EP0767891A1 - Vorrichtung zur temperaturbehandlung von produkten durch mikrowellenbestrahlung - Google Patents

Vorrichtung zur temperaturbehandlung von produkten durch mikrowellenbestrahlung

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EP0767891A1
EP0767891A1 EP94920883A EP94920883A EP0767891A1 EP 0767891 A1 EP0767891 A1 EP 0767891A1 EP 94920883 A EP94920883 A EP 94920883A EP 94920883 A EP94920883 A EP 94920883A EP 0767891 A1 EP0767891 A1 EP 0767891A1
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EP
European Patent Office
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heating chamber
products
microwaves
microwave
wall
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Réné SALINA
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Riedhammer GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/062Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated
    • F27B9/066Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated heated by lamps
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/6402Aspects relating to the microwave cavity
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B2206/00Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04Heating using microwaves
    • H05B2206/046Microwave drying of wood, ink, food, ceramic, sintering of ceramic, clothes, hair

Definitions

  • the invention relates to a device for the temperature treatment of products by microwave radiation with a heating chamber for receiving the products, the microwaves being able to be coupled into the heating chamber with a device and the heating chamber having at least one reflection wall which reflects microwaves.
  • Such a device also called oven below
  • drying, heating or burning (sintering) a wide variety of products is known.
  • Ceramic products includes all types of conventional ceramic goods, such as porcelain, but also special ceramic products, such as carbon products, ferrites or refractory ceramic products.
  • Devices of the type mentioned at the outset have largely become known as so-called discontinuous ovens, in which the products are brought into the boiler room, which is then closed. After the temperature treatment, the furnace is opened again and the products are removed.
  • ovens such as tunnel ovens, in particular for industrial production, in which the products are guided to an oven outlet via a transport device via an oven inlet.
  • the products are temperature-treated, for example first heated, then fired (sintered) and then cooled again
  • microwave traps are known for this, which are designed in the manner of a "door". Even when these "microwave traps” are used, the door must be opened from time to time in order to supply new products or to remove the products from the heating chamber, which in turn can lead to the undesired escape of microwaves. In addition, these measures make a corresponding furnace more expensive.
  • the invention has for its object to design a device of the type mentioned in such a way that the best possible use of the microwave energy is guaranteed within the heating chamber, in particular also in continuously operating ovens and regardless of the shape and size of the products to be treated.
  • the invention is based on the finding that this goal can be achieved in an incredibly simple manner by a special design and geometric arrangement of reflection surfaces for the microwaves within the heating chamber.
  • the invention is based on the consideration of designing and arranging the corresponding reflection surface (s) so that the microwaves coupled into the heating chamber via a device are used exclusively in the reflection surface (s) of the limited space are reflected, so that optimal use of microwave energy can be achieved while avoiding corresponding losses.
  • the invention in its most general embodiment proposes a device of the type mentioned at the outset, in which the reflection wall - viewed from the interior of the heating chamber - has at least two concave curvature sections which are arranged in such a way that the microwaves coupled in via the device be reflected only in the space delimited by the reflection wall.
  • the partial feature of a concave curvature of the reflection wall is of particular importance because, in this way, in particular in the case of a continuous furnace, the reflection wall can be designed in such a way that microwaves reflected in the direction of the entrance and exit are reflected back and cannot escape through the oven inlet and outlet.
  • the reflection wall serving to reflect the microwaves is designed in such a way that the microwave radiation Components at most move along the plane defined by an oven entrance or exit and thus the exit of the microwaves from the corresponding openings is prevented or at least largely reduced.
  • the microwave radiation components of the reflection wall are reflected in such a way that, for example in a continuous oven, they extend or move essentially parallel to the opening area at the entrance or exit.
  • the design according to the invention also has significant advantages for discontinuously operating furnaces in that areas of high energy densities can be set in a targeted manner via the reflection wall, the products to be treated preferably being arranged in these areas of the heating chamber or passing through the heating chamber.
  • the reflection wall can be divided into a plurality of wall sections arranged at a distance from one another. It is advisable to arrange the wall sections symmetrically to one another, as is also apparent from the subsequent description of the figures.
  • the areas of maximum energy density can be individually adjusted from case to case, for example depending on the size of the products to be treated.
  • the reflection wall can be subdivided into a plurality of wall sections spaced apart from one another, in particular in the case of a continuous furnace, such as a tunnel furnace, in various ways:
  • a continuously operating furnace is usually divided into different zones, for example a heating, burning and cooling zone. These can merge directly into one another or run at a distance from one another.
  • the subdivision of the reflection wall into several wall sections can be provided both within a zone and between the individual zones.
  • the heating zone can be formed from three reflection wall sections arranged at a distance from one another, while the burning zone has a single reflection wall, for example in the manner of a "cylinder", and the cooling zone is again designed analogously to the heating zone.
  • the reflection wall or walls (wall sections) each have - viewed from the interior of the heating chamber - concave surface sections to prevent an undesired microwave transition from one zone to another or from the heating and cooling zone into the environment to avoid out
  • the reflection walls are designed, for example, “arched inwards” at the furnace entrance or furnace exit.
  • the arrangement of the reflection walls depends on the direction of the coupled microwaves in order to ensure the reflection only in the area of the reflection walls.
  • the invention provides for each oven to be assigned its own device for coupling the microwaves, and, if required, the power and / or Switch-on time of the heating chamber or its zones assigned to form microwave generators that can be regulated or controlled. In this way, depending on the products to be treated, it is possible, for example, to set a very precise temperature profile in the direction of transport of the products in a continuously operating furnace.
  • the device can also be designed so that it is used only for drying or sintering products.
  • the resonance frequency of porcelain for example, is around 400 GHz. Frequencies of significantly more than 2.45 GHz are necessary to burn or sinter these products. Good results are already achieved with a frequency of around 28 GHz. The most economical results can be achieved with microwave frequencies between 200 and 400 GHz.
  • Figure 1 a device designed as a continuous furnace in a side view
  • FIG. 2 a vertical longitudinal section through the device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 a section along the line III-III according to FIG. 2,
  • FIG. 4 an alternative embodiment for the arrangement of reflection wall sections
  • Figure 5 another alternative embodiment of the design of a reflection wall.
  • the device shown in FIG. 1 with the reference number 1 is a continuous microwave oven according to the invention, in which products to be transported, here: porcelain, in the transport direction (arrow 3) on a transport device 7 from an oven entrance 5 9 -
  • an oven exit 6 is transported through a heating chamber 2.
  • the heating chamber 2 is subdivided into four heating zones 2a-d, which are arranged one behind the other in the transport direction 3 and - according to FIG. 2 - have an approximately square cross section which is delimited by an insulated housing 4.
  • the areas arranged between the zones 2a-d can either be assigned to the zone arranged upstream or downstream or form "free zones" in order to subject the products to separate process steps.
  • the transport device 7 here consists of a roller belt on which plates are arranged, on which the products are placed.
  • the transport device 7 consists of a microwave-permeable material, here: plastic.
  • the individual zones 2a-d and the transport device 7 are connected to a control center 9 by regulating / control lines.
  • Each zone 2a-d is assigned a microwave generator 11 (magnetron), which is connected to the associated heating zone 2a-d by a microwave coupling device 12.
  • the microwave generators 11 and the coupling devices 12 are located here in the ceiling area of the associated heating zones 2a-d.
  • Figure 2 shows that the coupling device 12 is guided through the associated ceiling.
  • the design and construction of the individual heating zones is identical in the present exemplary embodiment and is described in more detail below with reference to heating zone 2a.
  • three reflection wall sections 13a-c made of a microwave-impermeable material, here: metal, are arranged within the heating zone 2a, essentially symmetrically at an angle of 120 ° to one another.
  • the wall sections 13a-c are - viewed from the interior of the heating chamber 2a - curved concavely in two directions, parallel to the transport direction 3 and between the end regions perpendicular to the transport direction 3. It follows that the wall sections 13a-c - in the transport direction 3 considered - converge at the front and rear end with the corresponding curvature sections.
  • the shape resembles that of a concave mirror.
  • the microwaves are guided as a focused beam 16 via the device 12 secantially into the heating chamber 2a.
  • the bundled beam 16 is shown in more detail in FIGS. 2 and 3.
  • the reference numeral 14 designates the (concave) curvature of the wall sections 13a-c and the curvature 14 is dimensioned and shaped in such a way that the microwave beam components reflected on the wall sections 13a-c are within two, an axial distance B having radial planes RE transversely to the central longitudinal axis 15 of the heating chamber 2a and in the area of these radial planes RE run at right angles (perpendicular) to the central longitudinal axis 15 or parallel to the radial planes RE.
  • the radiation components are prevented from exiting via the planes delimiting the heating chamber 2a on the input and output sides (viewed in the transport direction 3). Apart from small stray radiation that cannot be avoided, the radiation components and thus the microwave energy in the heating chamber 2a "captured" without the need for additional measures such as “bulkheads” or "gates".
  • the design according to the invention also prevents radiation components from reaching neighboring heating chambers and falsifying the local conditions there.
  • the shape and size of the curvature 14 Taking into account a technically unavoidable small scatter of the beam 16 with the scattering angle a between beam components 16a shown schematically in FIG. 3, there is also a scattering angle for the reflected beam components (not shown) ) with outer reflected beam components 16b.
  • the reflection wall 13 can also have a cylindrical shape, with concave, inwardly extending curvature sections being provided at least at the front ends.
  • the dimension b of the wall sections 13a-c extending in the circumferential direction is dimensioned so large that the inner beam components 16 run in the region of the central longitudinal axis 15.
  • the wall sections 13, 13a-c are provided with grooves or webs (not shown) which run in the direction of the central longitudinal axis 15 and whose flanks are designed such that they are formed by a Reflection directed transversely to the central longitudinal axis 15 results in a homogeneous field distribution within the desired radiation field.
  • the attachment of the wall sections 13a-c is not shown in detail.
  • the attachment can basically be done in any way.
  • the attachment should preferably be such that the position of the wall sections 13a-c is adjustable.
  • Figures 2 and 4 schematically show setting and locking elements 21 with corresponding joints.
  • Fastening elements are fixed at their other end to the frame 4 or guided through the frame 4, so that they can be manipulated from the outside.
  • the transport device 7 is arranged off-center, namely in the direction of the lower wall section 13b so far that the Products 8 are placed in the area of the heating chamber with the greatest energy density.
  • glazing zones can also be arranged between individual zones so that glazed products can also be produced in a single operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Produkten durch Mikrowellenbestrahlung mit einer Heizkammer zur Aufnahme der Produkte, wobei die Mikrowellen (16) einer Einrichtung (12) in die Heizkammer (2) einkoppelbar sind und die Heizkammer (2) mindestens eine, die Mikrowellen (16) reflektierende Reflexionswand (13) aufweist.

Description

Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Produkten durch Mikrowellenbestrahlung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperatur¬ behandlung von Produkten durch Mikrowellenbestrahlung mit einer Heizkammer zur Aufnahme der Produkte, wobei die Mikrowellen mit einer Einrichtung in die Heizkammer einkoppelbar sind und die Heizkammer mindestens eine, die Mikrowellen reflektierende Reflexionswand aufweist.
Eine solche Vorrichtung (nachstehend auch Ofen genannt) ist zum Trocknen, Erwärmen oder Brennen (Sintern) unterschied¬ lichster Produkte bekannt.
Schwierigkeiten ergeben sich, wenn die Produkte bei der Erwärmung ihre physikalischen/mechanischen Eigenschaften ändern, wie dies zum Beispiel beim Erwärmen und Brennen von keramischen Produkten der Fall ist. Dabei umfaßt der Begriff "keramische Produkte" alle Arten von konventionellem keramischen Gut, wie beispielsweise Porzellan, aber auch sonderkeramische Produkte, wie Kohlenstoff-Produkte, Ferrite oder feuerfeste keramische Produkte. Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bisher über¬ wiegend als sogenannte diskontinuierliche Öfen bekannt geworden, bei denen die Produkte in den Heizraum gebracht werden, der anschließend verschlossen wird. Nach der Temperaturbehandlung wird der Ofen wieder geöffnet und die Produkte werden entnommen.
Daneben gibt es aber insbesondere für die industrielle Fertigung auch kontinuierlich arbeitende Öfen, wie Tunnel¬ öfen, bei denen die Produkte über eine Transporteinrichtung über einen Ofeneingang zu einem Ofenausgang geführt werden. Auf ihrem Weg durch die Heizkammer werden die Produkte temperaturbehandelt, beispielsweise zunächst aufgeheizt, dann gebrannt (gesintert) und anschließend wieder abgekühlt
Soll ein solcher Ofen mittels Mikrowellenenergie beheizt werden, sind am Ofenein- und ausgang besondere Maßnahmen zu treffen, um einen Austritt der Mikrowellen zu verhindern. Hierfür sind sogenannte "Mikrowellenfallen" bekannt, die nach Art einer "Tür" gestaltet sind. Auch bei Verwendung dieser "Mikrowellenfallen" muß die Tür aber zum Zuführen von neuen Produkten beziehungsweise zur Entnahme der Produkte aus der Heizkammer von Zeit zu Zeit geöffnet werden, wobei es wiederum zum unerwünschten Austritt von Mikrowellen kommen kann. Darüber hinaus verteuern diese Maßnahmen einen entsprechenden Ofen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine möglichst optimale Nutzung der Mikrowelleπeπergie innerhalb der Heizkammer gewährleistet ist, und zwar insbesondere auch bei kontinuierlich arbeitenden Öfen und unabhängig von der Form und Größe der zu behandelnden Produkte. Der Erfindung liegt die Erkennnis zugrunde, daß dieses Ziel auf verblüffend einfache Weise durch eine spezielle Ausbil¬ dung und geometrische Anordnung von Reflexioπsflachen für die Mikrowellen innerhalb der Heizkammer erreicht werden kann .
Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, die ent¬ sprechende (n) Reflexionsflache (n) so auszubilden und anzu¬ ordnen, so daß die über eine Einrichtung in die Heizkammer eingekoppelten Mikrowellen ausschließlich in dem von der (den) Reflexionsflache (n) begrenzten Raum reflektiert werden, so daß eine optimale Nutzung der Mikrowellenenergie unter Vermeidung entsprechender Verluste erreichbar wird.
Konkret schlägt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Aus¬ führungsform dazu eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, bei der die Reflexionswand - vom Innenraum der Heizkammer gesehen - mindestens zwei konkave Krümmungs¬ abschnitte aufweist, die so angeordnet sind, daß die über die Einrichtung eingekoppelten Mikrowellen ausschließlich in dem von der Reflexionswand begrenzten Raum reflektiert werden .
Dabei kommt dem Teilmerkmal einer konkaven Krümmung der Reflexionswand eine besondere Bedeutung bei, weil auf diese Weise, insbesondere bei einem kontinuierlichen Ofen, die Reflexionswand so gestaltet werden kann, daß auch in Richtung auf den Ofeπein- und ausgang reflektierte Mikro¬ wellen wieder zurückreflektiert werden und nicht über den Ofenein- und ausgang entweichen können.
Mit anderen Worten: Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die der Reflexion der Mikrowellen dienende Reflexions¬ wand so ausgestaltet, daß die Mikrowellen-Strahluπgskom- ponenten sich allenfalls entlang der durch einen Ofenein¬ oder -ausgang definierten Ebene bewegen und somit der Austritt der Mikrowellen aus den entsprechenden Öffnungen verhindert oder zumindest weitgehend vermindert wird. Dabei werden die Mikrowellen-Strahlungskomponenten der Reflexioπs- wand so reflektiert, daß sie sich zum Beispiel bei einem kontinuierlichen Ofen am Ein- oder Ausgang im wesentlichen parallel zur Öffπungsflache erstrecken beziehungsweise bewegen .
Aber auch für diskontinuierlich arbeitende Öfen weist die erfindungsgemäße Gestaltung insoweit wesentliche Vorteile auf, als über die Reflexionswand gezielt Bereiche hoher Energiedichten eingestellt werden können, wobei die zu behandelnden Produkte vorzugsweise in diesen Bereichen der Heizkammer angeordnet sind beziehungsweise die Heizkammer durchlaufen .
Die Reflexionswand kann nach einer Ausführungsform in mehrere, beabstandet zueinander angeordnete Wandabschnitte unterteilt sein. Dabei bietet es sich an, die Wandabschnitte symmetrisch zueinander anzuordnen, wie dies sich im einzelnen auch aus der anschließenden Figurenbeschreibung ergibt .
Werden die Wandabschnitte in ihrer Position zueinander einstellbar gestaltet, können, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Größe der zu behandelnden Produkte - die Bereiche höchster Energiedichte bei ein und demselben Ofen von Fall zu Fall individuell eingestellt werden.
Die Unterteilung der Reflexionswand in mehrere, beabstandet zueinander angeordnete Wandabschnitte kann insbesondere bei einem kontinuierlichen Ofen, wie einem Tunnelofen, auf verschiedene Art und Weise erfolgen: Üblicherweise ist ein kontinuierlich arbeitender Ofen in unterschiedliche Zonen eingeteilt, beispielsweise in eine Aufheiz- Brenn- und Kühlzone. Diese können unmittelbar ineinander übergehen oder beabstandet zueinander verlaufen. Entsprechend kann die Unterteilung der Reflexionswand in mehrere Wandabschnitte sowohl innerhalb einer Zone, als auch zwischen den einzelnen Zonen vorgesehen werden.
Danach kann zum Beispiel die Aufheizzone aus drei, beab- stndet zueinander angeordneten Reflexions-Wandabschnitten ausgebildet sein, während die Brennzone eine einzige Reflexionswand, beispielsweise nach Art eines "Zylinders" aufweist und die Kühlzone wiederum analog der Aufheizzone ausgebildet ist.
In jedem Fall weisen der oder die Reflexionswände (Wand¬ abschnitte) jeweils aber - vom Inneπraum der Heizkammer aus betrachtet - konkave Flächenabschnitte auf, um einen uner¬ wünschten Mikrowellen-Übergang von einer Zone zur anderen beziehungsweise aus der Aufheiz- und Kühlzone in die Umgebung heraus zu vermeiden
Zu diesem Zweck sind die Reflexionswände beispielsweise am Ofeneingang beziehungsweise Ofenausgang "nach innen gewölbt" ausgebildet .
In jedem Fall erfolgt die Anordnung der Reflexionswände in Abhängigkeit von der Richtung der eingekoppelten Mikrowellen, um die Reflexion ausschließlich im Bereich der Reflexionswände sicherzustellen.
Die Erfindung sieht in einer Ausführungsform vor, jeder Ofenzoπe eine eigene Einrichtung zur Einkopplung der Mikrowellen zuzuordnen, und bei Bedarf die Leistung und/oder Einschaltzeit von der Heizkammer oder deren Zonen zugeord¬ neten Mikrowellengeneratoren regel- oder steuerbar auszu¬ bilden. Auf diese Weise kann - in Abhängigkeit von den zu behandelnden Produkten - beispielsweise ein sehr präzises Temperaturprofil in Traπsportrichtung der Produkte bei einem kontinuierlich arbeitenden Ofen eingestellt werden.
Ebenso ist es möglich, einzelne Zonen der Heizkammer beab¬ standet zueinander anzuordnen, um beispielsweise zwischen den Zonen getrennte Behandlungsstufen für die Produkte vorzusehen. In diesem Fall kann daran gedacht werden, bei¬ spielsweise bei der Temperaturbehandlung von Porzellan eine Glasierstation zwischen einzelnen Zonen vorzusehen.
Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß sie ausschließlich der Trocknung oder dem Sintern von Produkten dient.
Dabei hat sich bei der Temperaturbehandlung von keramischem Gut herausgestellt, daß dieses besonders vorteilhaft durch Mikrowellen erhitzt werden kann, wenn es mit Mikrowellen einer Frequenz beaufschlagt wird, die der Resonanzfrequenz des keramischen Gutes möglichst nahe kommt.
Die Resonanzfrequenz von beispielsweise Porzellan liegt bei etwa 400 GHz. Zum Brennen beziehungsweise Sintern dieser Produkte sind Frequenzen von deutlich über 2,45 GHz notwendig. Gute Ergebnisse werden bereits mit einer Frequenz von etwa 28 GHz erzielt. Die wirtschaftlichsten Ergebnisse lassen sich mit Mikrowelleπfrequenzen zwischen 200 und 400 GHz erreichen.
In jedem Fall wird eine deutliche Verkürzung der Behandlungszeit bei der Erhitzung durch Mikrowellen gegen¬ über konventionellen Öfen, die über fossile Brennstoffe oder elektrisch beheizt werden, erreicht. Aufgrund der schonenden Temperaturbehandlung wird es auch möglich, zum Beispiel bei keramischem Gut eine Glasur vor dem Brennen oder Sintern aufzutragen und die Produkte in einem sogenannten Einbraπd herzustellen .
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unter¬ ansprüche sowie der sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die einzelnen Figuren - jeweils in stark schematisierter Darstellung - folgendes zeigen:
Figur 1: eine als Durchlaufofen gestaltete Vorrichtung in einer Seitenansicht
Figur 2: einen vertikalen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Figur 1,
Figur 3: einen Schnitt entlang der Linie III-III gemäß Figur 2,
Figur 4: eine alternative Ausführungsform zur Anordnung von Reflexions-Waπdabschnitten
Figur 5: eine weitere alternative Ausführungsform der Gestaltung einer Reflexionswand.
Bei der in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 dargestellten Vorrichtung handelt es sich um einen erfindungsgemäßen Durchlauf-Mikrowellenofen , bei der zu transportierende Produkte, hier: Porzellan, in Transportrichtung (Pfeil 3) auf einer Traπsporteinrichtung 7 von einem Ofeneingang 5 zu 9 -
einem Ofenausgang 6 durch eine Heizkammer 2 transportiert wird .
Die Heizkammer 2 ist in vier Heizzonen 2a-d untergliedert, die in Transportrichtung 3 hintereinander angeordnet sind und - gemäß Figur 2 - einen etwa quadratischen Querschnitt aufweisen, der von einem isolierten Gehäuse 4 begrenzt wird.
Die zwischen den Zonen 2a-d (gestrichelt dargestellt) angeordneten Bereiche können entweder der davor oder dahinter angeordneten Zone zugeordnet werden oder "freie Zonen" bilden, um die Produkte gesonderten Verfahreπs- schritten zu unterwerfen.
Die Transporteinrichtung 7 besteht hier aus einem Rolleπband, auf dem Platten angeordnet werden, auf denen die Produkte aufgesetzt werden.
Die Transporteinrichtung 7 besteht aus einem mikrowellen¬ durchlässigen Material, hier: Kunststoff.
Die einzelnen Zonen 2a-d sowie die Transporteinrichtung 7 sind durch Regelungs-/Steuerungsleitungeπ mit einer Zentrale 9 verbunden. Jeder Zone 2a-d ist ein Mikrowellengenerator 11 (Magnetron) zugeordnet, der durch eine Mikrowellen-Ein- koppluπgsvorrichtung 12 mit der zugehörigen Heizzone 2a-d verbunden ist. Die Mikrowellengeneratoren 11 und die Einkopplungsvorrichtungen 12 befinden sich hier im Decken¬ bereich der zugehörigen Heizzonen 2a-d. Figur 2 zeigt, daß die Einkopplungsvorrichtung 12 durch die zugehörige Decke geführt ist. Die Bauform und Bauweise der einzelnen Heizzonen ist im vor¬ liegenden Ausführungsbeispiel identisch und wird nachstehend anhand der Heizzone 2a näher beschrieben.
Innerhalb der Heizzone 2a sind - wie Figur 2 zeigt - drei Reflexions-Wandabschnitte 13a-c aus einem mikrowellenun¬ durchlässigen Material, hier: Metall, angeordnet, und zwar im wesentlichen symmetrisch unter einem Winkel von 120° zueinander. Die Wandabschnitte 13a-c sind - vom Innenraum der Heizkammer 2a aus betrachtet - in zwei Richtungen konkav gekrümmt, und zwar parallel zur Transportrichtung 3 sowie zwischen den Eπdbereichen senkrecht zur Transportrichtung 3. Daraus folgt, daß die Wandabschnitte 13a-c - in Transport¬ richtung 3 betrachtet - am vorderen und hinteren Ende mit den entsprechenden Krϋmmungsabschπitten aufeinander zulaufen. Die Form ähnelt damit der eines Hohlspiegels.
Die Mikrowellen werden als gebündelter Strahl 16 über die Einrichtung 12 sekkantial in die Heizkammer 2a geführt. Der gebündelte Strahl 16 ist in den Figuren 2 und 3 näher dar¬ gestellt. Mit dem Bezugszeichen 14 wird die (konkave) Krümmung der Wandabschnitte 13a-c bezeichnet und die Krümmung 14 ist in ihrer Form und Größe so bemessen, daß die an den Wandabschnitten 13a-c reflektierten Mikrowellen- Strahlkomponenten sich innerhalb von zwei, einen axialen Abstand B aufweisenden Radialebenen RE quer zur Mittenlängs¬ achse 15 der Heizkammer 2a bewegen und im Bereich dieser Radialebenen RE rechtwinklig (senkrecht) zur Mittenlängs¬ achse 15 beziehungsweise parallel zu den Radialebenen RE verlaufen. Hierdurch sind die Strahlungskomponeπten daran gehindert, über die die Heizkammer 2a eingangs- und aus- gangsseitig (in Transportrichtung 3 betrachtet) begrenzenden Ebenen auszutreten. Abgesehen von nicht zu vermeidenden kleinen Streustrahlungen bleiben somit die Strahlungskom- ponenten und damit die Mikrowellenenergie in der Heizkammer 2a "gefangen", ohne daß es zusätzlicher Maßnahmen, wie "Schotten" oder "Toren" bedarf. Die erfindungsgemäße Gestaltung verhindert auch, daß Strahlungskomponenten in benachbarte Heizkammern gelangen und dort die lokalen Bedingungen verfälschen.
Zur Form und Größe der Krümmung 14 ist ergänzend auf folgendes hinzuweisen: Unter Berücksichtigung einer technisch nicht zu vermeidenden geringen Streuung des Strahles 16 mit dem in Figur 3 schematisch dargestellten Streuwinkel a zwischen Strahlkomponenten 16a ergibt sich auch für die reflektierten Strahlkomponten jeweils ein Streuwinkel (nicht dargestellt) mit äußeren reflektierten Strahlkomponenten 16b. Soweit die Form und Größe der Krümmung 14 so bemessen ist, daß die reflektierten Strahl¬ komponenten 16b an den seitlichen Rändern 18 des Wand¬ abschnittes 13a-c sich etwa senkrecht (rechtwinklig) zur Mittenlängsachse 15 beziehungsweise parallel zu den Radialebenen RE erstrecken, ist ein axiales Austreten der Strahlkomponenten 16b weitgehend verhindert und der gewünschte Zweck, nämlich der Einschluß des wesentlichen Anteils der Strahlkomponenten in der Heizkammer 2a, erreicht. Wie Figur 5 zeigt, kann die Reflexionswand 13 auch eine Zylinderform aufweisen, wobei zumindest an den stirnseitigen Enden konkave, nach innen verlaufende Krϋmmungsabschnitte vorgesehen sind.
Es ist vorteilhaft, wie in Figur 4 dargestellt, die Wand¬ abschnitte 13a-c senkrecht zur Transportrichtung 3, also in Umfangsrichtung , konkav gekrümmt auszubilden, wodurch die Konzentration der Mikrowellen auf den Heizraumquerschnitt verbessert und eine homogene Feldverteilung der Mikrowellen¬ energie ermöglicht wird. Bei der in Figur 5 dargestellten geschlossenen Reflexions- waπd ergibt die Reflexion eine Verteilung der Strahlungs¬ komponenten über den gesamten Querschnitt des zugehörigen Heizraums .
Dies läßt sich auch dann erreichen, wenn unter Berücksich¬ tigung der sich ergebenden Reflexionswinkel die sich in Umfangsrichtung ersteckende Abmessung b der Wandabschnitte 13a-c so groß bemessen wird, daß die inneren Strahlkompo¬ nenten 16 im Bereich der Mittenlängsachse 15 verlaufen.
Zum Zweck einer homogenen Verteilung der Energiedichte der Mikrowellen ist es von Vorteil, die Wandungsabschπitte 13, 13a-c mit Riefen beziehungsweise Stegen (nicht dargestellt) zu versehen, die in Richtung der Mittenlängsachse 15 verlaufen und deren Flanken so ausgebildet sind, daß sie durch eine quer zur Mittenlängsachse 15 gerichtete Reflexion innerhalb des gewünschten Bestrahlungsfeldes eine homogene Feldverteilung bewirken.
Die Befestigung der Wandabschnitte 13a-c ist im einzelnen nicht dargestellt. Die Befestigung kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. Dabei soll die Befestigung vorzugsweise derart sein, daß die Position der Wandabschnitte 13a-c einstellbar ist. Schematisch sind in den Figuren 2 und 4 Eiπstell- und Feststellele eπte 21 mit entsprechenden Gelenken dargestellt. Die
Befestigungselemente werden mit ihrem anderen Ende am Gerüst 4 festgelegt oder durch das Gerüst 4 geführt, so daß sie von außen manipulierbar sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist die Transport¬ einrichtung 7 außermittig angeordnet, und zwar in Richtung auf den unteren Wandabschnitt 13b so weit versetzt, daß die Produkte 8 in dem Bereich der Heizkammer mit der größten Energiedichte plaziert sind.
Bei dem in Figur 1 schematisch dargestellten Ofen können den Heizkammern 2a-d folgende Funktionen zugeordnet werden:
2a: Aufheizzoπe
2b: weitere Aufheizzone
2c: Brenn-/ Sinterzone
2d: Kühlzone
Die vorbeschriebene Aufteilung ist rein beispielhaft und kann beliebig verändert werden. So können auch zwischen einzelnen Zonen beispielsweise Glasierzonen angeordnet werden, um auch glasierte Produkte in einem einzigen Arbeitsgang herstellen zu können.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Temperaturbehaπdlung von Produkten (8) durch Mikrowellenbestrahlung mit einer Heizkammer (2) zur Aufnahme der Produkte (8), wobei die Mikrowellen (16) mit einer Einrichtung (12) in die Heizkammer (2) einkoppelbar sind und die Heizkammer (2) mindestens eine, die Mikrowellen (16) reflektierende Reflexioπswand (13) auf¬ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionswand (13) - vom Innenraum, der Heizkammer (2) aus gesehen - mindestens zwei konkave Krümmungsabschnitte (14) aufweist, die so angeordnet sind, daß die über die Einrichtung (12) eingekoppelten Mikrowellen ausschließlich in den von der Reflexionswand (13) begrenzten Raum reflektiert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Reflexionswand (13) in mehrere, beabstandet zueinander angeordnete Wandabschnitte (13a-c) unterteilt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Wandabschnitte (13a-c) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Wand¬ abschnitte (13a-c) in ihrer Position zueinander einstell¬ bar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer, einen Eingang (5) und einen Ausgang (6) aufweisenden tunnelför igen Heizkammer (2) , (2a-d) , durch die die Produkte (8) auf einer Transporteinrichtung (7) zwischen Ein- und Ausgang (5, 6) transportierbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Heizkammer (2, 2a-d) in mehrere, in Transportrichtung (3) der Produkte (8) hintereinander angeordnete Zonen (2a-d) unterteilt ist, die jeweils mit mindestens einer eigenen Reflexions¬ wand (13, 13a-c) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jeder Zone (2a-d) eine eigene Einrichtung (12) zur Einkopplung der Mikro¬ wellen zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, bei der die Leistung und/oder Einschaltzeit von der Heizkammer (2) oder deren Zonen (2a-d) zugeordneten Mikrowellengenera¬ toren (11) regel- oder steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, bei der min¬ destens zwei Zonen (2a-d) der Heizkammer (2) beabstandet zueinander angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, bei der die Transporteinrichtung (7) so angeordnet ist, daß die darauf transportierten Produkte (8) den Bereich höchster Mikrowellen-Energiedichte durchlaufen.
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