resonator . von den Tröpfchen / nicht absorbierte Mikrowellenenergie über eine Koppelblende " an den nächsten Resonator weitergeben wird und so insgesamt ein höherer Wirkungsgrad der Trocknungsvorrichtung erzielt wird» ', . .

Die erfindingsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von festen sphärischen Teilchen - v-

!bedient sich einer optimalen Betriebsfrequenz im Bereich von 5 Ms 44 GHz entsprechend 60 mm bis 6,8 mm freier Wellenlänge. Ein entscheidender Vorteil gegenüber Mikrowellenfrequenzen, die üblicherweise für industrielle Heiz- und Trocknungszwecke verwendet werden, liegt darin, daß der Leistungsumsatz in den tröpfchen proportional dem Quadrat der Frequenz steigt, zumindest bis zu Frequenzen um 22 GHz, wo ein Absorptionsmaximum von Wasser liegt. Dieses Verhalten wurde interessanterweise durch ausgedehnte Versuche auch für Tröpfchen aus fließfähigen Medien, die bioschädlichen Abfall bzw. Kunstharz und Kernbrennstoffmaterial enthalten, gefunden. Es erscheint also die Wahl einer uneingeschränkt hohen Betriebsfrequenz zunächst günstig. Allerdings ist eine unbegrenzte Erhöhung der Betriebsfrequenz wegen des Absinkens der Eindringtiefe nicht möglich, die sich in dielektrischen, nicht zu stark verlustbehafteten Stoffen ungefähr umgekehrt proportional der Betriebsfrequenz verhält. Bei zu hohen Frequenzen ist daher die Mikrowellenenergie im Inneren

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eines Tröpfchens wesentlich geringer als auf der Tröpfchen-Oberfläche. Eine gleichmäßige Verfestigung fände in diesen Fall nicht statt. Nach einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist'die kleinste freie Wellenlänge \_Q der vom Generator (18) abgegebenen Mikrowelle in mm, und damit die ■ maximale sinnvolle Betriebsfre<iuenz, überraschenderweise nach der überaus einfachen Gleichung . ■ _ .' ... ■ V = 1^md . .-.-.■ . . to

gegeben. Dabei bedeutet d den mittleren Durchmesser der tröpfchen in mm.und m eine Zahl zwischen 20 und 50 und η eine Zahl zwischen ί und 1 ,5· Insbesondere haben sich Werte von m = 40 i

t und η = 1 ,3 für wässrige Lösungen, Suspensionen und Auf schlämmungen > bewährt. Das Ansteigen des Verlustwinkels von V/asser und das $ relative Absinken der Dielektrizitätskonstante im Mikrowellenbereich ist in Gl.(1) bereits berücksichtigt. Für Trcpfchendurch- | messer zwischen 0,3 und 5 &&■ ergeben sich die bereits erwähnten optimalen freien V/ellenlähgen von. 6,8 mm bis 60 ram bzw. optimalen .Betriebsfrequenzen von 44 bis 4 GHz. ^c . · .

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung! wird dadurch begründet, daß die längs einer gemeinsamen Achse angeordneten und als Resonatoren · . ausgebildeten Hohlleiter systeme · im Zustand ohne Tröpfchen auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen mit Hilfe von.Abstimmvorrichtungen '. ' so abgestimmt werden, daß sie beim Durchfallen der Tröpfchen

eine mit der Betr'iebsfreq.uenz des Mikrowellengenerators 1

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identische Resonanzfrequenz aufweisen. Dadurch wird eine Optimierur der Wechselwirkung der Mikrowellenstrahlung mit den Tröpfchen erreicht, weil sich beim Ablauf des Verfestigungsprozesses Verlustwinkel und relative Dielektrizitätskonstante -der" Tr öpf chen ändern; Tröpfchen verschiedener Temperatur verstimmen 'daher Resonatoren in verschiedenem Ausmaß.

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Im folgenden wird die Erfindung und weitere Vorteile anhand, von Zeichnungen-.-τ-- näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schexnatische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Teilchen aus Tröpfchen aus fließfähigen Medien, Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils der Vorrichtung, die mit einem für Mikrowellen durchlässigem Rohr ausgekleidet ist, Fig. 5 und Fig. 4 sind Schrägrisse zweier AusfUhrungsformen des Hohlleiters mit schematisiertem Feldverlauf für H^"3- und-ΉR -¹JeDJLe Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen kreisförmigen Hohlleiter mit E?.. -Feldverteilung. Fig. 6 zeigt eine Ausführungsfdrm des Hohlleitersystems. Fig. 7 zeigt einen Hohlleiterkrümmer mit aufgesetztem Kamin. Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer aus mehreren Teilhohlleitern "bestehenden Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen aus Tröpfchen aus fließfähigen Medien. Fig. 9 zeigt die Ausführungsform der erfindungsgenäßen Vorrichtung als Leittingsresonator, wobei Fig. 9a, 9"¹O, 9c drei verschiedene erfingungsgemäße Ausführungen des Resonatorabscblusse darstellen. Fig, 10 und Fig. 11 zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Säugkreis- bzw. Ringresonatoren, Fig. Bchließlich zeigt die vorliegende Erfindung in der Ausführung mit hintereinandergeschalteten Durchgangsresonatoren,

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur ' Herstellung von festen Teilchen aus Tröpfchen aus fließfähigen Medien, Die Tröpfchen (2) von etwa konstantem Durchmesser d werden in bekannter Weise von der Tröpfchenzuführung erzeugt und abgelöst. Es ist günstig, aber nicht notwendig, daß die Anfangsgeschwindigkeit der Tröpfchen nur wenig von Null ver—

schieden ist.' Die Tröpfchen (2) erreichen hierauf das Hohlleitersystem (4) und fallen im wesentlichen senkrecht und im wesentlichen in der Achse des Hohlleitersystems (4)» wobei ihnen vom Generator (18) Mikrowelienenergie berührungsfrei zugeführt wird. Unter "Generator (18)" wird im weiteren eine Summe von hinlänglich bekannten Bauteilen zur Erzeugung, Messung und Verteilung von Mikrowellenenergie, z.B,: Mikrowellenröhre, Stromversorgung, Leistungsteiler_r Zirkulator, Absorber, Frequenz— ■und Leistungsmesser zusammengefaßt. Die Einspeisung der Mikrowellenenergie in das Hohlleitersystem (4) kann zwar an beliebiger Stelle vorgesehen werden, doch werden im folgenden einige besonders günstige Ausführungsformen beschrieben werden. Im System (4) wird den Tröpfchen (2) zumindest ein Teil der zum Verfestigen notwendige: Energie zugeführt, gegebenenfalls wird weitere Trocknungsenergie

durch seitlich von der Fallstrecke außerhalb des Hohlleitersystems angeordnete IR-Strahler (406) zugeführt. Die verfestigten Teilchen -.werden in einem Austrage teil (10), das chargenweise oder kontinuier*

•-liehe Austragung ermöglicht, aufgefangen, . ;

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Die länge des Hohlleiter sy st ems (4) ist so bemessen, daß die Ver— veilzeit frei fallender Tröpfchen (2) im Hohlleiter sy st em (4) zwischen 0,2 see und 2' see beträgt. Bei gegebener Länge wurde die Verweilseit noch um einiges gesteigert, indem gasförmige Medien gegen die Fallrichtung der Tröpfchen (2) durch, das Hohlleitersystem (4) geblasen wurden. Insbesondere erwiesen sich. Heißluft und die Kunstharzkomponente der Tröpfchen (2) härtende Gase als besonders wirksam, weil sie den Verfestigungsprozeß beschleunigen.

In Pig. 2 ist das Rohr (14) aus Quarz, Teflon oder ähnlich verlustarmen Stoffen in den Hohlleiter (40) eingeführt und eitzt auf der Innenseite des Krümmers (60) auf.

Pig· 3 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform des Hohlleiters (40) mit rechteckigem Querschnitt, dessen längere Seite (42) senkrecht auf das elektrische PeId (46) der Grundwelle H,q steht, während die kürzere Seite (44) parallel zum PeId gerichtet ist. Die Reaktion "beschleunigende Gase (30) werden Ixber Schlitze (48) und (50) den Tropfchen (2) zugeführt," : ·; ·

In Pig, 4j die einen kreisförmigen Hohlleiter (40) mit Schlitzen (52$· zeigt, die dieselbe Punktion wie die Schlitze (48) und (50) "besitzen! ist das elektrische PeId (46) der Grundwelle E,, angeregt, das I transversal zur Hohlleiterachse gerichtet ist und sein Maximum auf der Achse annimmt.

In Pig, 5 ist das elektrische PeId (46) im wesentlichen achsen-

parallel gerichtet, weil die Welle Eq, angeregt ist. Die Schlitze (5p

• dienen wieder der Zu- und A"bfuhr von Gasen. · |

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Die halbschematische Darstellung der Pig, 6 zeigt den Generator j (18), von dem die Mikrowellenenergie dem im wesentlichen senkrecht j ' angeordneten Hohlleiter (40) über einen Hohleiterkrümmer "(56) züge- j führt wird. Die von den Tröpfchen (2) nicht aufgenommene Mikrowellerfenergie wird ü"ber den Austrittskrümmer (60) dem Absorber (20) züge-•leitet und dort in Wärme umgewandelt«, Die Krümmer (56) und (60) sine zum Ein- und Austritt der Tröpfchen (2) mit Bohrungen versehen, auf

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denen die Kamine (58) und (62) aufgesetzt sind. Um .Mikröwellenabstrahlung sicher zu vermeiden, ist beim Einbringen der Tröpfchen ( in den Kamin (58) darauf zu achten,-daß kein zweifach.zusammenhängender Querschnitt (Koaxialleitung) aus Kamin vmd gegebenenfalls in den Kamin ragenden Teilen der Tröpfchenzuführung (8).gebildet wird. Die länge des Kamins (58) ist. gegebenenfalls von der Eintrittsstelle (64) des Kamins (58) in den Krummer (56) bis zum Beginn der koaxialen Struktur zu messen. .

Bei hoher, vom Generator (18) abgegebener Mikrowellenleistung · 'erwies sich die Brechung und Abrundung der Kanten (68) an den Eintrittsstellen (64, 66) der Kamine (5β, 62) in die Krümmer (56, als vorteilhaft. Damit konnten lokale Überhöhungen der elektrischen Feldstärke aufgrund der Spitzenwirkung gemildert und ein Überschreiten der Durchschlagsfestigkeit im Hohlleitersystem (4) ver-' mieden werden» Aus ähnlichen Gründen sind sogenannte Η-Krümmer vor-. zuziehen; in diesem Fall ist an den Eintrittsstellen (64,'66) die elektrische Feldstärke von Haus aus gering»

Manche lösungen, insbesondere aus bioschädlichem Abfall^ weisen eine zu geringe natürliche Absorption von Mikrowellen auf, um ohne weitere Maßnahmen' eine wirkungsvolle Trocknung zu gewährleisten. In diesen Fällen ist eine Vorrichtung in der Tröpfchenzuführung (8) vorzusehen, mit deren Hilfe mikrowellenabsorbiorende Beimengungen (16), vorzugsweise Graphitpulver, beigefügt werden»'

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Große Tröpfchen und solche, die im Laufe ihres Falls durch den Hohlleiter (40) eine seitliche Geschwindigkeitskomponente erhielten, verfehlten gelegentlich den Kamin (62) und verblieben im Hohlleitersystem (4). Um dies zu verhindern, wird nach Pig. 6 der lichte Durchmesser des Kamins (62) größer als der lichte Durchmesser des Kamins (58) und gleich der kleinsten Querschnittsdimension des Hohlleiters (40) gewählt. Ergab sich auf diese Weise ein Durchmesser des Kamins (62) größer als etwa 0,58 freie Wellenlgngen, so wurde erfindungsgemäß der Kamin (62) mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (622) gemäß Fig, 7 versehen.

In Pig. 8 ist das Hohlleitersystem (4) in mehrere Teilhohlleiter (400, 402, 404) geteilt, die vom Generator (18) über bekannte Mikrowellenleistungsteiler mit Mikrowellenenergie versorgt werden. Die Tröpfchen (2) können zwischen oder nach dem Durchlaufen der .Teilhohlleiter durch IR-Strahler (406) mit weiterer Energie beaufschlagt werden,

Fig. 9 erläutert eine vorzugsweise Ausf ührungsform der Torrichtung in Gestalt eines Leiturgsresonators vom Reflexionstyp (700). Das resonanzfähige System wird zwischen dem beweglichen Kurzschluß (72 und der die Kopplung von Resonator und Generator (18) bewerkstelligenden Koppelblende (74) definiert. Wird zur Vermeidung des unter Umständen, zu aufwendigen Austrittskrümmers (60) der leitungs resonator vom Reflexionstyp (700) unroittelbar mit dem kreiszylindrischen Kamin (620) (siehe Pig. 9b) oder gegebenenfalls unter Zwischenschaltung·eines stetigen im wesentlichen konischen Übergangsteils (622) abgeschlossen (siehe Pig. 9c), so muß die Abstimmung der Resonanzfrequenz des Resonators auf die Betriebs-

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frequenz des Generators (18) mit Hilfe eines Zwischenstückes (710) [■ oder eines herkömmlichen Phasenschiebers erfolgen, ■

Wenden wii uns nun Fig. 10 zu, die eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Der Generator (18) ist Über eine Haiiptleitung (22) mit dem Absorber (20) verbunden. Die Tröpfchen (2) fallen durch den zylindrischen Eintrittskamin (712) in den parallel zur Hauptleitung (22) angeordneten leitungsresonator vom Saugkreistyp (702), dem dis Mikrowellenenergie durch mindestens eine Koppelöffnung (76) in der Seitenwand des Resonators (702) zugeführt wird. Die verfestigten Teilchen (12) verlassen den Resonator (702) durch den Austrittskamin (714), der i,a, eine größere lichte Weite als der Eintrittskamin. (712) aufweist. Eine Abstimmvorrichtung (708), etwa in Form eines quer zur Resonator achse verschiebbaren, verlustarmen dielektrischen. Plättchens, vorzugsweise an einer Seitenwand des Resonators (702) angebracht, dient wieder zur Abstimmung des Resonators (702) auf dis !Betriebsfrequenz des Generators (18), *:

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Resonator in Fora eines Ringresonators (704) nach Fig. 11 ausgebildet. Die Tröpfchen (2) nehmen die Mikro— wellenenergie während des Falls durch einen im wesentlich senkrecht angeordneten Teil des Ringresonators (704) auf.

Die Ein- und Ausbringung der Tröpfchen (2) bzw. verfestigten Teilchen (12) erfolgt im wesentlichen durch die in der vor—

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liegenden Beschreibung geoffenbarten Vorrichtungen, und Bauteile,' Ähnliches gilt für die Abstimmung des Ringresonators (704) mit Hilfe von Vorrichtungen gemäß Fig. 9a (Zwi sehen stück (710) bzw. Phasenschieber) oder gemäß Pig. 10 (Abstichvorrichtung (708)) · auf die Betriebsfrequenz des Generators (18). Die Hauptleitung (22) enthält einen Richtkoppler (716), über dessen mindestens eine Koppelöffnung (76) Mikrowellenenergie vom Generator (18) in den ■ Ringresonator (704) transportiert wird. Der nicht überkoppelte Teil der Mikrowellenenergie wird dem Absorber (20) zugeführt,

Fig. 12 stellt eine weitere, beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Durch Koppelblenden (74) mit dem. 'Generator (18) und dem Absorber (22) verbundene, mit -Zwischenstücken (710) und Abstimmvorrichtungen (708) auf die Betriebs— frequenz des Generators (18) trotz unterschiedlicher Verstimmung durch verschieden stark erwärmte und verfestigte Tröpfchen (2) abgestimmte Durchgangsresonatoren (706) sind untereinander durch Koppelblenden (78) verbunden, die eine Weiterleitung" in den. 'Tröpfchen (2) nicht absorbierter Mikrowellenenergie an. den elektrisch in Kette geschalteten, nächsten Durchgangsresonator (706 J bewirken. Entlang der außerhalb der Resonatoren (706) liegenden Abschnitte der Fallstrecke der Tröpfchen (2) können IR-Strahler (40 zur Unterstützung des Verfestigungsganges angeordnet werden, um die Dosierung der Energiezufuhr zu verfeinern. . ■ '

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Bine Teilung des Hohlleitersystems (4) gemäß Pig. 8 und Fig. 12 erweist sich besonders bei Verwendung von Resonatoren (700, 702, 704, 706) als vorteilhaft. Stärkste-Feldüberhöhung, d.h. maximale Übertragung von Mikrowellenenergie auf die Tröpfchen, findet bei der Resonanzfrequenz eines Resonators statt. Die Ausbildung der Mikrowellenvorrichtung als Resonator verschiedener Ausführungsformen erwies sich insbesondere bei Frequenzen ab etwa 15 GHz insofern als günstig, daß mit überraschend geringen Generatorleistungen ausreichend hohe Erwärmungsraten erzielt werden konnten. Es mußten gelegentlich sogar Dämpfungsstrecken in derartigen Resonatoren erfindungsgemäß vorgesehen werden, ■am die Durchschlagsfeldstärke in der die Tröpfchen umgebenden Atmosphäre nicht zu überschreiten. ... ■ - .

Für die bereits erwähnte Zu- und Abfuhr von Gasen (30) können auch die Kamine (58, 62, 620, 712, 7H) dienen. Es läßt sich

■ ·

.ein Gegenstrom zur Fallrichtung der Tröpfchen (2) im Hohlleiter (40) erzeugen, der den Fall der Tröpfchen (2) verlangsamt und

. damit die Verweilzeit der Tröpfchen (2) im Hohlleitersystern (4)

erhöht.. Die Zufuhr von Mikrowellenenergie in die Tröpfchen (2) • wird auf'diese Weise erhöht, der leistungsbedarf erniedrigt.

Das hat z.B. Bedeutung für schwach verlustbehaftete Tröpfchen, denen, aus verfahrenstechnischen Gründen keine zusätzlichen, mikrowellenabsorbierenden Stoffe beigemengt werden dürfen. · Dafür mußte zuweilen Gasdichtheit des Hohlleitersystems gefordert werden, die andererseits-aber auch erhebliche Vorteile für Medien bringt, die beim Verfestigen bioschädliche Gase freisetzen. Im

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allgemeinen empfiehlt sich für alle beschriebenen Ausführungsformen der Einbau von Vakuumfenstern, z.B. aus Teflon oder Keramik, zwischen dem im wesentlichen senkrechten" Hohlleiter (40) und dem Generator (18),.dem Absorber (20) und weiteren empfindlichen Mikrowellenbauteilen, um sie vor Wasserdampf und anderen Reaktionsgasen zu schützen. · .

Eine wichtige Größe bei der vollständigen Dimensionierung einer Vorrichtung zum Verfestigen von Kernbrennstoffmaterialien ist die benötigte Generatorleistung. Diese hängt im wesentlichen, vom Medium ab, aus dem die Tröpfchen gebildet werden. Eigenschaftee wie relative Dielektrizitätskonstante, Verlustwinkel, spezifische Wärme und spezifisches Gewicht sind von Bedeutung. Auch die geforderte Erwärioungsrate und die Betriebsfrequenz sowie die Hohlle'iterabmessungen gehen wesentlich in den Leistungsbedarf ein. Im folgenden wird die vollständige Dimensionierung eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. Es sollen Tröpfchen von 1 mm Durchmesser aus wässriger Uranylnitratlösung (spez. Gewicht 1,2 g/cm , Verlustwinkel mindestens so groß wie von

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reinem Wasser, Dispersion und Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante sowie spezifische Wärme wie bei reinem Wasser) auf einer Fallstrecke von 1 m um 80⁰C (Erwärmungsrate 177°C/sec) erwärmt und damit die vollständige Aushärtung der enthaltenen Kunstharzkomponente initiiert werden. Aus dem Durchmesser der Tröpfchen und der vorliegenden Beschreibung ergibt sich erfindungsgemäß eine.optimale Betriebsfrequenz von rund 17,6 GHz (freie • Wellenlänge rund 1T, 1 mm) und ein quadratischer Hohlleiter mit

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8,7 mm lichter Weite. Unter Berücksichtigung einer effektiven Dielektrizitätskonstante der Tröpfchen, die einerseits das
Verhalten eines dielektrischen Kügelchens im elektrischen Feld, andererseits die spezielle' Feldverteilung der Mikrowelle im Hohlleiterquerschnitt berücksichtigt, ergibt sich für eine Troclcnungsvorrjchtung nach Fig. 6 eine benötigte Mikrowellenleistung von rund 1,42 kV/. · .

• Ein Großteil dieser Leistung wird allerdings im Absorber (20} aissipiert. Durch Verwendung eines Resonators in der Vorrichtung etwa gemäß Fig.. 9 - verringert sich der Leistungsbedarf unter Zugrundelegung einer belasteten Resonatorgüte von 130 auf den verblüffend geringen Wert von rund 22 \i (max. Feldstärke im.*
Resonator ^Durchschlagsfestigkeit. " . ·

Hanau, 10.5.1978
Dr.Dr.-Bi

Claims (1)

1. 7258 KN.

   f 1 »

   NUKEM GmbH
   6450 Hanau 11

   Vorrichtung zur Herstellung fester Teilchen.

   B££g*?f ANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen aus Tröpfchen fliessfähiger Medien, z.B. fliessfähigem

   ι« bioschädlichem Abfall, Kunstharz und Kernbrennstoff-

   [ I
   materialien enthaltenden Medien, im wesentlichen bestehend

   aus einem Mikrowellengenerator, der über eine Mikrowellenleitung mit einem Applikator aus Metall verbunden ist, weleher eine Zuführung für die Tröpfchen aufweist und in dem die Tröpfchen mit Energie in Form von Mikrowellen beaufschlagt und verfestigt werden, und einem Austrageteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator mit einem im wesentlichen senkrecht angeordneten Eohlleitersystem (h) aufgebaut und die Zuführung für die Tröpfchen mit einem vorgegebenen Durchmesser d zentrisch in bezug auf die Hohlleiterachse angeordnet ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlleitersystem (4) rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweist.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Länge des Hohlleitersystems (k) zwischen dem Zehnfachen und dem Zehntausendfachen, insbe-

   2 —

   sondere zwischen dem Fünfzigfachen und dem Tausendfachen, des kleinsten lichten Durchmessers seines Querschnitts beträgt.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlleitersystem (4) im Inneren zumindest teilweise mit einem Rohr (14) aus einem für Mikrowellenenergie verlustarmen Material, z.B* Quarz, Teflon, ausgekleidet ist.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Hohlleitersystera (4) mit der Zuführung (8) und dem Austrageteil (ΙΟ) gasdicht verbunden ist.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass bei rechteckigem Querschnitt des Hohlleiters (40) die Abmessung der längeren Seite (42) 0,51 bis 0,7 freie "Wellenlängen der Mikrowelle beträgt, das Zweifache des Tröpfchendurchmessers d jedoch nicht unterschreitet, und die längere Seite (42) des Hohlleiterquerschnitts sich senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes (46) der Mikrowelle erstreckt.

   7. Vorrichtung nach, einem der Ansp.rüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass bei rechteckigem Querschnitt das Verhältnis der Abmessung der Schmalseite (44) des Hohlleiters (40) zum Tröpfchendurchmesser d zwischen 2 und 20 liegt.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,3 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei kreisförmigem Querschnitt der Durchmesser des Hohlleiters (40) höchstens das Zwanzigfache des Tröpfchendurchmessers d beträgt, mindestens jedoch 0,59 freie Wellenlängen, wenn die Richtung des Maximums des elektrischen Feldes (46) der Mikrowelle senkrecht, und mindestens 0,77 ireie Wellenlängen beträgt, wenn das Maximum des elektrischen Feldes (46) im wesentlichen parallel zur Achse des Hohlleitersystems (4) verläuft.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Hohlleiters (40) aus einem Gitter oder Drahtnetz besteht, dessen Maschenweite ein Zwanzigstel der freien Wellenlänge der Mikrowelle nicht übersteigt.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (40) Schlitze (48, 50, 52, 54) aufweist, die in Richtung von Wandstromlinien orientiert, nicht breiter als ein Zwanzigstel der freien Wellenlänge der Mikrowelle und mit abgerundeten Kanten versehen sind.

   .11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das nohlleitersystem (4) einen Eintrittskrümmer (56) für die Mikrowellen aufweist, der in Achsenrichtung das Ilohlleitersystem (4) durchbohrt und mit einem kreis zylindrischen Kamin (58) versehen ist, wobei der lichte Durchmesser des Kamins kleiner als die kleinste Querschnittsdimension des Hohlleiters (40), ins-

   besondere jedoch kleiner als die halbe freie Wellenlänge der Mikrowelle ist, und die Länge des Kamins (58) zwischen einer halben und zehn Wellenlängen der Mikrowelle beträgt.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeiohnet, dass das Hohlleitersystem (4) einen in Achsenrichtung des Hohlleiters (40) durchbohrten und mit einem kreiszylindrischen Kaminaufsatz (62) versehenen Austrittskrümmer (6o) aufweist.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ' j fiekennzei chnet, dass der lichte Durchmesser des Kamins (62) j auf dem Austrittskrümmer (60) grosser als der lichte Durchmesser des Kamins (58) auf dem .Eintrittskrümmer (56) und gleich der kleinsten Querschnittsdimension des Hohlleiters (40) ist. j

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch j gekenn ze i clinet, dass der Kamin (62) des Aus tritt skrüramers

   (60) einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (622) aufweist, der sich vom Halbleiter (40) weg verjüngt.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennze ichne t, dass das Hohlleitersystem (4) aus mehreren j Teilhohlleitern (400, 402, 404) besteht, die eine gemein- | same Achse aufweisen.

   16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzei chnet, dass das Hohlleitersystem (4) in Form eines Resonators ausgebildet ist.

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   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch Dämpfungsstrecken, z.B. aus Stahl, das Produkt aus der Quadratwurzel der "belasteten Güte mit der von Generator (18) gelieferten Feldstärke kleiner als die Durch sch lags feld stärke im Resonator ist.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch starke Kopplung des Resonators mit der Mikrowellenleitung das Produkt aus der Quadratwurzel der heiasteten Güte mit der vom Generator (18) gelieferten Feldstärke kleiner als die Durchschlagsfeidstärke im Resonator ist.

   19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator ein Leitungsresonator vom Reflexionstyp (700) ist und ein Ende des Leitungsresonators durch einen "beweglichen Kurzschluss (72) nach dem Austrittskrüramer (60) und das andere Ende des Leitungsresonators, durch eine Koppelblende (74), durch die die Mikrowellenenergie zugeführt wird, vor dem Eintrittskrümmer (56) gebildet ist.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator als Leitungsresonator vom Reflexionstyp (700) ausgebildet ist, wobei ein Ende des Leitungsresonators (700) unmittelbar mit einem kreiszylindrischen Kamin (620) abgeschlossen ist, dessen lichte Weite kleiner als eine halbe freie Wellenlänge der Mikrowelle ist, und gegebenenfalls zwischen Resonator und Kamin ein stetiger, im wesentlichen konischer Übergangsteil (622) eingefügt ist.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator als Leitungsresonator vom Saugkreistyp (702) ausgebildet ist und die Mikrowellenenergie von einer Hauptleitung (22) durch mindestens eine Koppelöffnung (76) in der Seitenwand des Resonators zuführbar ist.

   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator als Ringresonator (704) ausgebildet ist und die Mikrowellenenergie von einer Hauptleitung (22) durch mindestens eine Koppelöffnung (76) in der Seitenwand des Resonators zuführbar ist.

   23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22,dadurch gekennzeichnet, dass die längs einer gemeinsamen Achse

   ' angeordneten Teile des Hohlleitersystems (4) als Leitungsresonatoren vom Durchgangstyp (706) ausgebildet sind.

   24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die "Betriebsfrequenz des Mikrowellengenerators im Bereich von 5,0 bis 44 GHz, entsprechend freien Wellenlängen von 60 bis 6,8 mm, liegt.

   25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeiohnet,.dass mit einer freien Wellenlänge A der vom. Generator abgegebenen . Mirkowelle in mm nach Gleichung A -~\ / ^U1. d gearbeitet Aiird, wobei d der mittlere Durchmesser der Tröpfchen in mm, sowie m eine Zahl zwischen 20 und 50 und η eine Zahl zwischen 1 und 1,5 ist, vorzugsweise jedoch m = 40 und η = 1,3·

   26. Vorrichtung nach Anspruch 1 his 25, dadurch gekennzeichnet, dass die längs einer gemeinsamen Achse angeordneten und als Resonatoren ausgebildeten.Hohlleitersysteme, im Zustand ohne Tröpfchen auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen mit Hilfe von Abstimmungsvorrichtungen so abgestimmt werden können, dass sie beim Durchfallen der Tröpfchen eine mit der Betriebsfrequenz des Mikrowellengenerators identisjhe Resonanzfrequenz aufweisen.