SE437456B

SE437456B - Anordning for mikrovagsvermning

Info

Publication number: SE437456B
Application number: SE7909825A
Authority: SE
Inventors: B Berggren; G Boling
Original assignee: Stiftelsen Inst Mikrovags
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1979-11-28
Publication date: 1985-02-25
Also published as: DE3044122A1; FR2471117B1; GB2064280B; US4401873A; SE7909825L; FR2471117A1; CA1152575A; GB2064280A

Description

7909825-7 Föreliggande uppfinning hänför sig till en anordning för mikrovågsvärm- ning, innefattande en vågledare, i vilken ett material är avsett att vär- mas och en mikrovågskälla ansluten till vågledaren,där vågledaren åtmin- stone innefattar ett avsnitt där dess tvärsnittsarea minskar från avsnit- tets närmast mot mikrovågskällan belägna ände mot avsnittets andra ände och där vågledaren utmed nämnda avsnitt innefattar en geometri, vid vil- ken inmatad mikrovågsenergi ej längre kan utbreda sig i vågledaren.

Uppfinningen karakteriseras av att vågledarens tvärsnittsyta kontinuer- ligt minskar utmed nämnda avsnitt varigenom vågledaren går kontinuerligt till cut-off och av att vågledarens tvärsnittsyta även minskar kontinuer- ligt från positionen för nämnda cut-off mot avsnittets smalare ände där avståndet mellan cut-off positionen och avsnittets smalare ände åtminstone är så långt att ingen mikrovågsenergi läcker ut från den smalare änden av vågledaren då denna är belastad med avsett material, som skall värmas.

Nedan beskrives uppfinningen närmare i samband med bifogade ritningar där figur l är ett diagram vilket visar absorberad och resterande effekt i ett värmningsexempel och där figur Z visar som exempel ett utförande av anordningen enligt uppfinningen.

Enligt föreliggande uppfinning innefattar anordningen för mikrovågsvärmning en vågledare vilken innefattar ett avsnitt utefter vilket vågledaren är ut- förd för att långsamt och kontinuerligt gå mot cut-off. Som exempel visas en vågledare l i figur 2, där ett sådant avsnitt utgör hela vågledaren.

Effekten inmatas i vågledaren medelst en mikrovågsgenerator 2 via en annan vågledare 3, vilka endast är schematiskt visade streckade, i vågledarens l bredare ände H. Emellertid är inte föreliggande uppfinning begränsad till en inmatning, av energi på det i figur 2 antydda sättet utan andra kända sätt att inmata energi i en vågledare kan utnyttjas i samband med en anord- ning enligt föreliggande uppfinning.

Exempelvis kan vågledarens l bredare ände Ä vara 60mm bred, dess smalare ände 5 30 mm bred och dess längd l00Û mm.

Nämnda avsnitt har enligt en föredragen utföringsform ett rektangulärt el- ler kvadratiskt tvärsnitt vilket minskar från dess ena ände H mot dess and- ra ände 5, där varje tvärsnitt är likformigt med övriga tvärsnitt; Tvär- snittet kan även vara cirkulärt. u ”h” av? 'F 'fæï M* >~f“'“ \;jïí¿*¿ , 7909825-7 Vågledarens l geometri ändras således kontinuerligt utmed dess längd el- ler åtminstone utmed ett avsnitt av dess längd, vilket medför att den långsamt och kontinuerligt går mot cut-off och vilket medför att ingen reflexion mot inmatningsänden sker.

Effektabsorptionen i ett material som skall värmas i vågledaren l sker, genom vågledarens utformning, i en topp vid vågledarens cut-off position.

Denna topp kan spridas ut resp. koncentreras genom att minska resp. öka vågledarens l geometriändring per längdenhett I förtydligande syfte anges att med 'hut-off" menas här den geometri, vid vilken mikrovågsenergi, utan hänsyn till förluster, ej längre kan utbreda sig i vågledaren.

Vid användning matas det material som skall värmas in i en ände 6 av nämnda vågledare 3 i vilken energin leds till vågledaren l enligt upp- finningen. Genom att under i huvudsak konstant hastighet transportera mate- rialet genom vågledaren och ut ur dess smalare ände 5 âstadkommes således en utomordentligt jämn uppvärmning av materialet.

Företrädesvis kan då så önskas en vågledare l användas även vid inmatnings- änden för det material som skall värmas, varvid vågledarens l smalare ände 5 är inmatningsände. Härvid förhindras läckstrâlning effektivt även vid inmatningsänden. l figur l visas på den ena axeln dels EA vilket står för absorberad effekt per cm i procent av inmatad effekt, dels ER vilket står för i vågledaren resterande effekt i procent av inmatad effekt. På den andra axeln visas vågledarens längdaxel L i cm, räknad från inmatningsänden. l figur l visas som exempel kurvor för ett material med e=2.0 och tan6=0.00l vilket värms i en vågledare med i anslutning till figur 2 angivna dimension- El”.

Av figur l framgår det tydligt att merparten av effekten absorberas av mate- rialet som skall värmas under en relativt kort sträcka, nämligen kring våg- ledarens cut-off position. Samtidigt framgår att både den absorberade effek- ten och den resterande effekten går ner till noll innan vågledarens slut, vilket innebär att ingen mikrovågsenergi läcker ut från den smalare änden av vågledaren.

Med en vågledare som kontinuerligt går mot cut-off, kan man sålunda över- föra mikrovågsenergi till ett material med låga förluster på en kort sträcka. .;ﬁ~.a,t_o. ïﬂcšíšš? f “fe .,_ .-. »rwV-r ' 'ﬂs-'Uiﬁzilizïif _U_as¿s:>r§ 7909825-7 Dessutom erhålles en för en varierande last okänslig vågledare. En varia- tion av lastens materialkonstanter medför endast att vågledarens cut-off position förskjuts utefter vågledarens längd, varvid även absorptionstop- pen på motsvarande sätt förskjuts.

Företrädesvis utföres vågledaren så att dess cut-off position väl ligger inom vågledaren. d.v.s. att ett visst avstånd förefinns mellan vågledarens cut~off position och dess smalare ände 5. Denna sträcka kan enligt ett föredraget alternativ vara 20-60 % av vågledarens längd, företrädesvis 30-50 % av vågledarens längd. Ett sådant utförande medför att ingen läck- strålning förekommer vid vågledarens smalare ände 5.

Den ovan beskrivna uppfinningstanken att under utnyttjande av en vågledare som går kontinuerligt till cut-off åstadkomma en effektiv uppvärmning på kort sträcka, en relativt lastokänslig vågledare samt eliminering av läck- strålning skall givetvis inte anses begränsad till ovan angivna utförings- form.

Uppfinningen kan således varieras på en mängd sätt inom dess av bifogade patentkrav angivna ram- “tänt “ff .su-I- . L' 'Nilniaï-

Claims

Patentkrav

1. Anordning för mikrovågsvärmning, innefattande en vâgledare, i vilken ett material är avsett att värmas och en mikrovägskälla ( 2) ansluten till vågledaren, där vâgledaren (1) åtminstone innefattar ett avsnitt där dess tvärsnittsarea minskar från avsnittets närmast mot mikrovâgskällan (2) be- lägna ände (Å) mot avsnittets andra ände (5) och där vågledaren (1) utmed nämnda avsnitt innefattar en geometri, vid vilken inmatad mikrovågsenergi ej längre kan utbreda sig i vågledaren (1), k ä n n e t e c k n«a d a v, att vågledarens (1) tvärsnittsyta kontinuerligt minskar utmed nämnda av- snitt varigenom vågledaren (1) går kontinuerligt till cut-off och av att vågledarens (1) tvärsnittsyta även minskar kontinuerligt från positionen för nämnda cut-off mot avsnittets smalare ände (5) där avståndet mellan cut-off positionen och avsnittets smalare ände (5) åtminstone är så långt att ingen mikrovågsenergi läcker ut från den smalare änden (5) av våg- ledaren (1) då denna är belastad med avsett material, som skall värmas.

2. Anordning enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda av- stånd är 20 - 60 % av vågledarens (1) längd, företrädesvis 30 - 50 Z av dess längd när vågledaren är belastad med avsett material.

3. Anordning enl. krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att av- snittet har ett rektangulärt, eller kvadratiskt tvärsnitt, vilket minskar från dess ena ände (Ä) mot dess andra ände (5), där varje tvärsnitt är likformigt med övriga tvärsnitt. 1909825-7 si. -;t“m Wu;