DE967483C

DE967483C - Anordnung zur Behandlung von Stoffen im Hochfrequenzfeld

Info

Publication number: DE967483C
Application number: DES5137D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hellmuth Bayha; Dr-Ing Werner Schuetze; Dipl-Ing Viktor Ulbrich; Dipl-Ing Rudolf Wotschke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-08-28
Filing date: 1942-08-28
Publication date: 1957-11-14

Description

Bei der Behandlung eines Gutes im hochfrequenten Wechselfelde, beispielsweise bei der Trocknung bzw. Erwärmung von Holz oder anderen Stoffen auf Grund der in ihnen entstehenden dielektrischen Verluste, stößt man bei der Anordnung und Ausgestaltung der zu dem Behandlungskreis bzw. Schwingungskreis gehörigen Induktivitäten und Kapazitäten auf Schwierigkeiten, sobald Wellenlängen unterhalb ioo m, insbesondere unter io m, für die Behandlung verlangt werden. Die bei industriellen Verfahren vielfach auftretende Forderung, möglichst große Mengen des zu behandelnden Gutes gleichzeitig dem hochfrequenten Wechselfeld auszusetzen, führt zur Forderung verhältnismäßig großer Behandlungsspulen oder Behandlungskondensatoren, während man auf der anderen Seite aus elektrischen Gründen mit Kapazitäten und Induktivitäten großer Abmessungen bei kurzen Wellenlängen auf große Schwierigkeiten stößt.

Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben, daß Induktivitäten und Kapazitäten des Belastungskreises bei der industriellen Hochfrequenzbehandlung auf eine Doppelleitung verteilt sind, deren Länge gleich einem Viertel der Wellenlänge der zur Behandlung verwendeten Hochfrequenz oder einigen Vielfachen davon ist und auf der sich dementsprechend eine stehende Welle bildet. Eine solche Doppelleitung

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hat für die Behandlung im Hochfrequenzfelde eine Reihe wesentlicher Vorteile, die einerseits mit der Bemessung des Schwingungskreises in elektrischer Hinsicht und andererseits mit der praktischen Betriebsweise der Hochfrequenzanordnung zusammenhängen.

Für die Anordnung und Ausbildung der Doppelleitung bestehen zunächst verschiedene Möglichkeiten, die an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert seien.

Fig. ι zeigt einen Hochfrequenz-Röhrengenerator, an den gemäß der Erfindung als Schwingungskreis eine Doppelleitung angeschlossen ist, welche aus zwei parallelen Leitern besteht. In diesem Fall wird der Anodenschwingkreis von der Doppelleitung gebildet, die Kapazitäten und Induktivitäten des Schwingungskreises sind hierbei längs der Doppelleitung verteilt angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kapazitäten als Behandlungskondensator längs der Leitung verwendet ist, bei der aber außerdem eine Mehrzahl von Spulen angeordnet sind, die auf die Länge der Doppelleitung verteilt sind und eine räumliche \'erkürzung der Doppelleitung bei der gleichen Wellenlänge ergeben.

Die beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen werden so bemessen, daß ihre räumliche Ausdehnung in der Größenordnung einer Wellenlänge liegt, so daß sich auf ihnen eine stehende Welle ausbildet. Das bedeutet, daß an bestimmten festliegenden Punkten der Doppelleitung Spannungsknoten bzw. Nullspannungsstellen und an anderen Punkten Spannungsbäuche, d. h. Stellen liegen, in denen die Spannung ein Maximum hat. In betriebstechnischer Hinsicht hat diese Tatsache den Vorteil, daß die an der Anlage tätigen Personen nicht mehr gefährdet sind, weil die zu behandelnden Gegenstände jeweils dort eingeführt werden können, wo sich Spannungsknoten bzw. Nullspannungsstellen befinden. Das zu behandelnde Gut kann dann längs der Doppelleitung derart bewegt werden, daß es von dem Spannungsknoten in den Bereich eines Spannungsbauches gebracht und von dort wiederum an die Stelle eines Spannungsknotens zurückgebracht und dort aus dem Hochfrequenzfeld herausgenommen wird. Diese Art der Betriebsweise hat den Vorteil, daß Kondensatoren verhältnismäßig großer Raumausdehnung verwendet werden können, und daß dementsprechend das zu behandelnde Gut verhältnismäßig lange Zeit im Hochfrequenzfeld bleiben kann. Man kann aus diesem Grunde mit kleineren Spannungen auskommen im Gegensatz zu Anlagen, bei denen der zur Behandlung stehende Feldraum keine Lecherleitung bildet, also in seiner räumlichen Ausdehnung beschränkt ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls eine Doppelleitung angewendet wird, besteht darin, daß ein Kondensator am Ende der Doppelleitung angeordnet wird und daß die Länge der Leitung gleich einem Viertel einer Wellenlänge ist. Bei dieser Anordnung wird die für den Betrieb des Schwingungskreises erforderliche Spannung in der Nähe des Spannungsknotens zugeführt. Am Ende der Doppelleitung hat die Spannung dann ihr Maximum, weil die Länge der Doppelleitung einem Viertel der Wellenlänge der zur Behandlung verwendeten Frequenz entspricht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Hochfrequenzgenerator für eine wesentlich kleinere Spannung ausgelegt werden kann, als sie im Behandlungsfelde, also zwischen den Platten des Behandlungskondensators, verlangt wird.

Die Spannung wird in jedem Falle zweckmäßig von einem Hochfrequenz-Röhrengenerator erzeugt, wobei es zweckmäßig ist, einen Generator mit zwei in Gegentakt geschalteten Generatorröhren zu verwenden. Die beiden Röhren sind mit kurzen Zuleitungen in der Nähe des kurzgeschlossenen Endes der Doppelleitung an diese angeschlossen.

In Fig. 3 ist die Schaltung der Generatorröhren einer Gegentaktanordnung mit dem Anschluß an die Doppelleitung dargestellt. Die räumliche Anordnung der in der Schaltung schematisch angegeben en Teile geht aus den Fig. 4, 5 und 6 hervor. Fig. 3 läßt die beiden Röhren 1 und 2 erkennen, deren Anoden in der Nähe des Spannungsnullpunktes 3 an die Doppelleitung 4, 5 angeschlossen sind. Am Ende der Doppelleitung befindet sich ein Kondensator 6, der den Behandlungskondensator bildet. Der Pluspol der speisenden Gleichspannung ist an den Punkt 3 angeschlossen, während der Minuspol der Gleichstromquelle an Erde liegt. Der Heizstromkreis der beiden Generatorröhren 1, 2 wird über einen Transformator 7 gespeist.

Fig. 4 zeigt die Gesamtanordnung im Aufriß, Fig. 5 im Grundriß und
Fig. 6 in der Seitenansicht.

In den Fig. 4 bis 6 sind die Teile der Schaltung der Fig. 3 mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Man erkennt die Doppelleitung 4, 5, welche'aus rohrförmigen Leitern besteht. Nahe dem Spannungsnullpunkts sind die beiden Generatorröhren 1 und 2 auf die rohrförmigen Leiter 4 und 5 aufgesetzt und schaltungstechnisch mit ihnen verbunden. Der Behandlungskondensator, welcher in den Fig. 4 und S am linken Ende der Doppelleitung 4, 5 zu erkennen ist, besteht aus zwei Platten 8 und 9, die einseitig an den beiden Leitungen 4 und 5 befestigt sind. Diese Leitungen sind dabei, wie insbesondere aus Fig. 4 zu erkennen ist, nach oben bzw. unten gekröpft, damit die Ebene des Behandlungskondensators horizontal liegt. Das hat den Vorteil, daß das zu behandelnde Gut in einer horizontalen Ebene von der Seite in das Kondensatorfeld eingebracht werden kann. Zur Förderung des Gutes dienen Seil- oder Kettenantriebe 10, 11, die von Hand oder durch den in Fig. 6 angedeuteten Elektromotor 12 angetrieben werden können. 12a

Die in der Zeichnung dargestellte räumliche Anordnung der Doppelleitung ist nur als eine mögliche Ausführungsform anzusehen, wenn sie auch aus den angegebenen Gründen hinsichtlich des Transportes des zu behandelnden Gutes besonders günstig ist. Diese Anordnung richtet sich nach den

Betriebsverhältnissen und hängt von der Art des zu behandelnden Gutes ab. Wenn es aus irgendeinem Grunde zweckmäßig sein sollte, das zu behandelnde Gut nicht von der Seite, sondern von 5 oben herab in das Feld einzubringen, so ist es vorteilhaft, die Doppelleitung aus in einer horizontalen Ebene nebeneinanderliegenden Leitern aufzubauen, bei denen am Ende die Platten des Behandlungskondensators angebracht sind. Eine weitere

ίο Ausführungsmöglichkeit, die für den Transport des zu behandelnden Gutes vorteilhaft ist, besteht darin, daß die Doppelleitung schräg stehend angeordnet ist. Man hat dann die Möglichkeit, einen durchlaufenden Transport in der Längsrichtung der Anordnung durchzuführen, ohne durch die an der Anschlußstelle der Generatorröhre befindlichen Schaltungsteile behindert zu sein. In jedem Falle hat die Doppelleitung den Vorteil, daß sie die Möglichkeit bietet, die Gesamtanordnung weit-

ao gehend den besonderen Anforderungen hinsichtlich des Einbringens und Ausbringens des zu behandelnden Gutes anzupassen.

Aus Fig. 4 ist noch zu erkennen, daß die Generatorröhren ι und 2 durch Rohrleitungen 13 und 14 mit Kühlwasser beschickt werden. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß diese Kühlwasserleitungen am Spannungsnullpunkt 3 eingeführt werden. Von dort verlaufen die Kühlrohre innerhalb der die Doppelleitung bildenden Rohre 4 und 5 zu den Generatorröhren 1 und 2. In Fig. 4 ist noch angenommen, daß eine zusätzliche Luftkühlung vorgesehen ist. Auch hier wird die entsprechende Kühlmittelleitung 15 an dem Spannungsnullpunkt 3 in das System eingeführt.

Es sei noch erwähnt, daß zweckmäßig die Gesamtanordnung von einem Metallgehäuse 16 allseitig umschlossen ist, welches gleichzeitig wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, einen großen Teil der zu der Schaltung gehörigen Teile trägt. Das Gehäuse 16 kann auf einem Lastwagen aufgebaut sein. Man erhält dadurch eine fahrbare Anlage, wie sie beispielsweise zu Desinfektionszwecken für Kleidungsstücke oder zu ähnlichen Diensten herangezogen werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Anordnung zur Behandlung von Stoffen im Hochfrequenzfeld, dadurch gekennzeichnet, daß Induktivität und Kapazität des Belastungskreises des Hochfrequenzgenerators auf eine Doppelleitung verteilt sind, deren Länge gleich einem Viertel oder einigen Vielfachen der Wellenlänge der zur Behandlung verwendeten Hochfrequenz ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 für die Behandlung im Kondensatorfeld, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Behandlung verwendeten Kondensatoren über die ganze Länge der Doppelleitung verteilt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2 für die Behandlung im Durchlaufverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut an Nullstellen der Spannung (Spannungsknoten) der Doppelleitung ein- und ausgebracht wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Behandlung dienender Kondensator am Ende der Doppelleitung angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorspannung in der Nähe eines Nullspannungspunktes der Doppelleitung angeschlossen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Doppelleitung gleich einer Viertelwellenlänge ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelleitung in einer horizontalen Ebene liegt, so daß zwischen den am Ende befestigten Kondensatorplatten ein von oben oder unten zugänglicher Behandlungsraum liegt.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Doppelleitung in der Nähe des an ihrem Ende befestigten Behandlungskondensators gekröpft sind, so daß die Ebene des Behandlungskondensators beliebig schräg oder horizontal gelegt werden kann.
9. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelleitung als Ganzes im Raum schräg stehend angeordnet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Doppelleitung bildenden Leiter rohrförmig ausgebildet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittelleitungen für die Generatorröhren am Spannungsnullpunkt in die Doppelleitung eingeführt werden.
12. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Teile der Gesamtanordnung von einem Metallgehäuse umschlossen und gegebenenfalls auf einem Fahrzeug angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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