ES2283303T3 - Dispositivo para la produccion de microondas para el tratamiento de piezas. - Google Patents
Dispositivo para la produccion de microondas para el tratamiento de piezas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2283303T3 ES2283303T3 ES00938704T ES00938704T ES2283303T3 ES 2283303 T3 ES2283303 T3 ES 2283303T3 ES 00938704 T ES00938704 T ES 00938704T ES 00938704 T ES00938704 T ES 00938704T ES 2283303 T3 ES2283303 T3 ES 2283303T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- zone
- microwave
- vertex
- treatment
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
- H01J37/3222—Antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Un dispositivo para la generación de microondas para el tratamiento de piezas, con al menos una antena de microondas (2) unida a una fuente de microondas con un conductor alargado (3) para la generación de campos alternos electromagnéticos, con una cubierta que forma un resonador de cavidad (6) y una zona de desacoplamiento de las microondas en una zona de focalización que se produce por la ampliación de la cubierta situada esencialmente en al menos una primera zona de vértice (8) que se extiende, donde a la al menos primera zona de vértice (8) que se extiende del resonador de cavidad (6) se une una zona de la cubierta al menos no divergente, caracterizado porque el resonador de cavidad (6) se configura alargado y sigue el recorrido de una antena de microondas (2) que genera a lo largo de su longitud una zona de tratamiento homogénea, porque la zona de desacoplamiento alargada de las microondas sigue al conductor (3) y porque la zona de desacoplamiento (3, 13) de las microondas se extiendeesencialmente a lo largo de la zona de focalización alargada del resonador de cavidad (6).
Description
Dispositivo para la producción de microondas
para el tratamiento de piezas.
La invención se refiere a un dispositivo para la
producción de microondas para el tratamiento de piezas de acuerdo
con los términos generales de la reivindicación 1.
El documento WO 96/23318 (correspondiente al
documento DE 195 07 077 C1) muestra un reactor de plasma genérico
con un resonador de cavidad de simetría rotatoria en la forma de un
resonador elipsoidal. El extremo libre de una espiga de unión se
introduce en un primer punto de focalización, mientras que un
segundo punto de focalización del resonador elipsoidal está rodeado
de una campana de cuarzo y forma de tal modo un espacio de
tratamiento con plasma alrededor del punto de focalización. Es
desventajoso que la zona de tratamiento sea reducida, concentrada
solamente radialmente alrededor del punto de focalización.
A partir del documento DE 195 03 205 C1 se
conoce un dispositivo para la generación de plasma en un recipiente
de presión negativa con ayuda de campos alternos electromagnéticos,
en el que un conductor con forma de barra se introduce en el
interior de un tubo de material aislante por el recipiente de
presión negativa, donde el diámetro interno del tubo es mayor que
el diámetro del conductor. El tubo se llena de tal modo con gas que
se evita una formación de plasma en el mismo. Ésta se produce
directamente alrededor del tubo, ya que allí la intensidad de la
radiación es máxima. Es desventajoso el elevado consumo de energía
por el tubo, la modificación de las radiaciones por contaminaciones
y el peligro de un recubrimiento del propio tubo.
El documento DE 39 23 390 A1 muestra un
dispositivo para la formación de una película aplicada por vapor
sobre gran parte de la superficie usando al menos dos gases
activados formados separadamente. Para esto se disponen, paralelos
a dos lados opuestos de una cubierta esencialmente rectangular, dos
guías de ondas de microondas con, respectivamente, un generador de
microondas propio asignado, de los cuales, verticalmente al
recorrido de las guías de ondas, se introducen de manera alterna
antenas de varillas también paralelas entre sí en la cubierta y que
terminan en el lado opuesto a la respectiva guía de ondas en el
interior de la cubierta y están cerradas. En el interior de tal
antena se forman microondas estacionarias con diferente intensidad a
lo largo de la antena. Se logra una cierta homogeneización en el
sentido de la antena precisamente por la disposición paralela de
varias antenas, alimentadas respectivamente de forma alterna desde
lados diferentes. Esta configuración es compleja en la construcción
y por tanto cara.
La invención tiene el objetivo de perfeccionar
el dispositivo genérico para la generación de microondas para el
tratamiento, particularmente también continuo, de piezas
mayores.
De acuerdo con la invención, el objetivo
mencionado se resuelve, en un dispositivo del tipo genérico, porque
el resonador de cavidad se configura alargado y sigue la trayectoria
de una antena de microondas que genera una zona de tratamiento
homogénea en su longitud, porque la zona de desacoplamiento alargada
de las microondas sigue al conductor y porque la zona de
desacoplamiento de las microondas se extiende esencialmente a lo
largo de la zona de focalización alargada del resonador de
cavidad.
La invención tiene el objetivo de producir una
zona de tratamiento con microondas mayor, lo más homogénea posible,
para el tratamiento de piezas, que también permita un tratamiento
continuo.
De acuerdo con la invención, se resuelve el
objetivo mencionado con un dispositivo del tipo que se ha mencionado
al principio que comprende los rasgos característicos de la
reivindicación 1.
Mediante la invención se posibilita una zona de
tratamiento extendida linealmente, homogénea en sentido de su
extensión longitudinal, para el agrupamiento de microondas al menos
en forma de una paralelización de las mismas, donde la anchura de
la zona de tratamiento se puede variar verticalmente respecto a la
extensión longitudinal por una formación adecuada de la
cubierta.
El desacoplamiento de microondas se puede
producir de diferentes maneras. De acuerdo con una primera
realización preferida se prevé que la antena de microondas sea un
conductor alargado eléctricamente conductivo rodeado de un
dieléctrico que se encuentra en la zona de focalización del
resonador de cavidad, donde el dieléctrico es un cuerpo sólido que
rodea estrechamente el conductor o el dieléctrico está formado por
gas que se puede limitar radialmente mediante un tubo dieléctrico
que rodea el conductor.
Una realización alternativa prevé que la antena
de microondas esté formada por un conductor coaxial con conductor
interno y externo, donde, a su vez, el conductor externo es un
cilindro parcial que rodea, solamente parcialmente, un conductor
interno, que se dispone en la zona del vértice del resonador de
cavidad alejada del conductor interno o, sin embargo, el conductor
externo es un recubrimiento de superficie sobre un dieléctrico que
rodea el conductor interno. Alternativamente se puede prever que el
conductor externo presente al menos una abertura orientada hacia la
zona del vértice del resonador de cavidad que se sitúa en la zona de
focalización del resonador de cavidad y se configura con forma de
hendiduras o agujeros.
Otra realización prevé que la antena de
microondas esté formada por una guía de ondas con aberturas de
salida situadas en la zona de focalización del resonador de cavidad
como zona de desacoplamiento.
Las microondas se pueden alimentar
respectivamente desde un extremo o ambos extremos al conductor de la
o las antenas de microondas.
Mientras que, particularmente solamente para el
tratamiento térmico de piezas, la zona no divergente que se une a
la primera zona del vértice está formada por una pared paralela, una
realización preferida prevé que la zona no divergente sea una
segunda zona del vértice que se estrecha desde la primera zona del
vértice y que la pieza se pueda disponer esencialmente en zonas de
focalización de la segunda zona del vértice. La zona que se
estrecha puede, en un corte transversal, tener la forma de una
parábola o de parte de una elipse. Además de un tratamiento térmico
con microondas, esta realización se adecua particularmente para el
tratamiento con plasma de mercancía, donde, para controlar los
gases empleados, particularmente respecto a la presión, tipo de gas
y flujo de gas, se tiene que separar la zona de tratamiento con
plasma de la zona de generación de microondas.
Esto se puede realizar si el cuerpo de
separación es esencialmente una pared plana, si el cuerpo de
separación es una cubierta semicilíndrica que se dispone sobre el
foco de tratamiento y se une firmemente y de manera estanca con la
pared de la cubierta, o si el cuerpo de separación está formado por
un tubo dieléctrico que rodea el foco de tratamiento.
Particularmente cuando durante el tratamiento de
piezas se tiene que evitar que los vapores que se emiten o gotas de
líquido que salpican caigan sobre la antena de microondas, otra
realización preferida prevé que la primera zona del vértice y la
zona no divergente se dispongan con un ángulo finito entre sí y que
entre ambas zonas se proporcione una superficie reflectante.
Para aumentar la intensidad de las microondas en
la zona de tratamiento se puede prever que al menos dos primeras
zonas del vértice comprendan la respectiva antena de microondas, se
dispongan de manera que se extiendan paralelas entre sí y se
conviertan en una zona no divergente común. Se puede seleccionar
entre realizaciones alternativas, donde, de acuerdo con una primera
realización, se puede prever que las al menos dos primeras zonas del
vértice se disponen contiguas entre sí.
Otra realización prevé que dos antenas de
microondas se dispongan diagonalmente opuestas respecto a un segundo
foco de tratamiento. Para seguir aumentando el consumo de energía,
particularmente en el tratamiento con plasma, se puede prever
además de esto que, alrededor de un foco de tratamiento, se
dispongan varias antenas de microondas en sus respectivos
resonadores de cavidad distribuidas de forma simétrica.
Para ampliar la zona de tratamiento, otra
realización prevé que se dispongan varias antenas de microondas al
menos sobre un lado de una pieza paralelas entre sí en sus
respectivos resonadores de cavidad.
Este dispositivo de acuerdo con la invención se
puede emplear de diferentes modos.
De acuerdo con una primera realización, se puede
prever que se proporcionen, para el tratamiento en el interior de
la cubierta, mandriles de desenrollado y enrollado, y se disponga al
menos un modo de de desvío o de guía en proximidad al foco de
trabajo. Para el tratamiento con microondas de productos a granel,
la invención prevé que se disponga un mezclador en la zona de
tratamiento. Mientras que el tratamiento se produce de manera
discontinua y después del tratamiento el producto a granel se tiene
que sustituir en el espacio de tratamiento con plasma, un
tratamiento casi continuo prevé un tornillo sin fin de transporte en
la zona del foco de trabajo para transportar el material que se
tiene que tratar. Para la depuración de gas de escape, además se
puede prever que se disponga una conducción de gas provista de una
bomba que se extiende a lo largo del foco de tratamiento.
Se deducen otras ventajas y características de
la invención a partir de las reivindicaciones y a partir de la
siguiente descripción, en la que se explican con detalle ejemplos de
realización de la invención con ayuda de los dibujos. De este modo
muestra o muestran:
La Fig. 1a, una realización de acuerdo con la
invención de un dispositivo para la generación de microondas y
tratamiento con plasma con un conductor lineal dispuesto en un
dieléctrico en un corte longitudinal;
La Fig. 1b, la realización de la Fig. 1a en un
corte transversal;
La Fig. 1c, la realización adicional a las Figs.
1a, 1b en una representación en perspectiva;
La Fig. 2, un dispositivo de acuerdo con la
invención para la generación de microondas con dos antenas de
microondas;
La Fig. 3, otra realización del dispositivo de
acuerdo con la invención con un conductor lineal, que está
apantallado por una cubierta conductiva parcialmente abierta;
La Fig. 4, una realización con un conductor
coaxial cuyo conductor externo está ranurado;
La Fig. 5, una realización correspondiente a la
Fig. 4, donde su conductor externo está perforado.
La Fig. 6, otra realización del dispositivo de
acuerdo con la invención con una guía de ondas ranurada;
La Fig. 7 a 9, otras representaciones
esquemáticas del dispositivo de acuerdo con la invención con
diferentes realizaciones para la irradiación con microondas de
láminas;
La Fig. 12, una realización para la irradiación
con microondas de una lámina con dos fuentes de microondas
orientadas paralelamente;
La Fig. 13, otra realización de un dispositivo
de acuerdo con la invención para la irradiación con microondas de
una lámina con varias antenas de microondas dispuestas contiguas
paralelamente;
Las Figs. 10 y 11, realizaciones para la
irradiación con microondas de una lámina con un suministro de calor
elevado a la lámina;
Las Figs. 14 a 17, diferentes realizaciones del
dispositivo de acuerdo con la invención para la generación de un
plasma, particularmente para el recubrimiento de objetos;
Las Figs. 18 a 20, una realización para la
generación de un plasma por dos antenas de microondas que se
extienden más paralelamente entre sí;
La Fig. 21, una realización para el tratamiento
continuo con plasma de una lámina;
La Fig. 22, una realización para el tratamiento
con plasma de productos a granel con un mezclador;
La Fig. 23, un dispositivo para el tratamiento
continuo con microondas del medio en un tornillo sin fin de
transporte; y
un dispositivo para la depuración de gas de
escape mediante microondas.
En la realización de las Figs. 1a y 1b, el
dispositivo de acuerdo con la invención 1, para la generación de
microondas, comprende una antena de microondas 2 con un corte
transversal de elipse en este documento con un conductor lineal
alargado 3 en forma de una barra, alambre o tubo de cobre, que está
rodeado por un dieléctrico 4, por ejemplo, en forma de un tubo de
cuarzo dispuesto a distancia y que contiene aire o de una barra
cerámica.
El acoplamiento de las microondas se realiza
mediante uno o ambos lados frontales del conductor 3, de manera
habitual con adaptadores de microondas, y por lo tanto no se
representa con más detalle.
La antena de microondas 2 descrita se sitúa en
un resonador de cavidad alargado 6 que le sigue con un contorno
desde su vértice 8a al menos parcialmente con forma de parábola o de
elipse, en este documento con un corte transversal de elipse, que
comprende una primera zona del vértice 8 que es paralela a la antena
2 o al conductor 3 que tiene una primera zona de focalización, que
se determina por los rayos que inciden simétricamente paralelos por
la línea de focalización. En la realización de la Fig. 1 se sitúa el
conductor lineal 3 exactamente en la zona de focalización del
resonador de cavidad 6 o su (primera) zona del vértice 8. En la
realización de las Figs. 1a y 1b, el resonador de cavidad 6
comprende una segunda zona del vértice 8' con una segunda zona de
focalización F' alargada marcada con una cruz (X), el foco de
tratamiento, que está rodeado por un tubo 10 en el que se genera de
este modo un plasma y se puede realizar un tratamiento con plasma de
una pieza, como un recubrimiento en una fase de plasma de un
gas.
El dispositivo de acuerdo con la invención
también puede servir, como se indica en la Fig. 2, para el
calentamiento de una pieza, como una lámina, por ejemplo, para el
secado de la misma o para endurecer un recubrimiento que se ha
aplicado sobre la misma. Una realización de tal uso se representa en
la Fig. 2. Un resonador de cavidad 6 que presenta dos primeras
zonas del vértice 8, 8' se configura en esta realización con un
corte con forma de elipse. Dos antenas de microondas 2, 2' se
sitúan con su conductor 3, 3' (interno) con forma de alambre en las
zonas de focalización del resonador de cavidad 6. A distancia de las
antenas de microondas 2, 2' se dispone una pieza plana 7 que de
este modo se calienta por ambos lados por la radiación de la antena
de microondas 2. Básicamente también es posible un calentamiento
unilateral en un resonador de cavidad 6 con corte de parábola o
media elipse. A continuación se describen otras realizaciones de la
invención.
La realización de la Fig. 3 para el
desacoplamiento de microondas comprende, en el interior del
resonador de cavidad 6, un conductor coaxial parcialmente abierto.
Éste está formado por un conductor interno 3 dispuesto en un
dieléctrico 4, en el que el dieléctrico se proporciona coaxial al
conductor en su zona alejada del vértice 8a del resonador de
cavidad 6 con una cubierta conductiva parcialmente abierta 9. La
radiación de microondas se orienta de este modo contra el vértice
8a (zona del lado frontal) del resonador de cavidad y se refleja
desde el mismo al resto de la zona del resonador de cavidad y a las
piezas tratadas (se explicará a continuación).
Las Figs. 4 y 5 muestran, como antena de
microondas 2, también un conductor coaxial. Este a su vez comprende,
en la realización representada, un conductor 3, que sin embargo
ahora está rodeado a distancia por un tubo conductivo como
conductor externo 12, que está provisto, en su lado orientado hacia
el vértice 8a del resonador de cavidad 6, de hendiduras de salida o
perforaciones circulares 13. La guía de la radiación de microondas
se produce por tanto de la realización de la Fig. 3 correspondiente
a la de la Fig. 2. La relación entre la longitud de la hendidura
respecto a la anchura de la hendidura es, de manera ventajosa,
constante a lo largo de la longitud total del conductor coaxial 11;
sin embargo, no tiene porqué ser el caso.
Mientras que en las realizaciones de las Figs. 1
y 3 el conductor o el conductor interno 3 se sitúa en la zona de
focalización del resonador de cavidad 6, éste no es el caso en las
realizaciones de las Figs. 4 y 5. En estas realizaciones, el plano
de las hendiduras de salida 13 se dispone en la zona de focalización
F del resonador de cavidad 6.
La realización de la Fig. 6 de un dispositivo de
acuerdo con la invención muestra, como conductor de microondas, una
guía de ondas 14, que se dispone en la zona superior del resonador
de cavidad 6 de tal modo, que las hendiduras de salida 13 de la
guía de ondas 14 orientadas al interior del resonador de cavidad 6
de nuevo se sitúan en una zona de focalización F del resonador de
cavidad indicada mediante una cruz; en este documento se indica el
vértice del resonador de cavidad no presente físicamente.
La Fig. 7 muestra un resonador de cavidad 6 con
solamente una primera zona del vértice 8 para el tratamiento con
microondas de una pieza 16 en forma de una lámina de material
conducida por debajo de la zona del vértice.
Por diversos motivos puede ser necesario
seleccionar la distancia entre la antena de microondas 2 y la pieza
que se tiene que tratar 16, mayor. Por este motivo, en la
realización de la Fig. 8 del dispositivo de acuerdo con la
invención se une, a la zona del vértice 8 del resonador de cavidad
configurada con forma de parábola o elipse parcial, una pieza
separadora 17 con paredes paralelas entre sí; después se puede unir
a la misma la zona de trabajo con una pieza 16 que pasa por debajo
de la antena de microondas 2. También esta realización con pieza
separadora 17 se puede configurar simétrica con dos antenas de
microondas de forma correspondiente a la Fig. 2.
La lámina, en general una pieza, también se
puede situar en una zona de tratamiento y de focalización F' de un
resonador de cavidad 6 o en la segunda zona del vértice, que
presente otros parámetros que la primera zona del vértice 8 del
foco de generación de microondas donde se sitúa la antena de
microondas 2, es decir, por ejemplo, que presente en un corte
transversal la forma de una parábola más plana.
Por diversos motivos puede ser práctico o
necesario no orientar los rayos de microondas directamente sobre la
pieza, por ejemplo, cuando de la misma, durante el tratamiento, se
emiten vapores o salpicaduras de líquido que pueden ensuciar la
antena de microondas y, por tanto, dañarla. Esto último se evita en
la realización de la Fig. 9. En esta realización, a la primera zona
del vértice 8, angulada respecto a la misma, preferiblemente en un
ángulo recto, se une una sección de cubierta 19 con las paredes del
ejemplo de realización representado paralelas entre sí, debajo de
cuyo extremo se conduce la pieza 16. Entre la primera zona del
vértice 8 y la parte de la cubierta 19 se dispone una superficie
reflectante 20 angulada, que se dispone de tal modo que orienta las
microondas generadas en la antena de microondas 2 hacia la pieza
16.
Para aumentar la intensidad del tratamiento con
microondas en una zona de tratamiento orientada transversalmente al
sentido del recorrido de la pieza 16 paralela a la antena de
microondas 2 se puede prever proporcionar un resonador de cavidad 6
con dos zonas de focalización, en las que se sitúa, teniendo en
cuenta el modo descrito en las Figs.1 a 4, el conductor de
microondas o la zona de salida de microondas, mientras que la pieza
se conduce por su otra zona de focalización F' (foco de tratamiento
Fig. 10). En esta realización, las microondas generadas por la
antena de microondas 2 se focalizan en la segunda zona de
focalización F', y por tanto, sobre la pieza. Para el tratamiento
bilateral se puede proporcionar, sobre el lado de la pieza 16
alejada de la antena de microondas 2 y la primera zona del vértice
8, un correspondiente resonador de cavidad 6' con una segunda
antena de microondas 2', como se representa en la Fig. 11.
Para aumentar la intensidad del tratamiento
unilateral con microondas de una pieza 16 también se puede disponer,
en un lado de la misma, dos antenas de microondas 2, 2' en su
respectiva primera zona del vértice 8, 8' asignada, donde la zona
del vértice 8, 8' del resonador de cavidad se dispone y orienta de
tal modo, particularmente sus superficies de simetría, que están
anguladas entre sí, que la zona de tratamiento 22 de ambas antenas
de microondas 2, 2' coinciden esencialmente (Fig. 12).
Además puede ser necesario tratar una pieza 16,
como una lámina, un intervalo de tiempo mayor o un tramo mayor con
microondas de lo que es posible con una antena de microondas o dos
antenas de microondas orientadas hacia una zona común. En este caso
se pueden orientar varias antenas de microondas 2, 2.1, 2.2, 2.3...
paralelamente adyacentes entre sí y se pueden disponer en la
primera zona del vértice 8, 8.1, 8.2, 8.3... del resonador de
cavidad, cuyas superficies de simetría se disponen paralelas entre
sí, como se representa en la Fig. 13.
Además de un tratamiento térmico de una pieza o
de piezas de la forma que se ha descrito anteriormente, donde la
pieza no tiene que ser una lámina, sino también productos a granel o
similares que se transportan sobre una cinta transportadora por la
zona de tratamiento, el dispositivo de acuerdo con la invención
también se puede usar para el recubrimiento con plasma de una pieza
o de piezas mediante microondas.
De este modo se tiene que separar físicamente
una zona de tratamiento con plasma, en la que se encuentran la o
las piezas, de la zona de generación de microondas, en la que se
sitúa la antena de microondas 2, ya que las condiciones de los
gases en la zona de generación de microondas y en la zona de
tratamiento con plasma tienen que ser diferentes, para que por un
lado en la zona de generación de microondas no se genere plasma y
por otro lado se genere el mismo en la zona de tratamiento con
plasma.
Además es ventajoso, para la generación de un
plasma, aumentar la concentración de microondas en la zona de
tratamiento con plasma, por lo tanto, en este documento, además de
la primera zona de focalización, en la que se sitúa la antena de
microondas 2, se sitúa una segunda zona de focalización F' en la
zona de tratamiento con plasma, que de nuevo se indica en las
Figuras que se describirán a continuación, como también
anteriormente, mediante una cruz (x).
En la realización de la Fig. 14 se realiza la
separación de la zona de generación de microondas 23 y la zona de
tratamiento con plasma 24 solamente mediante una pared de separación
26 de un dieléctrico.
En la realización de la Fig. 15, la zona de
tratamiento con plasma está rodeada de un tubo 27 introducido en el
resonador de cavidad 6.
En la realización de la Fig. 16, la zona de
tratamiento con plasma 24 alrededor de la zona de focalización F'
en la primera zona del vértice 8 se separa, mediante un cilindro
parcial 28 unido impermeable a gas con sus paredes, de la zona de
generación de microondas 23.
En la realización de la Fig. 17, la primera zona
del vértice 8 que rodea la antena de microondas 2 y la segunda zona
del vértice 8'' que rodea la zona de focalización F' de la zona de
tratamiento con plasma se disponen anguladas entre sí, es decir,
sus planos centrales no coinciden sino que se orientan con un ángulo
infinito entre sí. La radiación de microondas actúa de manera
similar que en la realización de la Fig. 9 por una superficie
reflectante 10 dispuesta angulada que refleja la radiación de la
antena de microondas 2 a la zona de tratamiento con plasma
alrededor de la segunda zona de focalización F'. Adicionalmente a la
pared de separación 26 se puede proporcionar una segunda pared de
separación 26'.
Para aumentar la alimentación de microondas a la
zona de tratamiento con plasma 24 se pueden proporcionar de nuevo
varias antenas de microondas 2, 2.1, 2.2...., como se representa en
las Figs. 18 a 20. Durante la generación de microondas para el
tratamiento con plasma se disponen las (varias) antenas de
microondas 2, 2.1... preferiblemente de forma simétrica alrededor
de la zona de tratamiento con plasma 24 y en la segunda zona de
focalización F' del dispositivo que coincide para todas las antenas
de microondas de la misma. Esto quiere decir, con dos antenas de
microondas 2, 2.1, que éstas se disponen diagonalmente opuestas
sobre un foco de tratamiento F' generado por las dos antenas de
microondas y situado entre ellas (Fig. 18); con tres antenas de
microondas 2, 2.1, 2.2, éstas se disponen con un ángulo de
respectivamente 120º alrededor del foco de tratamiento F' (Fig.
19), con cuatro antenas de microondas de forma correspondiente con
un ángulo de 90º alrededor del foco de tratamiento F' (Fig. 20),
etc.
Mientras que en el tratamiento térmico de una
pieza 16, como una lámina, ésta se puede conducir debajo de la
fuente de microondas por la zona de tratamiento, donde entra en la
misma y vuelve a salir, esto no es posible con un tratamiento con
plasma de una pieza, como el recubrimiento de una lámina en un
plasma; durante el tratamiento, la totalidad de la pieza tiene que
permanecer en la zona de tratamiento con plasma. De acuerdo con esto
se proporcionan, en la realización de la Fig. 21 en la zona de
tratamiento con plasma 24, dos mandriles de arrollamiento 31, 32,
de los cuales de uno (por ejemplo, 31) se desenrolla la lámina y
sobre el otro (32) se enrolla la lámina. Ya que por un lado los
mandriles de arrollamiento 31, 32 se tienen que encontrar en la zona
de tratamiento próxima, es decir, la zona de aplicación o el
segundo foco, la lámina sin embargo se tiene que guiar para el
tratamiento a través de la misma, y por otro lado, también la
realización de la cubierta o de la pared de la zona de tratamiento
con plasma para la generación de la segunda zona de focalización
está determinada por las condiciones espaciales, en la realización
de la Fig. 19 se proporciona en la zona de focalización una polea
de inversión 23, sobre la que se conduce la lámina 16. También se
pueden disponer, cerca de la zona de focalización, varios rodillos
de guía paralelos entre sí.
La realización de la Fig. 22 se refiere al
tratamiento con plasma de microondas de productos a granel. Para
que todas las partes del producto a granel se recubran uniformemente
y bien, se dispone, en la zona de tratamiento con plasma 24 de la
realización de la Fig. 20, un mezclador 34, cuyo eje se extiende
preferiblemente paralelamente a la antena de microondas 2.
Mientras que en la realización de la Fig. 22 se
produce un tratamiento discontinuo de la mercancía que se tiene que
tratar, la realización de la Fig. 23 muestra una alternativa para el
tratamiento continuo con microondas. Para ello se proporciona, en
la zona del foco de tratamiento F', un tornillo sin fin de
transporte para transportar de forma continua la mercancía a tratar
desde un recipiente de reserva hacia un recipiente de alojamiento.
En un tratamiento con plasma, el espacio rodeado por los recipientes
y la cubierta del tornillo sin fin de transporte 35 se tiene que
cerrar y se tiene que someter, de forma adecuada, a un gas de
tratamiento. Solamente en un tratamiento térmico continuo de
productos a granel transportado mediante un tornillo sin fin de
transporte 35, por ejemplo, para el secado de productos a granel,
esto no es necesario.
De acuerdo con la invención también es posible
un tratamiento de gases de escape; éstos se transportan a lo largo
de la línea de focalización F' en un tubo mediante una bomba
transportadora, como una bomba de chorro de agua.
Claims (24)
1. Un dispositivo para la generación de
microondas para el tratamiento de piezas, con al menos una antena
de microondas (2) unida a una fuente de microondas con un conductor
alargado (3) para la generación de campos alternos
electromagnéticos, con una cubierta que forma un resonador de
cavidad (6) y una zona de desacoplamiento de las microondas en una
zona de focalización que se produce por la ampliación de la cubierta
situada esencialmente en al menos una primera zona de vértice (8)
que se extiende, donde a la al menos primera zona de vértice (8)
que se extiende del resonador de cavidad (6) se une una zona de la
cubierta al menos no divergente, caracterizado porque el
resonador de cavidad (6) se configura alargado y sigue el recorrido
de una antena de microondas (2) que genera a lo largo de su
longitud una zona de tratamiento homogénea, porque la zona de
desacoplamiento alargada de las microondas sigue al conductor (3) y
porque la zona de desacoplamiento (3, 13) de las microondas se
extiende esencialmente a lo largo de la zona de focalización
alargada del resonador de cavidad (6).
2. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la antena de
microondas (2) es un conductor (3) alargado eléctricamente
conductivo rodeado por un dieléctrico, que se sitúa en la zona de
focalización de la primera zona del vértice (8,
8').
8').
3. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque el dieléctrico es un
cuerpo sólido que rodea estrechamente el conductor.
4. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque el dieléctrico está
formado por un tubo (4) que rodea el conductor (3) a distancia y un
gas que se encuentra en el mismo.
5. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la antena de
microondas (2) está formada por un conductor coaxial con conductor
interno y externo.
6. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el conductor externo
es un cilindro parcial que rodea el conductor interno (3) solamente
parcialmente que se dispone en la zona del conductor interno (3)
alejada del vértice (8a) del resonador de cavidad (6).
7. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado porque el conductor externo
(9) es un recubrimiento de cubierta sobre un dieléctrico que rodea
el conductor interno (3).
8. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el conductor externo
(1, 12) presenta al menos una ranura orientada hacia el vértice
(8a) del resonador de cavidad (6), que se sitúa en la zona de
focalización (8) de la primera zona del vértice (8, 8').
9. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la antena de
microondas (2) está formada por un conductor hueco con una abertura
de salida situada en la zona de focalización (F) de la primera zona
del vértice (8,8') como zona de desacoplamiento.
10. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona
no divergente (19, 8'') es una segunda zona del vértice (8'') que se
estrecha de la primera zona del vértice (8, 8') y porque la pieza
(16) se puede disponer esencialmente en la zona de focalización
(foco de tratamiento F') de la segunda zona del vértice (8'').
11. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera
zona del vértice (8) y la zona no divergente (19, 6'') se disponen
con un ángulo finito entre sí y porque entre ambas zonas se
proporciona una superficie reflectante (10).
12. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos
dos primeras zonas del vértice (6, 6'), que comprenden
respectivamente una antena de microondas (2), se disponen
extendiéndose paralelamente entre sí y se convierten en una zona
común no divergente (19).
13. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizado porque las al menos dos
primeras zonas del vértice (6, 6') se disponen contiguas entre
sí.
14. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizado porque se disponen dos
fuentes de microondas (2, 2.1) opuestas diagonalmente respecto a un
segundo foco de tratamiento (F').
15. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se disponen
varias antenas de microondas (2, 2.1, 2.2, 2.3) al menos sobre un
lado de una pieza (16) paralelas adyacentes en la primera zona del
vértice (8, 8.1., 8.2., 8.3) que les corresponde.
16. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque alrededor de
un foco de tratamiento (11) se disponen varias antenas de microondas
(2, 2.1, 2.2, 2.3) en sus respectivas primeras zonas del vértice
(8, 8.1, 8.2, 8.3) distribuidas de forma simétrica.
17. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la
cubierta, a distancia respecto a la primera zona de focalización
(F), una zona de tratamiento con plasma se separa mediante un
cuerpo de separación (26, 27, 28) de la zona de generación de
microondas.
18. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque el cuerpo de
separación es esencialmente una pared plana (26).
19. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque el cuerpo de
separación es una cubierta semicilíndrica que se dispone sobre el
foco de tratamiento (F') y se une firmemente y de manera estanca
con la pared de la cubierta.
20. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque el cuerpo de
separación está formado por un tubo dieléctrico (27) que rodea la
zona de foco de tratamiento (F').
21. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la
formación de plasma de una pieza con forma de lámina en el interior
de la cubierta se proporcionan mandriles de desenrollado y
enrollado (31, 32) y al menos un rodillo de desvío o de guía (33) en
proximidad al foco de tratamiento (F').
22. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque para el
tratamiento con microondas de productos a granel, en la zona de
tratamiento se dispone un mezclador.
23. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizado por un tornillo sin
fin de transporte en la zona del foco de tratamiento (F') para
transportar el material que se tiene que tratar.
24. El dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizado por una conducción de
gas que se extiende a lo largo del foco de tratamiento (F') provista
de una bomba.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19925493 | 1999-06-04 | ||
| DE19925493A DE19925493C1 (de) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Linear ausgedehnte Anordnung zur großflächigen Mikrowellenbehandlung und zur großflächigen Plasmaerzeugung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2283303T3 true ES2283303T3 (es) | 2007-11-01 |
Family
ID=7910154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00938704T Expired - Lifetime ES2283303T3 (es) | 1999-06-04 | 2000-05-30 | Dispositivo para la produccion de microondas para el tratamiento de piezas. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6863773B1 (es) |
| EP (1) | EP1183709B1 (es) |
| JP (1) | JP2003501244A (es) |
| KR (1) | KR20020013904A (es) |
| AT (1) | ATE359597T1 (es) |
| AU (1) | AU5398400A (es) |
| CA (1) | CA2375677A1 (es) |
| DE (2) | DE19925493C1 (es) |
| ES (1) | ES2283303T3 (es) |
| WO (1) | WO2000075955A1 (es) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10128038C1 (de) * | 2001-06-08 | 2002-11-21 | Karlsruhe Forschzent | Mikrowellentechnischer Durchlauferhitzer |
| DE10341239B4 (de) * | 2003-09-08 | 2006-05-24 | Roth & Rau Ag | ECR-Plasmaquelle mit linearer Plasmaaustrittsöffnung |
| DE102006034084B4 (de) * | 2006-07-20 | 2023-07-06 | Muegge Gmbh | Anordnung zur Konzentration von Mikrowellenenergie |
| DE102006048816A1 (de) * | 2006-10-16 | 2008-04-17 | Iplas Innovative Plasma Systems Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur lokalen Erzeugung von Mikrowellenplasmen |
| DE102009044496B4 (de) * | 2009-11-11 | 2023-11-02 | Muegge Gmbh | Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma mittels Mikrowellen |
| DE102009057375B3 (de) * | 2009-12-09 | 2011-05-26 | Roth & Rau Ag | ECR-Plasmaquelle mit einem Beschichtungsschutz und Anwendung des Beschichtungsschutzes |
| WO2011110482A1 (de) | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Basf Se | Verwendung einer aktivierbaren klebstoffzusammensetzung zur herstellung von faltschachtelzuschnitten |
| WO2011110527A1 (de) | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Basf Se | Mikrowellenaktivierbare klebstoffzusammensetzungen für die herstellung von faltschachtelzuschnitten |
| US9271338B2 (en) | 2012-03-14 | 2016-02-23 | Microwave Materials Technologies, Inc. | Pressurized heating system with enhanced pressure locks |
| ITRM20130162A1 (it) * | 2013-03-15 | 2014-09-15 | Consiglio Nazionale Ricerche | Extended microwave powered lamp |
| DE102013016660A1 (de) * | 2013-10-09 | 2015-04-09 | Ralf Spitzl | Verfahren und Vorrichtung zur plasmakatalytischen Umsetzung von Stoffen |
| US10490425B2 (en) * | 2015-07-29 | 2019-11-26 | Infineon Technologies Ag | Plasma systems and methods of processing using thereof |
| KR102559694B1 (ko) | 2017-03-15 | 2023-07-25 | 915 랩스, 엘엘씨 | 포장된 물품을 가열하는 개선된 마이크로파를 위한 에너지 제어 요소 |
| EP3597007A4 (en) | 2017-03-15 | 2020-12-30 | 915 Labs, LLC | MULTI-PASS MICROWAVE HEATING SYSTEM |
| CN106987827B (zh) * | 2017-04-14 | 2019-03-29 | 太原理工大学 | 等离子体化学气相沉积微波谐振腔及装置 |
| EP3613260B1 (en) | 2017-04-17 | 2024-01-17 | 915 Labs, Inc. | Microwave-assisted sterilization and pasteurization system using synergistic packaging, carrier and launcher configurations |
| DE102017121732A1 (de) * | 2017-09-19 | 2019-03-21 | Muegge Gmbh | Vorrichtung zur Behandlung eines Produkts mit Mikrowellen |
| DE102017121731A1 (de) | 2017-09-19 | 2019-03-21 | Muegge Gmbh | Vorrichtung zur Behandlung eines Produkts mit Mikrowellen |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3712971A1 (de) * | 1987-04-16 | 1988-11-03 | Plasonic Oberflaechentechnik G | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines plasmas |
| DE3923390A1 (de) * | 1988-07-14 | 1990-01-25 | Canon Kk | Vorrichtung zur bildung eines grossflaechigen aufgedampften films unter verwendung von wenigstens zwei getrennt gebildeten aktivierten gasen |
| DE4037091C2 (de) * | 1990-11-22 | 1996-06-20 | Leybold Ag | Vorrichtung für die Erzeugung eines homogenen Mikrowellenfeldes |
| FR2689143B1 (fr) * | 1992-03-31 | 1994-05-13 | Commissariat A Energie Atomique | Dispositif de pulverisation cathodique utilisant un plasma engendre par des micro-ondes. |
| DE19507077C1 (de) * | 1995-01-25 | 1996-04-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Plasmareaktor |
| DE19503205C1 (de) * | 1995-02-02 | 1996-07-11 | Muegge Electronic Gmbh | Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma |
| JPH11214196A (ja) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ発生装置 |
| DE19812558B4 (de) * | 1998-03-21 | 2010-09-23 | Roth & Rau Ag | Vorrichtung zur Erzeugung linear ausgedehnter ECR-Plasmen |
-
1999
- 1999-06-04 DE DE19925493A patent/DE19925493C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-30 KR KR1020017015453A patent/KR20020013904A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-05-30 AT AT00938704T patent/ATE359597T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-30 WO PCT/EP2000/004899 patent/WO2000075955A1/de active IP Right Grant
- 2000-05-30 AU AU53984/00A patent/AU5398400A/en not_active Abandoned
- 2000-05-30 DE DE50014239T patent/DE50014239D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-30 US US09/979,928 patent/US6863773B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-30 EP EP00938704A patent/EP1183709B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-30 JP JP2001502136A patent/JP2003501244A/ja not_active Withdrawn
- 2000-05-30 CA CA002375677A patent/CA2375677A1/en not_active Abandoned
- 2000-05-30 ES ES00938704T patent/ES2283303T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020013904A (ko) | 2002-02-21 |
| EP1183709A1 (de) | 2002-03-06 |
| ATE359597T1 (de) | 2007-05-15 |
| US6863773B1 (en) | 2005-03-08 |
| DE50014239D1 (de) | 2007-05-24 |
| AU5398400A (en) | 2000-12-28 |
| JP2003501244A (ja) | 2003-01-14 |
| EP1183709B1 (de) | 2007-04-11 |
| DE19925493C1 (de) | 2001-01-18 |
| WO2000075955A1 (de) | 2000-12-14 |
| CA2375677A1 (en) | 2000-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2283303T3 (es) | Dispositivo para la produccion de microondas para el tratamiento de piezas. | |
| ES2237491T3 (es) | Tobera de plasma. | |
| ES2540576T3 (es) | Procedimiento de tratamiento de un gas y dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento | |
| ES2323751T3 (es) | Disposicion para el acoplamiento de energia de microondas en una camara de tratamiento. | |
| JP5322231B2 (ja) | 光源装置 | |
| US5834744A (en) | Tubular microwave applicator | |
| ES2750775T3 (es) | Dispositivo para la generación de un chorro de plasma atmosférico y procedimiento para el tratamiento de la superficie de una pieza de trabajo | |
| JPH0298096A (ja) | 小型バルブ無電極ランプ | |
| JP2012504853A (ja) | 連続材料のための紫外線硬化装置 | |
| JP6616118B2 (ja) | 管状絞り導波路アプリケータ | |
| JP6963956B2 (ja) | 紫外線殺菌装置および紫外線照射装置 | |
| US20090045750A1 (en) | Uv light system | |
| ITUA20164515A1 (it) | Dispositivo compatto di illuminazione per veicoli | |
| EP2203930B1 (en) | Microwave lamp with solid dielectric waveguide | |
| US8809816B2 (en) | Multipurpose device for transmitting radiation from a source to an object | |
| EP1057527A1 (en) | Photochemical reactor | |
| EP3465728B1 (en) | Compact microwave plasma applicator utilizing conjoining electric fields | |
| KR940004253A (ko) | 연료 연소 버너 | |
| JP7029641B2 (ja) | エキシマランプ | |
| ITMI20002333A1 (it) | Dispositivo dielettrico di riscaldamento | |
| JPH03208385A (ja) | マイクロ波励起ハイパワーレーザ | |
| JP6452244B2 (ja) | マイクロ波励起無電極ランプ及びそれを用いた水溶液処理システム | |
| KR102172198B1 (ko) | 마이크로웨이브 및 자외선 확산 구조를 갖는 석영관을 구비한 멸균수 제조장치 | |
| ES2618790T3 (es) | Bobina plana, dispositivo de calentamiento y procedimiento de calentamiento | |
| JPS5922680B2 (ja) | 紫外線照射装置 |