NL8006294A - Mircrogolfverwarmingsinrichting voor circulerende media. - Google Patents

Description

5 * i VO 1203

Microgolfverwarmingsinrichting'voor circulerende media.

De uitvinding heeft betrekking op een microgolfverwar-mingsinrichting voor circulerende, door hoge frequentie verwarmbare media, bestaande uit een microgolfzender, een holle geleider en een resonatorruimte met een daarin aangebrachte microgolfdoorlatende 5 leiding voor het te verwarmen medium.

Bij reeds tot de stand van de techniek behorende, dergelijke microgolfverwarmingsinrichting wordt, zoals bij andere microgolfovens gebruikelijk, de holle geleider als cylindrische buis uitgevoerd, welke in een vierkante resonatorruimte uitmondt. Hier-10 door vindt een gedeeltelijke resonatorkoppeling plaats, zodat het rendement van dergelijke inrichtingen tot op 60% begrensd is. De overige hOfa van de toegevoerde elektrische energie worden door de noodzakelijke koeling van de microgolfzender (Magnetron) en door de restwarmte van de transformator aan de omgevingslucht afgegeven.

15 Deze verliezen kunnen weliswaar in de onmiddellijke nabijheid van de verwarmingsinrichting voor verwarmingsdoeleinden teruggewonnen worden, omdat een soort warme luchtverwarming ontstaat, doch doorgaans is op constructieve gronden het transport van warme lucht in naburige ruimten doorgaans gewenst. Bij een dergelijke maatregel 20 moeten namelijk de bekende nadelen van een warme luchtverwarming op de koop toe genomen worden. Bij overeenkomstige, tot de stand van de techniek behorende oplossingen is ook reeds voorgesteld, voor het verbeteren van het energieverbruik van de in de resonator bevindende microgolf doorlatende leiding, een extra gestalte te geven, waarbij 25 de gebogen middenas van de de leiding vormende buis ongeveer in het oppervlak van een rechthoekige pyramidestomp ligt. De constructie van de holle geleider en resonator, in het bijzonder echter de constructie van de microgolvendoorlatende leiding vereisen dure constructieve en fabricagetechnische maatregelen, welke de betreffende 30 microgolfverwarmingsinrichting gecompliceerd en duur maken.

Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag, een microgolfverwarmingsinrichting in die zin te verbeteren, dat deze een eenvoudige opbouw en met betrekking tot de omzetting van de microgolf-energie in warmte, welke door het te verwarmen medium afgeveerd kan 35 worden, een hoog rendement heeft.

8006294 # » -2-

De oplossing van het gestelde probleem vindt bij een microgolfvervorming van het bovenomschreven type volgens de uitvinding plaats, doordat de holle geleider en de resonatorruimte in hoofdzaak dezelfde doorsnede hebben, in langsrichting achter elkaar zijn 5 aangebracht en met elkaar stroken en dat de microgolven-doorlatende leiding in hoofdzaak in de langsrichting door de resonatorruimte ge-. voerd is.

Door de bedoelde maatregelen kunnen holle geleider- en resonatorruimten door een door-gaande, vierkante ruimte gevormd vorden, 10 velke op zeer voordelige wijze door een gemeenschappelijke, vierkante schacht begrensd wordt. Deze schacht kan op eenvoudige wijze door omgezette plaatdelen worden vervaardigd. Door het doorvoeren van de microgolven doorlatende leiding in de langsrichting door deze naar verhouding nauwe schacht worden de leiding en het daarin zich 15 bevindende, te verwarmen medium zeer intensief door het microgolf-veld beinvloed, zodat een verhoging van het rendement tot 78$ verkregen kan worden. In dit geval dienen slechts nog 22$ aan verlies-warmte door de boven beschreven koeling aan de omgevingslucht af gevoerd te worden, d.w.z. het aandeel van de luchtverwarming wordt tot 20 op de helft gereduceerd. Een bijzonder voordeel wordt echter verkregen met het oog op de eenvoudige fabricage en bevestigingsmogelijkheden van de in hoofdzaak recht in de resonatorruimte aan getrachte leiding.

Een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt volgens de uitvinding dan verkregen, wanneer de holle ge-25 leider en de resonatoruimte door een gemeenschappelijke, vierkante schacht gevormd worden, welke zich in de richting van de lange as van de microgolfzender tot aan een in het einde zich bevindende koplamp uitstrekt, en wanneer de microgolvendoorlatende leiding door een haarspeldvormige leidinglus wordt gevormd, waarvan de open einden door 0· 30 de kopwand heen gevoerd zijn.

Door de eenmalige ombuiging van de leiding tot de haard-speldvormige leidinglus, d.w.z. tot een vorm, welke uit twee lange, rechte benen en uit een deze verbindend juk bestaat, wordt een leiding verkregen, waarvan de aansluiteinden direkt naast elkaar liggen en 35 op eenvoudige wijze in de schacht kan worden gebouwd.

Met het doel van de montage van de leidinglus wordt volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding doelmatig zodanig 8 0 06 2S 4 * % -3- gehandeld, dat de schacht_in het bereik van de kopwand van een loodrecht op de langsas gerichte flens wordt voorzien en dat de einden van de haarspeldvormige leidinglus in een flensplaat bevestigd worden, welke met de flens microgolfdicht verbonden kan worden. De 5 betreffende flensplaat kan gelijktijdig voor het bevestigen van aan sluit leidingen dienen, welke in een andere flensplaat ondergebracht zijn. Flens en flensplaten kunnen door gemeenchappelijke schroeven onderling worden vast gespannen.

Als materiaal voor de microgolvendoorlatende leiding 10 worden op bijz on der doelmatige wijze polypropyleen of polytetra- fluoretheen gebruikt, welke materialen voor dit doel het best geschikt blijken. Als verwarmingsmedium komen praktisch alle media in aanmerking, welke door hoge frequentie verwarmd kunnen worden. Zeer' bruikbaar zijn plantenolie uit de groep zonnebloemolie, aardnootolie 15 en olie van sojabonen (Duits Offenlegungsschrift 29 28 520).

Van overheidswegen zijn hoog frequent verwarmingen met frequenties van 2^50 mHz vrijgegeven. Voor een dergelijke frequentie is het binnen een tolerantiebreedte van 50 mHz voordelig gebleken, wanneer de hoofdafmetingen van de inrichting aan bepaalde voorwaarden 20 voldoen. Opgemerkt zij nog, dat volgens de uitvinding ook de anders gebruikelijke veldverdeling in de resonatorruimte komt te vervallen.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt onder verwijzing naar de tekening besproken. Daarin toont: figuur 1 een perspectivisch aanzicht van de belangrijke 25 delen van een microgolfverwarmingsinrichting, met uigenomen, microgolvendoorlatende leiding, figuur 2 de microgolvendoorlatende leiding in de vorm van een haarspeldvormige leidinglus in de inbouwstand, figuur 3 een zijaanzicht van een in een huis gemonteerde 30 microgolfverwarmingsinrichting met de bijbehorende verzorgingsmidde-len en figuur h een bovenaanzicht van de inrichting volgens figuur 3 in een meervoudige uitvoeringsvorm.

In figuur 1 is een microgolfverwarmingsinrichting 1 weer-35 gegeven, welke uit een microgolfzender 2 bestaat, waarvan het wezenlijke deel een op zichzelf bekende magnetron is. en waarvan slechts het buitenhuis 3 zichtbaar is. Binnen het huis 3 is een koelventilator 8 0 0 6 2 Sr^ -k- aangebracht en een wand k is van daartoe noodzakelijke luchtsleuven voorzien. Vanaf de magnetron reikt een zogenaamde zendkop 5 loodrecht in een vierkante, uit metaalplaat bestaande schacht 6, waarvan de lange as zich vanaf de microgolfzender 2, resp. zendkop 5 tot aan 5 een aan het einde zich bevindende kopwand 7 uitstrekt, welke volgens figuur 2 door een flensplaat 8 gevormd wordt. De schacht 6 heeft in het bereik van de kopwand 7 een haaks op de langsas gerichte flens 9» ' waarmee de flensplaat 8 microgolfdicht vastgeschroefd kan worden.

Aan de flensplaat 8, welke uit metaal bestaat, is een 10 uit polypropyleen bestaande microgolvendoorlatende leiding 10 vloeistofdicht bevestigd, welke voor een haarspeldvormige leidinglus 11 gevormd wordt. De leidinglus 11 bestaat uit twee evenwijdige benen 12 en 13, welke door een juk ik tot een U-vormig stromingskanaal verbonden zijn. De stromingsrichting is door pijlen aangeduid. De lei-15 dinglus 11 heeft open einden 15 en 16, waarmede deze door de kopwand 7, resp. door de flensplaat 8 vloeistofdicht gevoerd is. Wanneer de flensplaat 8 onder tussenschakeling van een afdichting aan een complementaire tegenflensplaat is vastgeschroefd, waarin daartoe dienende toe- en afvoerleidingen aangebracht zijn, zoals dit uit 20 figuur k blijkt, ontstaat een gesloten systeem van stromingskanalen, waardoorheen een door hoge frequentie verwarmbaar medium door de leiding 10 gevoerd kan worden.

De in figuur 1 en 2 weergegeven onderdelen kunnen worden verenigd, doordat men de leidingslus 11 door dè flens 9 in de schacht 25 8 voert, tot de flensplaat 8 tegen de flensplaat 9 vlak en passend konrfc aan te liggen. Hierbij ligt de leiding +11 zowel in horizontale als in vertikale richting geheel symmetrisch binnen de schacht 6.

De top van de kromming van het juk ik van de leidinglus 11 ligt daarbij op een plaats, welke in figuur 1 door het punt 17 is 30 aangeduid. De leiding 10 strekt zich hierbij over een gedeelte van de schachtlengte in de langsrichting door de schacht 6 uit en ver -deelt deze doelmatig in een holle geleider 8, welke links van het punt ligt, en in een resonatorruimte 19, welke rechts van het punt 17 ligt.

35 De onderverdeling wordt uitsluitend door de invloed van de afzonderlijke delen van de schacht 6 bepaald. De schacht zelf is doorgaand, met platte wanden en met constante doorsnede uitgevoerd, 8006294 -5- ♦ zodat in beginsel de leidinglus 11 ook als een bolle geleider beschouwd kan worden. Uiteraard is het ook mogelijk, de schacht 6 in de langsrichting onder te verdelen en van een vierkante flensverbinding te voorzien, zoals dit in figuur 3 en is weergegeven.

5 In elk geval vullen de benen 12 en 13 van de leidinglus 11 de binnendoorsnede van de schacht 6 zoveel mogelijk op, d.w.z. op de plaatsen naar de beschrijvende lijnen van de leidinglus 11 zo dicht mogelijk bij de wanden van de schacht 6 liggen, bestaat nog een afstand van enkele millimeters. De voor een frequentie van 2^50 + 10 50 mHz gunstige afmetingen worden nog nader besproken. Bijzonder doelmatig is het, deze afmetingen met een tolerantie van + Q,1 mm •aan te houden. Bij het aanhouden van deze maat ontstaan dusdanige afmetingen, dat bij een elektrisch aansluitvermogen van 2,2 kW een op het te verwarmen medium overdraagbare hoog frequent. vermogen van 15 1,68 kW verkregen kan worden.

In figuur 3 en k zijn dezelfde verwijzingscijfers als in de voorgaande figuren aangehouden. De plaatsing van de microgolf zender 2 in de schacht is omgekeerd weergegeven, d.w.z. de zend-kop 5 reikt van onder in de schacht 6, resp. in de holle geleider 18.

20 De inrichthg als geheel rust op de vermogensverzorgingsinrichting 20 in de vorm van een transformator. Een stuurkast is door 21 aangeduid.

De flensverbinding 8/9 is met een complementaire tegen'flensplaat 22 verbonden, waarin toe- en afvoerleidingen 23 resp. 2h bevestigd zijn.

Het geheel is door een huis 25 omgeven, en rust op de grond 26.

25 In figuur k is de vereniging van het aantal microgolf- verwarmingsinrichtingen 1 volgens figuur 1-3 tot een batterij weergegeven. De afzonderlijke leidinglussen 11 zijn daarbij parallel geschakeld, doordat de toe- en afvoerleidingen 23, resp. 2b doorgaand zijn uitgevoerd en met twee microgolfvervarmingsinrichtingen 1 via 30 I-stukken 28 verbonden zijn. De verbinding met de laatste mierogolf- verwarmingsinrichtiag 1 geschiedt via bochtstukken 29. Bovendien is een ontstoringsstelsel 27 aanwezig. Parallelschakeling van de afzonderlijke microgolfverbrandingsinrichtingen kan ook worden opgeheven en gedecentraliseerd worden uitgevoerd.

8006294

Claims (4)

1. Microgolfverwarmingsinrichting voor circulerende, door hoge frequentie verwarmbare media, bestaande uit een microgolfzender een holle geleider en een resonatorruimte met een daarin aangebrachte 5 microgolvendoorlatende leiding voor het te verwarmen medium, met het kenmerk, dat de holle geleider (18) en de resonatorruimte (19) in hoofdzaak dezelfde doorsnede hebben, in de langsrichting achter elkaar zijn aangebracht en onderling strokend en dat de microgolven doorlatende leiding (10) in hoofdzaak in de langsrichting door de 10 resonatorruimte (19) gevoerd is.

2. Microgolfverwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de holle geleider (18) en de resonatorruimte (19) door een gemeenschappelijke, vierkante schacht (6) gevormd zijn, welke zich in de richting van de lange as van de microgolfzender (2) 15 tot aan een aan het einde zich bevindende kopwand (7) uitstrekt, en dat de microgolven-doorlatende leiding (10) door een haarspeldvormige leidinglus (11) gevormd wordt, waarvan de open einden (15, 16) door de kopwand (7) gevoerd zijn.

3. Microgolfverwarmingsinrichting volgens conclusie 2, 20 met het kenmerk, dat de schacht (6) in het bereik van de kopwand (7) van een haaks op de langsas gerichte flens (9) voorzien is, en dat de einden (15» 16) van de haarspeldvormige leidinglus (11) in een flensplaat (8) bevestigd zijn, wélke microgolfdicht met de flens (9) verbonden kan worden.

25 Microgolfverwarmingsinrichting volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de binnenafmetingen van de schacht (6) als volgt bepaald zijn lengte: 560 mm breedte: 86, ^ mm 30 hoogte: ^3,2 mm, dat de afmetingen van de haarspeldvormige leidinglus (11) als volgt zijn bepaald: buitendiameter van de buis: 32 mm binnendiameter van de buis : 26 mm 35 beenlengte (tot aan de buisas in de top van het bochtstuk: 3^-0 mm afstand tussen de buitenste be- 8006294 schrijvende lijnen in het bereik van de benen: 75 ma » 4» -τ- en dat het midden van de zendkop (5) op een afstand van 32, 8 mm. van het van de flens (9) afgekeerde gesloten einde van de schacht (6) gelegen is. 8006294