MXPA98000514A - Dispositivo calentador dielectrico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de calentamiento dieléctrico en la forma de un horno de microondas 10 que tiene una pluralidad de paredes 24-32 laterales eléctricamente interconectadas definiendo una cavidad 14 de calentamiento. Las paredes están dispuestas en pares adyacentes que se inclinan una respecto a la otra a unángulo obtuso de 108ø. Hay una fuente de poder electromagnéticamente en la forma de un magnetrón 34 para emitir radiación electromagnética en la cavidad 14, para calentamiento con microondas dieléctrico de los contenidos de la cavidad a una frecuencia que varía con el tiempo y que hace que la cavidad actúe como una cavidad de calentamiento resonante de modos.

Description

DISPOSITIVO CALENTADOR DIELÉCTRICO Está invención se refiere a un dispositivo calentador dieléctrico. Más particularmente se refiere a un dispositivo calentador dieléctrico el cual emplea calentamiento mediante horno de microondas, adecuado para calentar o cocinar alimentos y adecuado para, pero no restringido a, el uso como un horno de microondas doméstico o institucional. De acuerdo con la invención se proporciona un dispositivo calentador dieléctrico que comprende: una pluralidad de paredes laterales eléc ricamente conductoras que están interconectadas eléctricamente y dispuestas en serie para definir una cavidad calentadora, por lo menos un par de paredes laterales adyacentes estando inclinadas una respecto a la otra en una esquina que tiene un ángulo incluido seleccionado del grupo que consiste de ángulos agudos y ángulos obtusos; y por lo menos una fuente de poder electromagnética capaz de emitir radiación electromagnética adecuada para calentamiento dieléctrico y dispuesta para alimentar tal radiación a la cavidad a una frecuencia la cual varía con el tiempo y que hace que la cavidad calentadora actúe como una cavidad calentadora resonante de modos múl tiples . El ángulo seleccionado no será un ángulo recto, el ángulo incluido siendo menor que 180° pero no igual a 90°, y siendo ya sea un ángulo agudo o un ángulo obtuso. Preferiblemente,- los rebordes laterale-s adyacentes de cada pared adyacente de las paredes laterales se empalman físicamente, eléctricamente para interconectar el par de paredes laterales. En cambio, cada pared adyacente de las paredes laterales puede ser conectada eléctricamente a lo largo de sus rebordes laterales adyacentes. Naturalmente, las dimensiones "de la cavidad deben ser suficientemente grandes, teniendo en cuenta la longitud de onda de la radiación emitida mediante la fuente de poder para asegurar la operación resonante de modos múltiples en la cavidad. El dispositivo puede tener la forma de un horno definiendo la cavidad calentadora, la cavidad siendo de forma tubular en buen estado y las paredes laterales extendiendo desde un extremo de la cavidad al otro extremo de la cavidad, la cavidad teniendo un contorno en sección transversal que es poligonal y que tiene una pluralidad de lados dispuestos en unas series que se extienden periféricamente, los lados de cada pared adyacente del cual definen entre cada uno una esquina de la cavidad. La cavidad puede tener un contorno en sección transversal que tiene un número impar de lados, siendo por ejemplo aquel de un polígono regular el polígono teniendo lados de la misma longitud y el número de lados siendo seleccionado de los valores de tres, cuatro, cinco, siete, nueve y once, preferiblemente cinco o siete y más preferiblemente cinco. El polígono puede ser un pentágono regular que tiene cinco lados de igual longitud, los lados de cada par adyacente del cual están inclinados uno respecto al otro en un ángulo incluido obtuso de 108°, cada pared lateral siendo un panel que es plano y de forma plana en buenas condiciones, y de contorno rectangular. En cambio, sin embargo, por lo menos dos lados pueden tener longitudes de magnitudes diferentes. El contorno en sección transversal de la cavidad por lo tanto tendrá lados que son sustancialmente rectos y, en consecuencia, cada panel de pared lateral será sus ancialmente plano, por ejemplo de forma rectangular y todos los lados del contorno serán de igual longitud, con todos los ángulos incluidos siendo del mismo tamaño a saber los 108°. Los extremos de la cavidad pueden abrirse, tales extremos abiertos definiendo respectivamente una entrada a la cavidad y una salida desde la cavidad para permitir el calentamiento continuo de un contorno que se mueve a lo largo de la longitud a través del horno. En éste caso cada extremo de la cavidad puede proporcionarse con un surco que tiene una abertura en el mismo para recibir con un espacio libre de trabajo, un perfil que se mueve en forma de longitud a través de la cavidad, cada espacio libre siendo seleccionado para suprimir la emisión de radiación electromagnética, en el uso, desde la cavidad a través de la abertura del surco y alrededor del contorno. Cuando los extremos de la cavidad tubular se abren, definiendo con ello una entrada y una salida que está separada de la entrada, de tal manera que el horno es adecuado para el paso continuo desde la entrada a la salida de los sólidos tal como un objeto o sustancia que se va a calentar, el horno, por ejemplo, será adecuado para calentar continuamente perfiles extruídos, o similares al surco en cada extremo estando construido y o configurado para suprimir o reducir la emisión de radiación electromagnética desde la cavidad a través de tal extremo durante el uso. La cavidad puede así alargarse de tal manera que está alargada verticalmente cuando está erguida para permitir el movimiento hacia abajo de una extrusión a través de la misma. La cavidad puede proporcionarse con una pluralidad de fuentes de microondas, por lo menos algunas de las cuales son ajustables respecto a su salida de microondas, y cuyas fuentes pueden estar separadas tanto vertical como circunferencialmente una de la otra alrededor de una zona central en la cavidad destinada a recibir la extrusión en movimiento, por ejemplo hacia abajo que, durante el uso la extrusión puede pasar cuando la cavidad está erguida. Las fuentes de microondas pueden estar dispuestas en la cavidad, en tal relación separada en forma circunferencial y/o longitudinalmente, alrededor de una trayectoria central en la cavidad bajo la cual pasa el perfil, las fuentes estando dispuestas para dirigir la radiación de microondas al perfil en la trayectoria. La cavidad de microondas puede proporcionarse así mediante un horno de microondas que se extiende verticalmente que tiene una salida en su extremo inferior y un extrusor para extruir un perfil, o una entrada, en su extremo superior, según sea el caso. En cambio, el horno puede tener un par de paredes extremas que cierran los extremos opuestos de la cavidad, por lo menos una de las paredes del horno formando por lo menos parte de una puerta a la cavidad, para permitir la operación en lote en el calentamiento de por lo menos un objeto colocado en el horno. En éste caso, una de las paredes extremas puede formar un suelo para la cavidad la otra pared extrema estando separada por arriba del suelo y formando un techo para la- cavidad, el horno teniendo por lo menos cinco paredes laterales que son paneles, cada panel de la pared lateral siendo plano y de forma plana en buenas condiciones, y siendo de contorno rectangular, y la puerta cooperando con una abertura de puerta cerrable que conduce a la cavidad, la abertura de la puerta siendo de un área mayor que el área de cada panel de pared lateral. La puerta puede formar por lo menos un panel de pared lateral del horno, la puerta formando menos de dos paneles de pared lateral del horno. La puerta puede seleccionarse, por una parte, de un panel de puerta individual, engoznado en un lado de la abertura de la puerta y, por la otra, de un par de paneles de puerta dispuestos lado a lado y engoznados respectivamente en lados opuestos de la abertura de la puerta, loa puerta teniendo por lo menos un gozne y cada gozne extendiéndose en una dirección desde una pared extrema del horno hacia la otra pared extrema del mismo. Cuando los extremos de la cavidad se cierran, la longitud de la cavidad puede acortarse en longitud, sus longitudes entre sus extremos siendo menor que su ancho en sección transversal aunque, naturalmente, la longitud puede ser mayor que el ancho. En la forma usual, como se indico en lo anterior, el suelo, el techo y los paneles de pared lateral típicamente serán eléctricamente conductores y estarán interconectados eléctricamente, y el horno puede tener uno o más paneles de puerta que cierran la abertura de la puerta y que de manera similar son eléctricamente y están conectados eléctricamente a tal suelo, techo y paneles de pared lateral. En forma conveniente, el suelo es un panel de suelo plano que opcionalmente tiene una tornamesa montada sobre su superficie superior para hacer girar los contenidos del horno mientras están siendo sometidos al calentamiento por microondas, y el techo puede ser en forma similar un panel plano y puede tener una abertura de ventilación provista con una rejilla, el panel de techo puede ser paralelo al panel de suelo, los paneles de pared lateral siendo normales respecto al panel de suelo y al panel de techo . En una construcción particular, cuando el horno es un polígono regular en sección trasversal horizontal, puede tener una fuente de poder de microondas individual, tal como un magnetrón, quilstrón o similar, el horno incluyendo una guía de onda para guiar la radiación de microondas desde tal fuente a las aberturas de alimentación de microondas en los paneles de pared lateral para alimentar la radiación de microondas desde la guía de onda al interior de la cavidad. La guía de ondas puede extenderse, en la forma de una banda o collarín parcial hueco, en forma horizontal parcialmente alrededor del horno sobre las superficies externas de los paneles de pared separados, por ejemplo a la mitad entre el suelo y el techo del horno. A este respecto se apreciara que los paneles de pared lateral estarán constituidos, por los menos en parte por el panel o paneles de puerta pero, típicamente, tal panel o paneles de puerta no tendrán aberturas de alimentación de microondas a través de los mismos y la guía de onda sólo se extenderá alrededor del horno sobre los paneles de pared lateral o partes del mismo que no están constituidas por el panel o paneles de puerta, de tal manera que el panel o paneles de puerta no tendrán la guía de ondas extendiendo a través de su superficie o superficies exte rna s . Se espera que, cuando la cavidad tiene forma de pentágono regular en sección transversal horizontal, el panel o paneles de puerta típicamente formaran, en total y como se indicó e_n lo anterior más de un panel de pared lateral y menos de dos paneles de pared lateral de la cavidad. Cuando hay dos paneles de puerta para cerrar la abertura de la puerta, estarán ubicados a lo largo uno del otro, empalmados uno con el otro en los rebordes que se extienden hacia arriba del mismo típicamente siendo engoznados o movidos pivotalmente a lo largo de los rebordes que se extienden hacia arriba del mismo adyacentes a los lados opuestos de la abertura de la puerta; y cuando sólo hay un panel de puerta individual éste usualmente estará engoznado o será movido pivotalmente a lo largo de un reborde que se extiende hacia arribe del mismo, adyacente a un lado de la abertura de la puerta. Se espera que, para el uso doméstico, la cavidad se localice en más o menos alojamientos rectangulares, el alojamiento siendo proporcionado con controles convencionales, por ejemplo un panel de control, para controlar la entrada de potencia de microondas a la cavidad y con la desconexión de potencia usual para desconectar automáticamente la fuente de microondas de un suministro de potencia al mismo cuando la puerta o puertas se abren. Preferiblemente, cada fuente de microondas, como se indico en lo anterior, será capaz de surtir la radiación de microondas sobre un ancho de banda relativamente ancho de por los menos 1 MHz de ancho, preferiblemente, por lo menos 1.5 MHz. Es posible que las fuentes de microondas no sean fácilmente disponibles con tales anchos de banda grandes pero se contempla que pueden ser construidos para el propósito para hornos especiales, tales como hornos de microondas institucionales (restaurantes, hoteles, hospitales, etc.) , a menos que tales fuentes de microondas se produzcan eventualmente en masa .

El dispositivo puede ser un horno de microondas, cada fuente de poder electromagnética siendo una fuente de microondas capaz de emitir radiación de microondas a una frecuencia de 0.3 x -1 x 1010Hz por ejemplo 1 10 GHz . Más particularmente cada fuente de microondas puede ser capaz de emitir radiación de microondas a una frecuencia de 2.4 - 2.5 GHz sobre un ancho de banda que tiene un ancho de por lo menos 1 MHz preferiblemente tal frecuencia es la frecuencia comercialmen e disponible de 2.45 GHz, 2.45 GHz siendo la central de la frecuencia nominal de la fuente de microondas, la fuente de microondas siendo un magnetrón, quilstrón o similar que puede tener una construcción más o menos convencional siendo del tipo ya sea domestico o industrial según se requiera . Tales fuentes pueden ser ajustables de acuerdo a la frecuencia/ longitud de onda de la radiación de microondas producida mediante las mismas, de acuerdo a la intensidad/amplitud o potencia de la radiación de microondas producido mediante las mismas, de acuerdo a la dirección de propagación de la radiación de microondas y/o de acuerdo a la concentración o compresión de las mismas en haces más o menos discretos, etc. Por lo tanto, por ejemplo, la cavidad de microondas puede ser del tipo de onda estática sintonizada dinámicamente el tipo de modos múltiples para permitir que se generen diferentes ondas estáticas que se sobreponen, o un tipo híbrido adecuado de los anteriores. Por lo tanto la fuente o fuentes de radiación de microondas puede acoplarse a por lo menos uno de un aplicador de ondas estáticas dinámicamente sintonizado, un aplicador de modos múltiples cualquier otro aplicador de microondas adecuado. En una modalidad preferida para los propósitos de secar y/o sinterizar extrusiones cerámicas de gran diámetro, puede emplearse una cavidad de modos múltiples para generar ondas estáticas que se sobreponen. Las fuentes de calor de microondas pueden disponerse en una cavidad de microondas que se ubica por debajo de un extrusor de tal manera que la cavidad puede recibir una extrusión en la forma de un perfil extruido a medida que es extruido. Preferiblemen e, el tamaño y la forma de la cavidad se dispone para comprender el contorno en una forma de ajuste sin holgura o de cierre, es decir a fin de obstruir los extremos de la cavidad con el fin de reducir la emisión no deseada de microondas desde el mismo durante el uso del perfil bloqueando u ocultando los extremos de la cavidad, que, como se indico en lo anterior, puede proporcionarse con los surcos. Para calentar los perfiles extruidos de sección transversal largo, se ha encontrado que son adecuadas las cavidades de microondas del tipo de modos múltiples. Como se indicó en lo anterior, puede haber una pluralidad de fuentes de radiación de microondas, y por lo menos algunas de tales fuentes pueden ser ajustables, por ejemplo para encender la salida ( amp 1 i tud/ int ens idad ) y/o la longitud de onda/ f recuenc ia . La fuente de poder de microondas puede, como se indico en lo anterior, tener una frecuencia central o nominal de aproximadamente 2,45 GHz y un anchó de banda capaz de producir por lo menos dos distribuciones diferentes de intensidad electromagnética, y preferiblemente tantas como sea posible, para la geometría en sección transversal seleccionada. Por ejemplo, para una sección transversal en la forma de un polígono con ángulos incluidos de 108° y lados sucesivos de en una dirección circunferencial de longitud de 290 mm, 208 mm, 260 mm, 260 mm y 208 mm (o una cavidad pentagonal regular que tiene lados de igual longitud en la escala de 200-300 mm) la cavidad teniendo una longitud extremo a extremo de 700-800 mm, por ejemplo 730 mm , típicamente requiere, para cada fuente de poder un ancho de banda de por lo menos 1 MHz a una frecuencia nominal de aproximadamente 2,45 GHz. Un ancho de banda de por lo menos 4 MHz se prefiere para la operación efectiva a estas o similares dimensiones y frecuencias nomínales. La fuente de poder de microondas puede construirse para generar microondas a una frecuencia que varía, por ejemplo automáticamente, en una forma deseada con el tiempo. Por ejemplo, la frecuencia puede variar sobre el ancho de banda a un régimen que depende de la frecuencia de la potencia suministrada a la fuente de poder electromagnética, por ejemplo a una velocidad de 50 Hz . La fuente de poder de microondas puede estar dispuesta de tal manera que su frecuencia varíe automáticamente sobre el ancho de banda a tal velocidad. En cambio, el dispositivo puede incluir medios de control a los cuales la fuente de poder de microondas se acopla y responde, los medios de control siendo operables para variar la frecuencia de la fuente de poder de microondas sobre tal ancho de banda a tal velocidad. El dispositivo calentador dieléctrico puede incluir medios de guía para guiar la radiación electromagnética emitida mediante la fuente de poder, los medios de guía teniendo una entrada para recibir la radiación electromagnética desde la fuente de poder electromagnética y una salida para alimentar la radiación electromagnética a la cavidad calentadora; y el dispositivo puede incluir medios de desplazamiento para desplazar la salida relativa a la cavidad calentadora. En cambio o además el dispositivo puede incluir una antena giratoria colocada en la salida. Cuando la fuente de poder es una fuente de microondas cada medio de guía puede ser una guía de ondas de microondas, que puede ser de una construcción más o menos convencional. Los medios de desplazamiento pueden estar dispuestos para alterar la altitud de la salida de tal manera que la dirección en la cual se emite la radiación electromagnética desde los mismo y se alimenta de la cavidad varían. Preferiblemente, está actitud varía haciendo girar la salida cíclicamente alrededor de un eje que se extiende en la dirección de la longitud a lo largo de la cavidad a una velocidad de por lo menos 1 revolución/segundo, dependiendo de la naturaleza y la posición de lo que está siendo calentado en la cavidad; y la salida puede colocarse en una posición fija mientras esta altitud se altera. En su lugar, los medios de desplazamiento pueden estar dispuestos para desplazar la salida de tal manera que la posición de la alimentación de la radiación electromagnética en la cavidad varía. De a cuerdo, los medios- de desplazamiento pueden incluir un riel, por ejemplo un riel sin fin, a lo largo del cual corren los medios de -guía con lo cual para variar tal posición de alimentación de la radiación electromagnética, preferiblemente a una velocidad de por lo menos 1 se traslapan a lo largo del riel/segundo. En su lugar, el dispositivo calentador puede tener una antena asociada operati amente con la salida de los medios de guía, la antena estando dispuesta para girar alrededor de un eje que se extiende en la dirección de la longitud a lo largo de la cavidad y estando dispuesta para emitir microondas en una dirección inclinada a un ángulo respecto a su eje de rotación. El dispositivo calentador puede tener por lo menos un medio de guía adicional, que está fijo, cada medio de guía fijo teniendo una salida que se fija o estacionario respecto a las paredes laterales del horno, de tal manera que tanto en la dirección como en la posición de alimentación de la radiación electromagnética emitida desde el mismo permanece sin cambio durante el calentamiento. En una modalidad particular, los medios de guía pueden estar dispuestos de tal manera que su salida alimenta transversalmente a la cavidad. En cambio o además los medios de guía pueden estar dispuestos para alimentar longitudinalmente- a, la cavidad, la dirección longitudinal de la cavidad siendo desde un extremo de la cavidad al otro. En la modalidad que incluye por lo menos un medio de" guía adicional que se fija, un generador de microondas dedicado puede acoplarse a cada medio de guía. En su lugar, una salida de un generador de microondas individual puede alimentarse a cada medio de guí a . Preferiblemente, la fuente de poder está dispuesta por lo tanto para alimentar la radiación de microondas a la cavidad en una forma tal que impulse a la cavidad a actuar como una cavidad resonante de modo múltiple.

El horno puede incluir medios de polarización negativa de la grilla para cambiar, por ejemplo continuamente, la distribución del campo resonante en la cavidad, por ejemplo una antena movible que durante el uso proyecta las microondas a la cavidad . La invención hace posible un método de calentamiento dieléctrico, usando un dispositivo de calentamiento dieléctrico tal como se describe en lo anterior, el método comprendiendo generar radiación elec romagnética por medio de cada fuente de poder y alimentar radiación a la cavidad de calentamiento, el método incluyendo a emitir, desde cada fuente de poder, radiación cuya frecuencia varia. El método puede incluir variar la dirección de alimentación de la radiación a la cavidad. El método puede incluir alterar la actitud de la salida para variar la inclinación de tal dirección de alimentación de radiación electromagnética a la cavidad. Adicionalmente o en cambio, el método puede incluir desplazar la salida con lo cual varia la posición de alimentación de la radiación electromagnética a la cavidad. La invención se describirá ahora por medio de un ejemplo ilustrativo no limitativo específico.

EJEMPLO Una cavidad de microondas específica de acuerdo con la invención, cuando en una posición erguida, es de una sección transversal horizontal pentagonal regular, teniendo cinco paneles de pared que se extienden verticalmente, a cada uno de los cuales se proporciona una fila que se extiende verticalmente de aberturas verticalmente separadas, cada abertura siendo proporcionada para recibir una fuente de microondas en la forma de un ensamble de magnet rón/guía de ondas/ventilador. La cavidad tiene veinte de tales ensambles ubicados en aberturas selectas en los paneles de pared de la cavidad. Hay sustancialmente más de veinte de tales aberturas, de modo que, al seleccionar las aberturas adecuadas para recibir los ensambles, los ensambles pueden instalarse en tales paneles de pared en una disposición separada verticalmente y/o circunferencialmente, la disposición a su vez siendo seleccionada para permitir que los ensambles calienten un perfil extruido que desciende a través de la cavidad de tal modo que es calentado a un régimen deseado y tiene un perfil de temperatura deseado a los largo de su longitud.

La cavidad está alargada verticalmente y se aloja en un alojamiento pentagonal coincidente, radialmente separado de la cavidad, hecho de un bastidor puertas fijadas al mismo, que pueden abrirse para tener un acceso fácil a los paneles de pared de la cavidad. Estas puertas están unidas mediante correa a tierra y proporcionan una caja de Faraday efectiva. La parte superior y la parte inferior de la cavidad están abiertas. . Durante el uso, cuando se extruye un perfil hacia abajo a lo largo del interior de la cavidad, el espacio entre el perfil extruido y las superficies internas de los paneles de pared de la cavidad contienen aislamiento térmico. Se proporciona una fuente de aire refrigerado, junto con un ventilador dispuestos para alimentar una corriente forzada de aire refrigerado hacia arriba al espacio entre la cavidad y el alojamiento, que forma un pleno de aire y el ventilador de cada ensamble de magnetrón tiene una entrada que se comunica con éste pleno. Las porciones más inferiores de los paneles de pared en la cavidad son enfriados con agua por medio de una camisa enfriadora o tubos de agua (bobinas enfriadoras) . La cavidad tiene una altura de aproximadamente 5 m, y su parte superior tiene un ventilador de extracción de humo para remover el aire desde el pleno. Se toman medidas para el flujo controlado de gas de una temperatura y humedad controladas en el espacio entre la extrusión y los paneles de pared de la cavidad . Se proporcionan dos detectores ópticos en la cavidad, para medir la temperatura de un contorno extruido en la cavidad; y se proporcionan tres - termopares separados en el "aislamiento de uno o más paneles de pared de la cavidad para monitorear el perfil de temperatura del perfil extruido en la cavidad. Cada ensamble de magnetrón tiene un interruptor de desconectado de sobre temperatura, siendo instalados interruptores similares en tal pleno de aire y/o sobre los paneles de pared de la cavidad. Se proporcionan ensambles de diodo amplificados en el pleno para monitorear la radiación de microondas continuamente. Se proporcionan ensambles de diodo similares en los puntos seleccionados externos a la instalación para monitorear la radiación de microondas. La invención se describirá ahora, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos diagramát icos anexos en los cuales: las Figuras 1-4 muestran varias vistas tridimensionales de un horno de microondas para cocinar doméstico de acuerdo con la presente invención; las Figuras 5-6 muestran vistas planas esquemáticas de la disposición de la puerta del horno de las Figuras 1-4; las Figuras 7-8 muestran vistas planas esquemáticas de una variación de la disposición de la puerta del horno de las Figuras .1.-6 ; las Figuras 9-10 muestran una vista plana esquemáticas de una variación adicional de la disposición de la puerta del horno de las Figuras 1 -6; la Figura 11 muestra una vista tridimensional de otro dispositivo calentador de microondas que modaliza la invención; la Figura 12 muestra vista plana en sección transversal del dispositivo de la Figura 11 con una puerta lateral en una condición abierta; la Figura 13 muestra vista plana en sección transversal de una cavidad pentagonal del dispositivo de la Figura 11 mostrando sus entradas de ventilación; la Figura 14 muestra un diagrama de circuito esquemático de una disposición de cableado eléctrico del dispositivo de la Figura 11; la Figura 15 muestra una representación gráfica en el dominio de la frecuencia de un espectro de promedio de tiempo de un magnetrón usado en el horno de las Figuras 1-10 y en el dispositivo de las Figuras 11-14. las Figuras 16-20 muestran representaciones esquemáticas, de modos eléctricos de microonda generados por computadora generados en una cavidad que tiene un contorno de triángulo isósceles; las Figuras 21-25 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno cuadrado de la técnica anterior; las Figuras 26-40 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas de los cuales se espera se generen en la cavidad del horno de las figuras 1-14; las Figuras 41-45 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno hexagonal regular; las Figuras 46-50 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno heptagonal regular; las Figuras 51-55 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno octagonal regular; las Figuras 56-60 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno nonagonal regular; las Figuras 61-65 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad que tiene un contorno decagonal regular; las Figuras 66-70 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad (undecagonal ) que tiene un contorno de 11 lados iguales; las Figuras 71-75 muestran representaciones esquemáticas de los modos eléctricos de microondas generados en una cavidad ( dodecagonal ) que tiene un contorno de 12 lados iguales; la Figura 76 muestra una vista plana en sección transversal diagramática de un dispositivo calentador dieléctrico de acuerdo con la invención; y la Figura 77 muestra una elevación lateral en sección diagramática de la parte superior del dispositivo calentador dieléctrico de la Figura 76 en la dirección de LXXVII en la Figura 76. En las Figuras 1-4 de los dibujos un horno de microondas de acuerdo con la presente invención se designa generalmente mediante el número 10 de referencia. En la Figura 1 el horno 10 se muestra cerrado, en las Figuras 2 y 3 se muestra abierto, y en la Figura 4 se muestra abierto y con su alojamiento externo removido para facilidad de ilustración. El horno 10 comprende un alojamiento 12 que, salvo por el panel de puerta (que se describe más adelante) del horno, es rectangular en la vista plana y, dentro del alojamiento, una cavidad 14 calentadora (véase la figura 4 en particular) . El horno tiene un panel 16 de puerta. La cavidad 14 es de sección transversal horizontal rectangular - pentagonal, siendo pentagonal regular en el contorno de la vista plana. La cavidad 14 tiene un panel 18 de techo pentagonal plano, proporcionado con una abertura de ventilación que tiene una rejilla en 20. Un panel 22 de suelo pentagonal plano está separado por debajo del panel 18 de techo, en registro con el mismo. La cavidad tiene cinco paneles de pared rectangular planos designados respectivamente a 24, 26, 28,30 y 32 (véase también las Figuras 5-6 en las cuales se usan los mismos números de referencia para designar las mismas partes que en las Figuras 1-4 a menos que se especifique de otra* manera) . El horno 10 se proporciona con una fuente de poder que comprende un magnetrón individual 34 eléctricamente impulsado, y con una guia de onda 36 para guiar la radiación de microondas desde el magnetrón 34 a cuatro aberturas 38 de alimentación de microondas (una de las cuales es visible en las Figuras 2 y 4) , cada una colocada centralmente respectivamente en los paneles 24-30 de pared, en la forma de una muesca que se extiende verticalmente que coloca el interior de la cavidad en comunicación de microondas con el interior de la guía de honda 36. La guía de onda 36 tiene la forma de una banda o collarín parcial hueco que define un pasaje, extendiéndose parcialmente alrededor de la cavidad 14, como se explica con más detalle más adelante.

Las muescas 38 y las guía de onda 36 están a la mitad entre el panel 22 de suelo y el panel 18 de techo. El magnetrón se ubica adyacente, y alimenta hacia, un extremo de la guía de ondas 36 adyacente al panel 30 de pared, el extremo opuesto de la guía de ondas 36 estando adyacente al panel 28 de pared. El horno 10 tiene el panel 40 de control usual proporcionado con los controles en la forma de interruptores 42, para controlar la entrada de potencia de microondas a la cavidad 14. Además, tiene la desconexión de potencia usual en la forma de los interruptores en 44 formando parte de los pestillos para el panel 16 de puerta adyacente al panel 40 de control el panel 40 de control estando ubicado a lo largo del panel 16 de puerta y el panel 16 de puerta siendo engoznados sobre un gozne que se extiende hacia arriba en 46 (véanse Figuras 5 y 6) a lo largo de su reborde lejano desde los interruptores 40 de desconexión y el panel 40 de control. El horno 10 comprende un tornamesa 48 montado girablemente sobre la superficie superior del panel 22 de suelo e impulsado mediante un motor eléctrico (no mostrado) bajo el panel 22 del suelo, a la velocidad usual. Además, en la forma usual el panel 18 de techo, el panel 22 de suelo y los paneles 24-32 de pared se interconectan eléctricamente y son de construcción de metal, el panel 32 formando parte del panel 16 de puerta teniendo perforaciones pequeñas para permitir que los contenidos de la cavidad 14 sean observados por * medio de una luz interior (no mostrada) en la cavidad 14, las perforaciones siendo seleccionadas para ser suficientemente pequeñas para evitar que las microondas desde el magnetrón 34 pasen a través del mismo. El magnetrón 34 tiene una frecuencia de salida nominal de 2.45 GHz y un ancho de banda 4-6.5 MHz. El panel 30 de pared lateral tiene una rejilla de ventilación en 50. Un aspecto particular de la invención es qué los paneles^ 24 y 26 de pared y las porciones mayores de los paneles 28 y 30 de pared, se proporcionan mediante una parte estacionaria de la cavidad 14, como son el panel 22 de suelo y una parte mayor del panel 18 del techo. Las porciones menores restantes de los paneles 28 y 30 de pared y del panel 18 de techo se proporcionan mediante el panel 16 de puerta, tal como la totalidad del panel 32 de pared. El panel 16 de puerta cierra una abertura 52 de la puerta cuya altura es igual a la separación entre el panel 22 de suelo y el panel 18 de techo, y cuyo ancho se muestra en W en las Figuras 5 y 6. En particular, ha de notarse que el ancho W de la abertura de la puerta sustancialmente es mayor que el ancho P de los paneles 24-32 de pared. Esto permite que se inserten platones circulares, platos o recipientes (no mostrados) de radio R a través de la abertura 52 de la puerta y sean removidos del interior de la cavidad 14, sin inclinar tales platos,- recipientes o charolas. Este radio R es igual a /2, que es mayor que P/2, P/2 siendo el radio de un recipiente, charola de plato que puede insertarse sin la inclinación de los mismos, a una abertura de la puerta de ancho P, igual al ancho del panel 24-32 de pared lateral. En las Figuras 7 y 8 se usan los mismos números de referencia para designar las mismas partes que en las Figuras 5-6 a menos que se especifique de otra manera. La diferencia principal entre la construcción del horno 10 de las figuras 1 -6 y aquel de las Figuras 7 y 8, se refiere al panel 16 de puerta. Mientras que en las Figuras 1-6 se muestra un panel 16 de puerta unitario individual engoznado en 46, en las Figuras 7 y 8 se muestra el panel de puerta dividido en dos porciones cada una designada como 16, y cada una engoznada mediante un gozne respectivo en 46, sobre lados opuestos de la abertura 52 de la puerta (la abertura 52 de la puerta de las Figuras 7 y 8 siendo, a parte del panel 16 de la puerta que cierra del mismo tamaño y similar a aquella mostrada en las Figuras 2-4) . . Se apreciara que las Figuras 6 y 8 muestran los paneles 16 de puerta respectivos cerrados. En la Figura 6 y 8 de los paneles 28, 30 de pared se proporcionan respectivamente sobre las porciones 16 de panel de la puerta y cada porción 16 de panel de puerta proporciona la mitad del panel 32 de pared, las porciones 16 de panel de la puerta, cuando está cerrada, empalmándose una con la otra en su reborde 54 adyacentes. La construcción de las Figuras 9 y 10, con respecto a la puerta 16, es similar a aquella de las Figuras 5 y 6, en cuanto a que hay un panel 16 de puerta unitaria individual. Sin embargo, la parte fija de la cavidad 14 proporciona (en lugar de la totalidad de cada panel 24 y 26 de pared y la mayor parte de cada panel 28 y 30 de pared) , la totalidad de cada panel 24, 26 y 28 y la mitad del panel 30 de pared. El panel 16 de puerta a su vez en esta construcción, proporciona el panel 32 de pared y la otra mitad del panel 30 de pared. En cada caso, como se observa mejor en las Figuras 5-10 el panel 22 de suelo y el tornamesa 48 sobresalen y se proyectan desde la abertura 52 de la puerta (véase las Figuras 2-4), fuera del alojamiento 12. Las partes que se proyectan hacia afuera del panel 22 de suelo y el tornamesa 48 están comprendidas mediante el panel de puerta y las porciones 16 del panel de puerta y a éste respecto se apreciara que la parte fija de la cavidad, al tiempo que proporciona la totalidad del panel 22 de suelo, solo proporciona una parte mayor del panel 18 de techo, la parte menor restante del panel 18 de techo siendo proporcionada mediante el panel 16 de puerta (las Figuras 5-6 y 9-10) o mediante las porciones 16 del panel de puerta (Figuras 7-8) . Además, se apreciará que las porciones 16 del panel de puerta en las Figuras 7 y 8 tiene interruptores de desconexión (no mostradas) con una función similar a aquellas mostrados en 44 en las Figuras 2-4, mientras que el panel 16 de puerta de las Figuras 9 y 10 tendrá los interruptores 44 sustancialmente iguales a aquellos de las Figuras 1-4.

Con referencia a las Figuras 11-13 de los dibujos, el numero 100 de referencia generalmente indica un dispositivo calentador de microondas que modaliza un dispositivo calentador dieléctrico de acuerdo con la invención. El dispositivo 100 comprende un horno 102 que define una cavidad 104 calentadora (véase las Figuras 12 y 13) , y cuatro fuentes de potencia electromagnética en la forma de magnetrones 106 que son capaces de emitir radiación electromagnética ' adecuada para el ca-lent amiento" dieléctrico . La cavidad 104 es de forma tubular y el horno 102 tiene cinco paredes laterales 108 (véase la Figura 12) que se interconecta física y eléctricamente en serie en las esquinas 110 de la cavidad 104, y se extienden desde un extremo de la cavidad 104 a otro extremo opuesto de la cavidad 104. Las paredes laterales adyacentes pueden en cambio estar separadas una de la otra mediante los espacios que son las fracciones apropiadas de longitud de onda para evitar el egreso de radiación electromagnética desde la cavidad, las paredes laterales adyacentes estando eléctricamente interconectadas por ejemplo mediante cinta eléctricamente .conductora, por medio de una placa de montaje común, o similar. Como se observa claramente en la Figura 12, la cavidad 104 tiene un contorno en sección transversal que es poligonal, en particular pentagonal regular, y tiene cinco lados rectos 112 dispuestos en una serie que se extiende periféricamente. Los lados 112 de cada par adyacente se intersectan unos con otros en una de las esquinas 110 y típicamente tienen una longitud de aproximadamente 0.260 m. En el dispositivo ilustrado en las Figuras 11- 13, hay un ángulo obtuso incluido entre cada par de lados adyacentes de aproximadamente 108 grados ya que la cavidad 104 es un pentágono regular. El horno 102 tiene cuatro pies 114 sobre los cuales descansa y tiene forma cuadrada cuando se ven en el plano, y tiene forma rectangular cuando se ve en elevación frontal, posterior y lateral. El horno 102 tiene cuatro puertas laterales 116 que están engoznadas a un bastidor 118 mediante los goznes 120. Las puertas laterales 116 permiten el acceso al interior del horno 102. Una puerta 122 de la cavidad superior (véase la Figura 11) está engoznada al bastidor 118 mediante un mecanismo gozne (no mostrado) , que está dispuesto de tal manera que la puerta 122 pueda ser girada pivotalmente en una condición sobre el centro en el cual descansa cuando está abierta. Un plinto 124 se une a una porción superior del bastidor 118 y los cuatro pies 114 se unen al mismo . Las paredes laterales 108 de la cavidad 104 son sustancialmente rectas y planas y cada una está formada de una lamina rectangular de metal, típicamente aluminio. Aunque el contorno ilustrado de la cavidad 104 es de forma pentagonal, con todos los lados 112 del contorno de igual longitud, en las variaciones del horno 102 por lo menos dos lados 112 pueden en principio tener longitudes de magnitudes diferentes . En el dispositivo ilustrado en las Figuras 11-13, los extremos opuestos de la cavidad 104 tubular tienen un par de paredes extremas que cierran los extremos opuestos de tal manera que el horno 102 es adecuado para la operación en lote por ejemplo para secar y/o sinterizar soportes de membrana de filtración cerámicos o similares. El par de paredes extremas se define mediante un suelo 126 en un extremo inferior de la cavidad 104 tubular y la puerta 122 de cavidad en su extremo superior. En otras modalidades de la invención, los extremos opuestos de la cavidad 104 están abiertos y definen una entrada y una salida que está separada de la entrada. El horno 102 en tales otras modalidades es adecuado por lo tanto para el paso continuo desde la entrada a la salida de un objeto o sustancia que va a ser calentada. De a cuerdo, el horno puede ser, por ejemplo, adecuado para calentar continuamente perfiles extruidos, o similares. El suelo 126 (véase particularmente -la Figura 13) típicamente está en la forma de una placa de aluminio que está unida a las paredes 108 laterales por medio de una trenza de acero inoxidable tejida (no mostrada) . Se proporcionan entradas 128 enfriadoras foraminias en el suelo 126. El aire frío a aproximadamente 20-22°C, y a una velocidad de flujo de hasta al rededor de 10m3/min, está en alimentación de uso en la cavidad 104 a través de las entradas 128 para enfriar los magnetrones 106. Un ventilador 170 de extracción (mostrado esquemáticamente en la Figura 14) está en comunicación de flujo con una región superior de la cavidad 104 para extraer aire desde la misma. El ventilador 170 de extracción típicamente extrae vapor de agua y gases quemados desde la cavidad 104.

El aire frío se deriva de una unidad 168 acondicionadora de aire convencional (véase Figura 14) a través de un conducto flexible. Con el fin de reducir el volumen efectivo de la cavidad 104, puede proporcionarse un inserto de base de aluminio pentagonal (no mostrado) . El inserto tiene dimensiones adecuadas de tal manera que puede ser recibido en ajuste sin holgura dentro de la cavidad 104. Se proporcionan diez formaciones de montaje (generalmente indicadas en la- Figura 13 mediante las flechas 107) sobre las paredes laterales 108. Las formaciones de montaje 107 están dispuestas en dos filas concéntricas con cinco formaciones de montaje 107. En consecuencia, se ubican dos formaciones de montaje 107 sobre cada pared lateral 108 en una configuración alineada verticalmente pero separada . El dispositivo 102 incluye cuatro magnetrones 106 montados sobre cuatro de las formaciones de montaje 107. Se apreciara sin embargo que la fuente de poder electromagnética puede en su lugar ser klinstrones o similares. Típicamente, los magnetrones son aquellos comúnmente disponibles en el mercado que genera microondas a una frecuencia nominal de aproximadamente 2.45 GHz y típicamente tiene un ancho de banda de alrededor de 2-15 MHz. Cada magnetrón 106 tiene una potencia nominal que varia de 1400 W a 2.45 GHz. El espectro de frecuencia de los magnetrones se describirá más adelante. Los magnetrones 106 se montan sobre las formaciones de montaje 107 por medio de guías de onda convencionales (no mostradas) . Cada magnetrón 106 está conectado a un controlador 156 de magnetrón que, a su vez se conecta a una computadora personal (PC) 130 (véase Figura 14) . Con el fin de mejorar la dispersión de ondas dentro de la cavidad 104, los reflectores 132 ajustables fijos (solo uno de los cuales se muestra en la Figura 13) están unidos mediante pernos de las paredes laterales 108 de la cavidad 104. Con referencia a la Figura 14 de los dibujos el número 150 de referencia generalmente indica una disposición de cableado eléctrico del dispositivo 100 del calentamiento dieléctrico. El dispositivo 100 incluye la PC 130, típicamente una PC-AT compatible con IBM, con las tarjetas 152, 154 respectivamente de frecuencia de radio (RF) y de temperatura. El dispositivo 100 incluye además el controlador 156 de magnetrón que se conecta a y responde a la PC 130 a través de la línea 158 de control compuesta. La tarjeta 152 de RF se acopla a varios detectores de RF o sondas que se ubican en el horno 102 para detectar las fugas de RF desde la cavidad 104. En la modalidad ilustrada en los dibujos, se colocan cuatro detectores bajo la puerta 122 de la cavidad y además se localizan tres detectores dentro de un espacio de la cavidad de cabina definido por cuatro puertas 116 laterales. La PC 130 que se conecta a la tarjeta 152 de RF a través de las líneas 160, tiene un software apropiado que monitorea la fuga de RF detectado mediante el detector de RF . Cuando el detector detecta la fuga de RF excediéndola un límite predeterminado, o en el caso de que un detector de RF falle, el software en la PC 130 está dispuesto automáticamente para desconectar la operación del dispositivo 100 de calentamiento. La tarjeta 154 de temperatura se acopla a un detector de temperatura (no mostrado) , que se ubica en la trayectoria de flujo de aire frío dentro del horno 102 para detectar cuando una temperatura de aire excede una temperatura máxima predeterminada. Además los detectores de temperatura (no mostrados) s e unen a cada uno de los cuatro magnetrones 106 y a las paredes laterales 108 de la cavidad 104. Al igual que en el caso de la tarjeta 152 de RF la PC 130 se conecta a la tarjeta 154 de temperatura a través de las líneas 160 y la PC 130 tiene software apropiado para monitorear la temperatura detectada mediante cada detector de temperatura. En consecuencia, si la temperatura excede una temperatura máxima predeterminada, la PC 130 puede desconectar automáticamente el dispositivo 100 de calentamiento y generar una señal de alarma para informar al operador acerca de la condición prevaleciente. Las £arjetas 152, 154 de RF y de temperatura típicamente se conectan a la PC a través de un enlace RS232 ó RS422. El dispositivo 100 puede incluir además medios detectores en la forma de interruptores 214, 216 (véase la Figura 14) para detectar cuando la puerta 122 de la cavidad está en una condición de abertura. Los interruptores de 214, 216 se acoplan a la PC 130 que, a su vez, está programada y configurada para desactivar cada magnetrón 106 en respuesta a una señal desde los interruptores 214, 216.

El horno 102 puede ser operado ya sea bajo control completo de la PC .130 o bajo control manual por parte de un operador a través de la PC 130. La PC 130 está dispuesta de tal manera que se guardan los registros de todas las operaciones. En consecuencia, las temperaturas detectadas mediante los detectores de temperatura y la radiación de RF detectada mediante los detectores de RF se almacenan en la PC 130 para consideración futura. La PC 130 tiene software adecuado para controlar la operación de cada magnetrón 106 a través del controlador 156 de magnetrón. El control del controlador 1565 del magnetrón se efectúa mediante la línea 158 de control compuesta que típicamente está en la forma de un enlace RS232. La PC 130 está dispuesta para controlar la potencia radiada emitida desde cada magnetrón 106 en incrementos de 1% y la forma de onda que se alimenta al suministro de potencia del magnetrón es sinusoidal. Los diversos componentes eléctricos del dispositivo 100 de calentamiento se conectan a una fuente de poder de tres fases a través del conector 164. Una línea 166 neutral desde la fuente de poder se conecta a la PC 130, las tarjetas 152, 154 de RF y de temperatura respectivamente, la unidad 168 acondicionadora de aire y el ventilador 170 de extracción. La línea 166 neutral también se conecta a una lampara 172 de indicador a través de la línea 174 y a los accionadores 176, 180, 184 electromagnéticos a través de las líneas 178, 182 y 186 respectivamente. Una primera línea de suministro positivo del suministro de poder de tres fases se conecta al controlador 156 de magnetrón, la PC 130, la tarjeta 152 de RF la, tarjeta 154 de temperatura y a las terminales de un interruptor 190 a través de una primera línea 188 de suministro positivo. La primera línea de suministro positiva también se conecta a los botones 194, 196 de inicio y paro respectivamente a través de la línea 192. El botón de inicio 194 se conecta al accionador 176 electromagnético y a la lampara 172 de indicador a través de la línea 198 y, después de presionar el botón de inicio 194, la potencia es suministrada al accionador 176 electromagnético, que, a su vez, cierra el interruptor 190 con lo cual se brinda potencia a la unidad 168 acondicionadora de aire y al ventilador 170 de extracción. Una segunda línea de suministro positiva desde el suministro principal de tres fases se al'imenta a través de la línea 200 a los interruptores 202. Los interruptores 202 se conectan a las terminales de potencia de filamento de cada magnetrón 106 a través de la línea 206. Una tercera línea de suministro positiva se alimenta a través de la línea 206 a los interruptores 208. Los interruptores 208 se conectan a las terminales de potencia de alta tensión de cada magnetrón 106 a través de la línea 210. Los interruptores 202 y 208 se accionan selectivamente mediante el accionador 184 electromagnético entre sus condiciones abierta y cerrada. La potencia al accionador 184 electromagnético se alimenta a través de dos series de interruptores conectados 214, 216 que están dispuestos para interrumpir la potencia al accionador 184 con lo cual se abren los interruptores 208 y se desconecta la potencia suministrada a cada - magnetrón 106. Están ubicados fusibles 212 apropiados en varios puntos en el circuito. Durante el uso, la potencia es encendida en un aislador 218 externo y la potencia es alimentada después, a través de las líneas 188, 200 y 206 a los diversos componentes. El botón de inicio 194 deja de ser presionado después si la potencia es alimentada a través de la ' línea 198 al accionador 184 electromagnético que es energizado después con lo cual se cierran los interruptores 220. Cuando los interruptores 214, 216 se cierran, se aplica potencia a cada magnetrón 106. Después del accionamiento del accionador 176 electromagnético, se cierran los contactos de los interruptores 190 y la unidad 168 acondicionadora de aire y el ventilador 170 de extracción se encienden. Simultáneamente, la PC 130 reinicia desde su dispositivo de accionamiento duro y genera un menú de selección de programa para operar selectivamente el horno 102. Con el fin de ubicar el objeto o sustancia que va a ser calentada en la cavidad 104, la puerta 122 de la cavidad (con lo cual los interruptores 214, 216 se abren con lo que se desconecta cada magnetrón 106 del suministro de potencia de tres fases) y la puerta 122 de la cavidad se inclina a una condición de descanso sobre el centro en donde puede permanecer durante las operaciones de carga. La PC 130 también está dispuesta para monitorear la condición de la puerta 122 de la cavidad y está programada para evitar la operación del horno 102 cuando la puerta está abierta. Si es necesario, el objeto o la sustancia que va a calentarse puede colocarse en un contenedor aislado (no mostrado) dentro de la cavidad 104 por ejemplo, si van a alcanzarse temperaturas de sinterizado, puede usarse una sábana de Fibrefrax o similar, o una camisa de alúmina de burbujas. Una vez que el objeto o sustancia que va a calentarse se coloca dentro de la cavidad 104 la puerta 122 de la cavidad se cierra. Cuando la puerta 122 de la cavidad está en una condición cerrada, los .interruptores 214, 216 se cierran con lo cual se permite aplicar potencia a cada magnetrón 106. El programa de control que se carga en la PC 130 es impulsado mediante menú y solicita cierta información para ser alimentada a la PC 130 a través del teclado. Por ejemplo, un archivo de especificación de calentamiento existente puede seleccionarse el cual contiene parámetros de calentamiento preseleccionado específicamente adecuados para el objeto o la sustancia que va a calentarse. En cambio puede cargarse una especificación de calentamiento nueva en la PC 130 y puede seleccionarse el control de potencia automático o manual de los magnetrones 106. Una vez que el programa de control ha obtenido los datos requeridos para la operación, se inicia el proceso de calentamiento. Durante el proceso de calentamiento los detectores de temperatura y los detectores de RF recogen datos que se registran mediante la PC 130 con el fin de proporcionar un registro completo del proceso de calentamiento. Además, también se registran los datos acerca de la potencia electromagnética proporcionada mediante los magnetrones 106. Esta disposición permite que datos sean analizados mediante, por ejemplo, representaciones gráficas generadas por la PC 130 con lo cual se revisa el proceso de calentamiento. Además, - los perfiles de calentamiento prese leccionados pueden seleccionarse mediante la PC 130 para repetir el mismo perfil de calentamiento en un lote adicional del objeto o sustancia que va a calentarse. La PC 130 puede acoplarse a una impresora con él fin de obtener un registro impreso de los datos registrados durante el proceso de calentamiento. En ciertas circunstancias, el dispositivo 100 de calentamiento incluye un suministro de potencia en ininterrumpida (UPS) para impulsar el dispositivo 100 de calentamiento en el caso de una falla de potencia. Típicamente, se incluye en el dispositivo 100 una UPS de 60 a 380 voltios . Con referencia a la Figura 15 de los dibujos, el número 250 de referencia generalmente indica un espectro de promedio de tiempo medido en la cavidad 104 producido por los cuatro magnetrones 106 usados en el dispositivo 100 de las Figuras 11-13. Una frecuencia central de 2.45 MHz, como se indica mediante la flecha 252 se fija sobre el aparato medidor y cada bloque a lo largo del eje X 254 representa un intervalo de frecuencia de 10 MHz. El magnetrón 106 genera microondas a una frecuencia que varia sobre el ancho de banda a un régimen de aproximadamente 50 Hz . El ancho de banda de cada magnetrón 106 es suficientemente ancho para promover la generación intermitente de un número suficiente de modos eléctricos de microondas dentro de la cavidad 104. En un prototipo del dispositivo que ha sido construido, se encontró que un magnetrón 106 convencional, tal como se usa en un horno de microondas convencional, tiene un ancho de banda suficiente para excitar un número deseado de modos eléctricos de microondas en la cavidad 104 pentagonal .

Con referencia a las Figuras 16-20 de los dibujos, se muestran varias distribuciones de campo eléctrico de microondas para una cavidad que tiene un contorno que es de forma triangular. En esta modalidad de la invención se monta un magnetrón sobre cada una de tres paredes laterales de la cavidad. Durante el uso, la potencia es suministrada a cada uno de los tres magnetrones. Las frecuencias de salida de cada magnetrón varían con el transcurso del tiempo, con lo cual se excitan* en sucesión los diversos modos eléctricos de microondas permisibles para la cavidad triangular. Con referencia todavía a las Figuras 16-20 de los dibujos, se muestran varias distribuciones de campo eléctrico de microondas permisibles teóricamente para la cavidad de sección transversal de triángulo isósceles. La excitación de cada modo depende de una frecuencia de salida instantánea de cada magnetrón. Como se muestra en las Figuras 16-20, el número y la posición de los máximos localizados varia a medida que la frecuencia de salida de cada magnetrón varia con el tiempo. En consecuencia, la intensidad del campo de microondas, y por lo tanto la capacidad de calentamiento dieléctrico, en cada punto dentro de la cavidad triangular varia en respuesta a un cambio en la frecuencia de salida de cada magnetrón. Al excitar con inuamente los varios modos mostrados en las Figuras 16-20, se promueve una intensidad de campo generalmente uniforme, y por lo tanto una capacidad de calentamiento dieléctrico generalmente uniforme, durante un periodo de tiempo de varios segundos en la cavidad con lo cual se reduce el número promedio de intensidades de campo máximo y mínimo localizadas pronunciadas durante el periodo de tiempo. Cuando ocurren máximos repetidamente en la misma posición respecto a otras posiciones, de tal manera que los máximos están en estas posiciones para una proporción material del periodo de calentamiento, esto puede dar por resultado un punto caliente indeseable en esa posición. En consecuencia, en la cavidad, las posiciones de los máximos y mínimos localizados varían continuamente para evitar la formación de tales puntos calientes. Como se observa en las Figuras 26-70 de los dibujos, pueden usarse cavidades de varios contornos para mejorar el número de modos electromagnéticos excitados dentro de cada cavidad, y estos han de ser comparados con las cavidades de sección transversal cuadradas de la técnica anterior de las Figuras 21-25 en las cuales sé excitan relativamente pocos de tales modos . En particular, con referencia a las Figuras 26-40 de los dibujos, se muestran varias distribuciones de campo eléctrico de microondas teóricamente permisibles para las cavidades 14, 104. La excitación de cada uno de tales modos depende de una frecuencia de salida instantánea del magnetrón 34, 106. El modo mostrado en la Figura 26 tiene un máximo localizado en el centro de la cavidad pentagonal 14, 104. Como se muestra en las Figuras 27-40, el número y la posición de los máximos localizados varia a medida que la frecuencia de salida de cada magnetrón 34, 106 varia con el tiempo. En consecuencia, la intensidad del campo de microondas, y por lo tanto la capacidad de calentamiento dieléctrico, en cada punto dentro de la cavidad pentagonal "14, 104 varia en respuesta a un cambio en la frecuencia de salida del magnetrón 34, 106. Al excitar continuamente los varios modos mostrados en las Figuras 26-40 se promueve una intensidad de campo generalmente uniforme, y por lo tanto una capacidad de calentamiento de microondas generalmente uniforme, con el transcurso de un periodo de tiempo de varios segundos en la cavidad 14, 104 con lo cual' se reduce el número promedio de intensidades de campo máximas y mínimas localizadas pronunciadas durante el periodo de tiempo. Cuando ocurren máximos repetidamente en la misma posición relativa a otras posiciones, de tal manera que los máximos están en estas posiciones para una proporción material del periodo de calentamiento, esto puede dar por resultado un punto caliente indeseable en esa posición, con puntos fríos indeseables entre los puntos calientes. En consecuencia, en el horno 10, 100, la posición de los máximos y mínimos localizados varían continuamente para evitar la formación de tales puntos calientes o fríos. Con el fin de mejorar adicionalmente una distribución de campo magnético uniforme, la frecuencia de salida de cada magnetrón 106 puede ser controlada mediante el controlador 156 de magnetrón (Figuras 11-14) y la PC 130 de tal manera que la excitación de ciertos modos eléctricos de microondas se prefiere sobre ciertos otros modos electromagnéticos . El horno 10, 100 promueve una intensidad de campo generalmente uniforme en la cavidad 14, 104 durante tal periodo de tiempo. Los máximos y mínimos de la intensidad de campo se distribuyen relativamente en forma uniforme dentro de la cavidad 14, 104 tanto en una dirección de sección transversal como en una dirección vertical, en comparación con una cavidad de forma rectangular convencional y esto actúa para reducir la probabi 1 ida-- de formación de puntos calientes en la cavidad di rante el periodo de calentamiento. En consecuenc a, durante el uso, un objeto o sustancia que va a calentarse se somete a un calentamiento generalmente uniforme, que es promovido mediante el uso de " i tornamesa 48 (Figuras 1-10) . Volviendo a las Figuras 76 y 77, un dispo ivo de calentamiento dieléctrico de acuerdo con 1 presente invención se designa generalmente medie- te el número 310 de referencia. El dispositivo es i . horno de microondas de sección transversal pen .gonal, que tiene un suelo (no mostrado) y cinco par-des laterales designadas respectivamente 314, 316, 318, 320 y 324. Los ángulos A incluidos, entre las pares adyacentes de tales paredes laterales 314-324, son respectivamente de 108° de tamaño. Los lados 314-324 respectivamente tienen longitudes en la dirección de la circunferencia, como se muestra en la Figura 76, de 290 m, 208 mm , 260 mm , 260 mm y 208 mm; y el horno tiene una profundidad de extremo a extremo, desde su suelo a su extremo superior o techo 312, de 730 mm . El horno 310 se proporciona con una fuente de poder de microondas tal como un magnetrón (tampoco mostrado) , que produce un suministro de radiación de microondas a una frecuencia nominal de 2,45 GHz y a un ancho de banda de 30 MHz. La frecuencia de suministro de microondas varia sobre en ancho de banda a una velocidad de 50 Hz . El techo 312 tiene una abertura 325 en el mismo más o menos central, en la cual se monta una tornamesa 326. La tornamesa a su vez lleva una antena 328. El horno tiene medios de guía en la forma de una guía de ondas 330 para recibir la radiación de microondas desde la fuente de poder y para la transmisión de tal radiación desde la fuente de poder a la cavidad de calentamiento definida por el interior del horno 310, en donde la guía de ondas 330 tiene una salida para tal radiación a una entrada en 332 en la antena 328. La salida de la guía de ondas 330 está dispuesta para alimentar la radiación del microondas en 332 hacia la antena 328 sobre la tornamesa 326, y la antena 328 está a su vez dispuesta para alimentar tal radiación desde su salida en 334 a la cavidad del horno 310. La tornamesa 326 está a su vez dispuesta para girar a una velocidad de una revolución/segundo en la dirección de la flecha 336 alrededor del eje 338, y para alimentar la radiación radialmente hacia afuera de la antena dentro del horno, a un ángulo F, respecto al eje 338. La dirección a la cual la radiación es alimentada al horno 310 por lo tanto es constantemente variada durante el uso, durante un ciclo que tiene un tiempo o periodo de ciclo de 1 segundo. Una aspecto del horno 310 de la Figura 76 y 77 es que el contorno" pentagonal irregular (Figura 76) del horno, y la rotación de la antena 328, juntos promueven la excitación de diversas distribuciones de campo eléctrico de microondas y la excitación de varios modos eléctricos de microondas diferentes que son permisibles en la cavidad del horno 310. Las posiciones de los mínimos y máximos localizados de la intensidad de microondas en la cavidad por lo tanto son continuamente variados, a una velocidad suficiente para promover que se eviten los puntos calientes localizados en la cavidad y en cualquier objeto que está siendo calentado en la cavidad.

Con el fin de mejorar adicionalmente una distribución de campo magnético uniforme, la frecuencia de salida de cada magnetrón puede ser controlada mediante el controlador de magnetrón y una PC, de tal manera que la excitación de ciertos modos eléctricos de microondas se prefiere sobre ciertos otros modos electromagnéticos. El dispositivo de calentamiento promueve una intensidad de campo generalmente uniforme en la cavidad sobre tal periodo de tiempo. Los máximos de la intensidad de campo se distribuyen relativamente en forma uniforme dentro de la cavidad tanto en una dirección de sección transversal como en una dirección vertical, en comparación con una cavidad de forma rectangular convencional y esto activa para reducir la probabilidad de la formación de puntos calientes en la cavidad durante el periodo de calentamiento. En consecuencia, durante el uso, un objeto o sustancia que va a calentarse se somete a una calentamiento generalmente uniforme.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de calentamiento dieléctrico que comprende: una pluralidad de paredes laterales eléctricamente conductoras que se interconectan eléctricamente y se disponen en serie para definir una cavidad de calentamiento, por lo menos un par de paredes laterales adyacentes estando inclinadas una con respecto a la otra en una esquina que tiene un ángulo incluido seleccionado del grupo que consiste de ángulos agudos y ángulos obtusos; y por lo menos una fuente de poder electromagnética capaz de emitir radiación electromagnética adecuada para calentamiento dieléctrico y dispuesta para alimentar tal radiación a la cavidad a una frecuencia que varia con el tiempo y que hace que la cavidad de calentamiento actúe como una cavidad de calentamiento resonante de modos múltiples.

2. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 1, el cual está en la forma de un horno que define la cavidad de calentamiento, la cavidad siendo de forma tubular y las paredes laterales extendiéndose desde un extremo de la cavidad al otro extremo de la cavidad, la cavidad teniendo un contorno en sección transversal que es poligonal y que tiene una pluralidad de lados dispuestos en una serie que se extiende periféricamente, los lados de cada par adyacente de la cual definen entre cada uno, una esquina de la cavidad .

3. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 2, en el cual la cavidad tiene un contorno en sección transversal que es aquel de un polígono regular, el polígono teniendo lados todos de la misma longitud y el número de lados siendo seleccionados de los valores de tres, cinco, siete, nueve y once .

4. El dispositivo como se reivindica en La reivindicación 3, en el cual el polígono es un pentágono regular que tiene cinco lados de igual longitud, los lados de cada par adyacente del cual están inclinados uno respecto al otro a un ángulo incluido de 108°, cada pared lateral siendo un panel que es plano y de forma plana y de un contorno rectangular.

5. El dispositivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 2-4 inclusive, en el cual los extremos de la cavidad están abiertos, tales extremos abiertos respectivamente definiendo una entrada a la cavidad y una salida desde la cavidad para permitir el calentamiento continuo de un contorno que se mueve en la dirección de la longitud a través del horno.

6. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 5, en el cual cada extremo de la cavidad está provisto con un surco que tiene una abertura en el mismo" para recibir, con un espacio libre de trabajo, un contorno que se mueve en la dirección de la longitud a través de la cavidad, cada espacio libre siendo seleccionado para suprimir la emisión de radiación electromagnética, durante el uso, desde la cavidad a través de la abertura del surco y alrededor del contorno.

7. El dispositivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 2-4 inclusive, en el cual el horno tiene un par de paredes extremas que cierran los extremos opuestos de la cavidad, por lo menos una de las paredes del horno formando por lo menos, parte de" una puerta en la cavidad, para permitir la operación en lote en el calentamiento de por lo menos un objeto colocado en el horno.

8. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 7, en el cual una de las paredes extremas forma un suelo para la cavidad, la otra pared extrema estando separada por arriba del suelo y formando un techo para la cavidad, el horno que tiene por lo menos cinco paredes laterales que son paneles, cada panel de pared lateral siendo plano y de forma plana, y de contorno rectangular, y la puerta cooperando con una abertura de puerta cerrable que conduce a la cavidad, el área de la abertura de la puerta siendo mayor que el área de cada panel de pared lateral.

9. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 8, en el cual la puerta forma por lo menos un panel de pared lateral del horno, la puerta que forma menos de dos paneles de pared lateral del horno .

10 . E l di spos i t ivo como se re ivindi ca en l a re ivindi cac ión 9 , en e l cua l l a pue rt a s e selecciona, por una parte, de un panel de puerta individual, engoznado en un lado de la abertura de la puerta y, por el otro de un par de paneles de puerta dispuestos lado a lado y engoznados respectivamente en los lados opuestos de la abertura de la puerta, la puerta teniendo por lo menos un gozne y cada gozne extendiéndose en una dirección desde una pared extrema del horno hacia la otra pared extrema del mismo.

11. El dispositivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el dispositivo siendo un horno de microondas, cada fuente de poder electromagnética siendo una fuente del microondas capaz de emitir radiación de microondas a una frecuencia de 0.3 x 109 - 1 x 1010 Hz .

12. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 11, en el cual cada fuente de microondas es capaz de emitir radiación de microondas a una frecuencia de 2.4-2.5 GHz sobre un ancho de banda que tiene un ancho de por lo menos 1 MHz .

13. El dispositivo como se reivindica en la reivindicación 1, sustancialmente tal como se describe y tal como se ilustra en la presente.