SE526169C2 - Mikrovågsvärmningsapplikator - Google Patents

Mikrovågsvärmningsapplikator

Info

Publication number
SE526169C2
SE526169C2 SE0302337A SE0302337A SE526169C2 SE 526169 C2 SE526169 C2 SE 526169C2 SE 0302337 A SE0302337 A SE 0302337A SE 0302337 A SE0302337 A SE 0302337A SE 526169 C2 SE526169 C2 SE 526169C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
applicator
mode
microwave
applicators
waveguide
Prior art date
Application number
SE0302337A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0302337L (sv
SE0302337D0 (sv
Inventor
Per O Risman
Original Assignee
Exh Llc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exh Llc filed Critical Exh Llc
Priority to SE0302337A priority Critical patent/SE526169C2/sv
Publication of SE0302337D0 publication Critical patent/SE0302337D0/sv
Priority to PL04775367T priority patent/PL1661437T3/pl
Priority to PCT/SE2004/001262 priority patent/WO2005022956A1/en
Priority to ES04775367T priority patent/ES2317041T3/es
Priority to DE602004017335T priority patent/DE602004017335D1/de
Priority to AU2004302755A priority patent/AU2004302755B2/en
Priority to US10/570,139 priority patent/US7964828B2/en
Priority to DK04775367T priority patent/DK1661437T3/da
Priority to AT04775367T priority patent/ATE412332T1/de
Priority to EP04775367A priority patent/EP1661437B1/en
Publication of SE0302337L publication Critical patent/SE0302337L/sv
Publication of SE526169C2 publication Critical patent/SE526169C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/707Feed lines using waveguides
    • H05B6/708Feed lines using waveguides in particular slotted waveguides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/704Feed lines using microwave polarisers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/78Arrangements for continuous movement of material
    • H05B6/782Arrangements for continuous movement of material wherein the material moved is food

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

20 25 30 35 526 169 2 mer fördelaktigt eftersom kantövervärmning av y-riktade lastkanter då inte uppstår. Det bör noteras att matnings- riktningen bestämmer om moden blir en TEx- eller TEy-mod.
Kantövervärmningsfenomenet är ett icke-resonant mikro- vàgsdiffraktionsfenomen som orsakas av en infallande E- fältskomponent parallell med kanten. Detta fenomen är okänsligt för infallsriktningen, så länge som den resul- terande vågutbredningen i den kilformade lastdelen sker bort från kanten.
Den speciella lågimpediva applikatormoden har före- trädesvis lägsta möjliga horisontalindex (dvs l) i last- transportriktningen, eftersom mikrovågsläckage i den riktningen från applikatorerna då minimeras. Därigenom minimeras samverkan (korskoppling) mellan närliggande ap- plikatorer i denna riktning, vilket också minskar kom- plexiteten hos mikrovâgsfällestrukturerna vid tunnelslu- tet. Med lasttransport i y-riktningen kommer därför värm- ningsmönstret från varje enskild applikator att bli ran- digt i lasten. Detta kompenseras av sidledes (dvs i x- riktningen) förskjutning av varannan applikator eller ap- plikatorrad.
Den speciella làgimpediva TEy-moden har en tendens att skapa en låst ytvågsmod (s.k. längs-snitts-magnetisk mod, eller LSM-mod) i området som innefattar undersidan av lasterna och tunnelns bottenstruktur av metall. Även om sådana moder ger en fördelaktig värmning underifrån av typiska livsmedelslaster med en höjd på omkring 15 mm el- ler mer, uppstår ett problem när flera sidförskjutna ap- plikatorer används genom att en signifikant andel av värmningsmönstret bestäms av x-riktade stående LSM-vågor mellan tunnels sidoväggar och således inte enbart av fäl- ten från de enskilda applikatorerna.
Då ovannämnda TEy-mod används kan en tendens till både utspridning av applikatorfälten i x-riktningen och korskoppling mellan applikatorerna uppkomma. Med kors- koppling menas en oönskad effektöverföring mellan närlig- gande applikatorer, antingen direkt eller med LSM- 10 15 20 25 30 35 526 169 3 modkoppling via lastregionen. Den tidigare kända tekniken som angetts ovan råder inte bot på dessa ofullkomlighe- ter.
Enligt denna kända teknik innefattar de föredragna utföringsformerna slitsmatning vid övre kanten av appli- katorns sidoväggar, varvid applikatorn är utformad för moderna TEyn eller TEyn. Det finns emellertid fall då större applikatoröppningar föredras för att åstadkomma en lägre effektflödestäthet till lasterna utan att man behö- ver minska uteffekten från varje mikrovågsgenerator (mag- netron). För att framgångsrikt utforma mikrovågsapplika- torer för högre moder, exv. TEyn eller TEym eller TEyn blir andra matningssätt nödvändiga.
Om tunnelhöjden är stor ökar sannolikheten för mik- rovàgsläckage från tunneländarna till omgivningen. För fasta tunnelhöjder är det då möjligt att använda olika slags vågfällor enligt känd teknik, såsom fördröjnings- ledningar, kvartsvågfällor och vågfällor som verkar me- delst modfältsmissanpassning. Absorberande media kan ock- så användas för ändamålet. Sådana vågfällor eller absor- batorer anbringas normalt endast till de horisontella ytorna (tak och botten) vid tunnelöppningen, men kan ock- så användas vid de vertikala sidoväggarna i tunnelöpp- ningen och vågfälleområdet. Om tunnelhöjden är ställbar blir vågfällestrukturer i de vertikala sidoväggarna emel- lertid mycket svåra att åstadkomma.
Ett annat problemområde med känd teknik rör totala höjden hos applikatorn plus tunneln därunder. Detta be- handlas ganska detaljerat i den refererade tidigare kända tekniken, där en ”effektiv höjd” hos systemet är en gans- ka känslig parameter. För att åstadkomma en acceptabelt låg reflexionsfaktor (liten missanpassning) hos systemet måste begränsningar införas på den ”effektiva höjden” så- väl som på lastens dieltal. I detta sammanhang är det att märka att förhållanden motsvarande Brewstermoder anges som mest önskvärt enligt den kända tekniken. Varken 10 15 20 25 30 35 4 kvartsvâgsresonanta moder eller moder med nollindex tas upp .
Sammanfattning av uppfinningen 7 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att bemöta de ovannämnda problemen med x-riktade LSM-vågor, modfält- utspridning för sota tunnelhöjder, samt vàgfällor i ver- tikala tunnelväggar.
Detta syfte uppfylls av en öppen applikator med en utformning som kännetecknas av att den utnyttjar två kom- pletterande TEy-moder varav en är en avklingningsmod (dvs har en normaliserad våglängd v>l). Detta är i motsats- ställning till den tidigare nämnda kända tekniken, där bara en utbredningsmod utnyttjas.
Avklingningsmoden, som är den som överför huvuddelen av effekten, är en Tßymfmod, där index m är ett företrä- desvis udda tal (m = 3, 5 eller 7). Den andra moden som samtidigt exciteras i applikatorn är en utbredningsmod och har som enda uppgift att åstadkomma ett motriktat magnetiskt fält i y-riktningen vid de horisontella y- riktade öppningarna av applikatorväggarna. Resultatet av samverkan av de två moderna är att fälten hos huvudmoden fortsätter att utbreda sig nedåt från applikatoröppningen på ett relativt ostört och sammanhållet sätt mot lasten.
Då huvudmoden är av avklingningstyp blir den jämfö- rande faskontrollen enklare, eftersom avklingningsmoden saknar fas och fasen hos moden under applikatorn sålunda inte varierar i väsentlig grad för olika tunnelhöjder och olika laster. Detta betyder att systemets känslighet för tunnelhöjd och last blir nästan försumbar, åtminstone inom alla praktiskt rimliga variationer av dessa. Detta kan uttryckas så att applikatormoden blir mer isolerad från tunnelområdet vad gäller systemanpassning. Använd- ningen av en avklingningsmod som överför huvudeffekten, tillsammans med en kompletterade mod såsom här beskrivits är det väsentligaste med föreliggande uppfinning. lO 15 20 25 30 35 526 169 5 Det är uppenbart att huvudmoden inte kan vara en kraftigt avklingande mod, eftersom då en alltför stor fältstyrka skulle uppstå i applikatorns matningsomràde.
Avklingningen karaktäriseras av sitt avklingningsdjup, som är den sträcka i en (matematiskt) cylindrisk vägleda- re över vilken energitätheten avtar med en faktor e (~2,72). En önskvärd funktion fås om avklingningsdjupet är jämförbart med applikatorhöjden, där avklingningen sker.
Det bör märkas att den framåtgående och bakåtgående (reflekterade) vågen hos en avklingningsmod inte är orto- gonala såsom för utbredningsmoder. Därav följer att re- flexionsfaktorn från en last under applikatorn, sett från applikatorns takmatning, typiskt blir lägre än vad som kan förväntas beträffande reflexionsfaktorn från själva lasten för denna mod. Detta fenomen bidrar till de gynn- samma praktiska egenskaperna hos system enligt uppfin- ningen.
En annan fördel hos föreliggande uppfinning rör be- teendet hos resonansförhållandet som uppstår i systemet.
Avklingningsmoden i ett rätt utformat system enligt upp- finningen blir i sig resonant, eftersom den extra kapaci- tiva energin hos avklingningsmoden i applikatorn neutra- liseras av både en injusterad induktivitet hos den andra moden av utbredningstyp, och av impedanssprànget i appli- katorns öppningsomràde.
I en utföringsform av uppfinningen fås ovannämnda verkningar genom att man använder en avklingningsmod TEyn som huvudmod för effektöverföring, tillsammans med en mod TEyn Som motverkande andramod. Excitationen är då symmet- risk kring mitten av applikatortaket i både x- och y- riktningarna. För att excitera dessa moder fordras åtmin- stone två parallella y-riktade slitsar. En sådan excita- tionsgeometri kommer också att eliminera excitation av alla TEym-moder där ett eller båda index m och n är jäm- na. Denna matningsgeometri är en fördelaktig allmän egen- skap hos uppfinningen, eftersom applikatorn i vissa utfö- 10 15 20 25 30 35 526 169 6 ringsformer måste vara större i x-riktningen (a- dimensionen) än i y-riktningen (b-dimensionen) som annars skulle möjliggöra sådana oönskade högre ordningars moder.
Det är speciellt önskvärt att ha ett svagt x-riktat H- fält (i synnerhet vid applikatorväggarna vid y=O och y=b), så att mikrovågsläckaget i tunneln därnedanför blir lågt i y-riktningen. Därför skall a/m vara lågt och b/n högt, vilket leder till att a-måttet hos applikatorn skall vara större än b-måttet för några av valen av_ mo- der.
Excitation medelst två parallella slitsar som kopp- lar applikatorn till en TEW-matande vàgledare resulterar i den korrekta motsatta polariteten hos de magnetiska fälten i slitsarna då dessa har sin längd utmed applika- torns breda sida och befinner sig vid sidorna hos mat- ningsvågledaren. I allmänhet, och för alla typer av mat- ningsvågledare, skall matningen av mikrovågsenergi in till applikatorn utföras så att H-fälten längs slitsarna är motriktade. Med andra ord kan matning också åstadkom- mas med andra slag av vågledare, såsom TEH eller TE2m men TEN föredras icke desto mindre.
Det är emellertid teoretiskt och praktiskt nödvän- digt att inkludera reaktiva element för erhållande av en god impedanstransformation mellan TEN-matningsvågledaren och applikatorn. I detta sammanhang föredras att införa en ganska stor metallstub vid TEN-vâgledarens mittlinje, halvvägs mellan slitsarna. Denna impedansanpassning me- delst ett reaktivt element i form av en metallstub, cent- ralt placerad i matningsvågledaren, är en annan värdefull egenskap hos uppfinningen.
Då TEym1-moden (där m =3, 5, 7, etc) är den avkling- ningsmod som används för överföring av huvudeffekten, skall den komplementära utbredningsmoden i allmänhet vara en TEym4k¿-mod (där k= 1, 2, 3, (m=5) ningsmod, kan den komplementära utbredningsmoden vara TEyfl (k=l) TEyn (k=2). Av fysikaliska skäl kan etc). Till exempel då Tßym-moden används som effektöverförande avkling- eller 10 15 20 25A 30 35 1 526 169 7 naturligtvis inga index bli negativa. Det blir emellertid allt svårare att eliminera oönskade moder i applikatore- rena då högre modindex används. För att eliminera sådana oönskade moder föredras att ha modfilter i form av två eller flera y-riktade metallstänger eller -plåtar som går hela vägen mellan motsatta applikatorväggar. De korrekta lägena för dessa stänger eller plåtar kan bestämmas me- delst experiment eller mikrovågsmodellering. Målet är därvid att erhålla lika intensitet hos de avlånga varma zonerna under applikatorn som karaktäristiskt dominerar värmningsbilden, plus en ytterligare men svagare avlång varm zon rakt under varje y-riktad applikatorsidvägg. An- vändningen av moddiskriminerande stänger eller plåtar på sätt som här beskrivits är en ytterligare användbar egen- skap hos uppfinningen. ' Den huvudsakliga verkan av oönskade LSM-moder är att de skapar en x-riktad energiutbredning, som även vidmakt- hålls ytterligare utåt i sidled från projektionen av ap- plikatoröppningen på metallbottnen (dvs i x-riktningen).
LSM-moden eller -moderna under lasten understöds av x- riktade strömmar i metallplåten under transportbandet och lasten. Den oönskade utbredningen av dessa LSM-moder för- bi de önskade gränserna kan därför minskas om den x- riktade strömvägen i metallplåten störs eller avbryts.
Det föredragna sättet att uppnå detta är att använda en korrugerad metallplåt (där korrugeringarna är i y- riktningen, dvs i transportbandets rörelseriktning), el- ler att montera eller svetsa fast metallprofiler på bot- tenplàten vilka skapar ett liknande geometriskt ledar- mönster. De varierande höjderna (stegen) hos plåten ger ändringar hos den x-riktade impedansen hos LSM-moden, så att den reflekteras huvudsakligen mellan närliggande steg. Även nu görs optimeringen hos metallplåtkorruge- ringen medelst experiment och/eller mikrovågsmodellering.
Syftet är därvid att åstadkomma en bra värmning under- ifrån (d.v.s. att verkligen skapa en LSM-mod), och samti- digt minimera utspridningen i x-riktningen från alla sid- 10 15 20 25 30 35 526 169 8 ledes monterade applikatorer. Denna användning och opti- mering av korrugeringarna eller liknande är en ytterliga- re användbar egenskap hos föreliggande uppfinning.
Alla TEym-moder har mycket lika fältegenskaper vid de lodräta y-riktade sidoväggarna. Exempelvis finns det dominerande vertikalt riktade magnetiska fält intill tun- nelns sidoväggar utanför värmningsdelen hos mikrovågstun- Ett effektivt sätt att kväva dessa fält, och att därigenom åstadkomma en minskning av mikrovågsläckaget i neln. tunnelöppningarna, är att införa en lång horisontell kvartsvågsslits i ovannämnda del av tunnelsidan. Denna slits kan placeras på ett ganska litet vertikalt avstånd från applikatoröppningen, vilket gör denna metod lämplig också i utrustningar med variabel tunnelhöjd. Detta sätt att reducera vågorna är en ytterligare användbar egenskap hos uppfinningen.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Särdragen hos föreliggande uppfinning illustreras på de bifogade ritningarna, på vilka: Figur l visar i perspektiv ett applikatorarrangemang enligt föreliggande uppfinning; Figur 2 visar ett tvärsnitt av ett applikatorarrang- emang enligt föreliggande uppfinning; och Figur 3 visar en ensam applikator enligt föreliggan- de uppfinning, framtagen för en avklingande TEYn~mod för huvudeffektöverföringen.
Utförlig beskrivning En utföringsform av ett applikatorarrangemang enligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas. Figurer- na l och 2 visar en perspektivvy respektive en sidvy av denna utföringsform, innefattande en rektangulär låda med öppen ände och med sådana mått att den kan å ena sidan förstärka en avklingningsmod Tßyn i applikatorn, och á andra sidan skapa en signifikant amplitud hos en utbred- ningsmod TEyn i densamma, så att ett resonanstillstànd 10 15 20 25 30 35 526 169 9 inträder i själva applikatorn inklusive dess öppningsom- råde. Figurerna visar tre applikatorer 4 placerade sida vid sida och åtskilda av gemensamma mellanväggar 5; be- skrivningen härnedan kommer emellertid huvudsakligen att hänföra sig till en ensam applikator.
Fastän föreliggande uppfinning beskrivs med hänvis- ning till mikrovågsfrekvensen 2450 MHz, är det för fack- mannen uppenbart att de mått som här ges kan skalas lin- järt om andra frekvenser används.
Som ett exempel uppfyller en applikator med inre mått i x- respektive y-led på 183 och 306 mm och en höjd (i z-led) på 105 mm kraven för ovannämnda moder, och ävenledes resonanskriteriet vid ISM-frekvensen 2450 MHz.
Det är underförstått att bandet 7 som uppbär lasten (inte visad) till och från applikatorn har en rörelse- riktning i y-led. Bandet 7 och lasten det uppbär rör sig inuti en tunnel 8.
Man kan direkt med kända analytiska metoder för våg- ledare räkna fram avklingningsdjupet för moden TEyn till 91 mm, och våglängden hos utbredningsmoden TEYn till 132 mm. Sålunda är applikatorhöjden och avklingningsdjupet ungefär lika, i enlighet med ett föredraget val enligt uppfinningen.
Applikatorn matas från en TEW-vågledare 1 medelst två parallella slitsar 2 i applikatortaket 4. Halvvägs mellan slitsarna 2 befinner sig ett reaktivt element i form av en metallstub 3. Syftet med densamma är som ovan nämnts att åstadkomma en god impedanstransformation vid övergången från vågledaren 1 till applikatorn 4. Stuben 3 kan fästas antingen pà botten av eller i taket på vågle- daren. Ytterligare detaljer beträffande mikrovágsmatning- en till applikatorn ges nedan. Såsom i andra mikro- vågstillämpningar täcks lämpligen slitsarna av med något lämpligt mikrovågstransparent material 9, av praktiska skäl.
Vid applikatorns öppna ände och parallellt med y- riktningen finns horisontella flänsar ll. En fläns ll av 10 15 20 25 30 35 526 169 lO detta slag har som verkan att minska diffraktionen i x- riktningen vid applikatorväggens lägre kant. Sålunda blir amplituden hos den komplementära moden tillräckligt stor för att åtminstone delvis kompensera bort avklingningshu- vudmoden alldeles under den öppna, horisontella applika- toränden (med beaktande av att denna avklingningsmod sak- nar fas). Fasen på ca 245° (l80° + 65°) räknat från ap- plikatortaket är vad som behövs för resonans, i beaktande av impedanssprången hos moderna vid applikatoröppningen; detta är en signifikant fältamplitudutsläckningseffekt (mer än hälften) eftersom de magnetiska fälten (H) hos de två moderna är ungefär lika i detta område. Resultatet av detta är att Tßyn-modens egen fältbild inte störs mycket då den vertikala applikatorväggen upphör, och fortsätter således rakt nedåt. Optimeringen av denna verkan och mod- balansen kan ske medelst mikrovågsmodellering istället för medelst tidskrävande experiment, när väl de önskvärda fältbetingelserna är kända.
I ett annat exempel är applikatorn utförd för en av- klingningsmod TEYM som bärare av huvudeffekten. En appli- kator av detta slag visas schematiskt i Figur 3 och ap- plikatordimensionerna är nu 308X3O5XlO5 mm. Eftersom ett större antal moder kan existera i en större kavitet eller applikator, blir det nu nödvändigt att stabilisera den önskade moden så att den varken blir deformerad av eller degenererad med någon oönskad mod. Denna stabilisering åstadkoms medelst metallplåtar 13, Dessa plåtar 13 är belägna längs y-riktningen och nära applikatoröppningen. Optimeringen kan naturligtvis göras såsom visas i figuren. experimentellt, men mikrovågsmodellering är nuförtiden en mycket snabbare metod. Även nu är det till hjälp att an- vända fältmönster vid optimeringen.
Mikrovågsmatningsarrangemanget enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas.
Måtten hos applikatorn enligt uppfinningen är sådana att den dominerande avklingningsmoden har en låg imaginär (kapacitiv) impedans. Därför måste en avsevärd impedans- n 10 15 20 25 30 35 526 169 ll transformation och även reaktiv kompensation ske i appli- katorns matningsområde. Dessa svåra problem är i viss grad behandlade i ovannämnda kända teknik, där det hävdas att endast ett vertikalt matningsplan på applikatorväggen invid taket ger goda möjligheter till impedansanpassning.
Enligt föreliggande uppfinning erhålls en första im- pedansminskning i övergången mellan den matande vågleda- ren och applikatorn medelst kombinationen av två paral- lella slitsar 2 i den matande TEN-vågledaren l som för- binder densamma med applikatortaket. En andra impedans- minskning uppnås genom användande av en ganska låg vågle- dare (d.v.s. en vågledare med ett litet b-mått); 20 eller 25 mm är typiska b-mått enligt föreliggande uppfinning, medan a-måttet är 86 mm. En tredje impedansminskning fås genom användande av jämförelsevis smala och korta slitsar 2 (typiska mått är 60x12 mm för vardera slitsen)} Sådana slitsar kan dock vara ganska induktiva, så en fjärde im- pedansminskning (och anpassning) erhålls genom införandet av en jämförelsevis stor metallstub 3 på vågledarens mittlinje, mellan slitsarna; sagda stub har måtten lOX2OXl2 mm (x, y, z).
Sedan uppstår ett behov att öka vågledarimpedansen och att även tillskapa en lämplig vågledarövergång till mikrovàgsgeneratorn, som typiskt är en magnetron. Detta görs medelst kända tekniker att öka b-måttet i en del av vågledaren, eventuellt i kombination med ett s.k. E-knä som sedan gör att vågledaren blir lodrät och kan ha öns- kad längd samt i drift skydda magnetronen mot värmning och nedsmutsning från applikatorn.
Uppfinningen handlar även om behovet att minska ver- kan och utspridningen av LSM-moder som skapas av applika- torns huvudmod TEyfl. Som ovan sagts görs detta medelst korrugeringar eller införande av ledande strukturer 6 (såsom metallstänger) i tunnelbottnen. Vid mikrovågsfre- kvensen 2450 MHz ger typiskt en elektrisk höjd på 10 till 20 mm mellan metallbottnen och lastens undersida önskvär- da förhàllanden för värmning underifrån av LSM-moderna. 10 15 20 25 30 35 526 169 12 En korrugeringshöjd på 7 till 15 mm kommer då att minska den oönskade spridningen i x-led utanför applikatorernas vertikala projektion. Metallstrukturen eller korrugering- arna 6 skall vanligen inte vara större än vad som precis fordras för denna verkan, eftersom annars den önskvärda värmningen underifrån kan försvagas alltför mycket. Som ett alternativ eller komplement kan en tjock platta av glas eller liknande material användas, i analogi med funktionen hos en roterande bottenplatta i hushållsmikro- vågsugnar. Vad gäller de särdrag hos uppfinningen som be- skrivs härovan kan optimeringen numera göras med mikro- vágsmodellering istället för tidskrävande experiment, så snart de önskade fältkaraktäristika är kända.
Uppfinningen rör även behovet att reducera mikro- vågsläckaget, i första hand vid tunneländarna. Mikrovågs- läckaget blir betydande i utföranden med de stora tunnel- höjder som möjliggörs av föreliggande uppfinning. Med an- vändning av ett känt slag av s.k. modvågfälla i de hori- sontella övre och undre planen hos tunnelöppningen kan enl ganska kraftig minskning fås med en kort sådan sektion, vid totala tunnelhöjder på mer än 130 mm. Eftersom vägg- strömmarna i de vertikala tunnelväggarna vid applikatorer som använder de speciella moderna enligt föreliggande uppfinning får en stark vertikal komponent utanför appli- katorerna, kan en vågfälla av känd typ användas. Emeller- tid skall vågfällan enligt föreliggande uppfinning ha en viss längd och placering. Längden skall typiskt vara 250 m eller mer, och den y-riktade belägenheten vara sådan att vågfällan börjar alldeles efter den sista vertikala x-riktade applikatorväggen, och den z-riktade belägenhe- ten vara omkring 20-30 mm under applikatorernas öppnings- plan.
Det är vidare i några fall fördelaktigt att värma lasten inte bara uppifrån (som i tidigare exempel) utan även underifrån. Detta är i synnerhet fallet då last finns nära applikatoröppningen. Då motsatta applikatorer används för att åstadkomma dubbelsidig värmning föredras 10 15 20 25 30 13 att ha dem förskjutna en kvarts applikatorvåglängd i sid- led, för att minska kopplingen mellan dessa motsatta ap- plikatorer. Bemärk att ingen värmning med LSM-moder sker i detta fall. Därför skall den fria höjden vid lasten väljas så att multimodfenomen minimeras där; detta kan dock tänkas inte behövas om absorptionen i lasten är tillräckligt hög.
Applikatorerna enligt föreliggande uppfinning kan också vara cylindriskt böjda vid sina öppningar, för att värma laster med cylindrisk yta. I detta sammanhang är applikatorn företrädesvis böjd längs en cylindrisk form med axeln i y-riktningen. Det är också möjligt att anord- na ett flertal böjda applikatorer runt periferin av en sådan cylindrisk form, så att effekten blir ett sektorvis eller helvarvsarrangemang för värmning av cylindriska laster. I detta senare fall föredras det naturligtvis att man anordnar systemet så att alla applikatorer blir lika.
Slutsats En ny typ av mikrovågsapplikator har beskrivits. Ap- plikatorn enligt uppfinningen utnyttjar en avklingnings- mod som den huvudsakligen effektöverförande moden. Denna avklingningsmod kompletteras av en andra mod, vilken är en utbredningsmod som har till uppgift att ge ett motrik- tat magnetiskt fält i y-riktningen vid den horisontella, y-riktade väggen vid applikatoröppningen. Effekten av samverkan av de två applikatormoderna är att fältmönstret sträcker sig en betydande sträcka ned från applikatoröpp- ningen, så att en last som är placerad under applikato- röppningen värms med modkombinationens fältmönster.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 526 169 14 PATENTKRAV
1. Rektangulär mikrovàgsapplikator arbetande vid en vilken har en första (y) och förutbestämd arbetsfrekvens, en andra (x) transversell utsträckning och en longitudi- nell (z) kännetecknad av att nämnda ut- sträckningar är valda i relation till arbetsfrekvensen på utsträckning, - så sätt att applikatorn stödjer en första avklingnings- hybridmod TEy@fl och en andra utbredningshybridmod TEyw gul, där m är ett udda heltal större än 1 (m = 3, 5, 7 osv.) och k är ett positivt heltal (k = 1, 2, 3 osv.) och där m-2k är positivt.
2. Applikator enligt krav 1, varvid avklingningsmoden har ett avklingningsdjup ungefärligen lika med applika- torns longitudinella (z) utsträckning.
3. Applikator enligt krav l, innefattande två parallel- la matningsslitsar anordnade i applikatorns tak, vilka kopplar applikatorn till en matningsvågledare.
4. Applikator enligt krav 3, varvid matningsvágledaren är en TEN-vàgledare.
5. Applikator enligt krav 4, varvid varje slits har måtten 6OXl2 mm, avpassat för funktion vid ISM-frekvensen 2450 MHz.
6. Applikator enligt något av kraven 3, 4 eller 5, vi- dare innefattande en metallstub centralt anordnad i våg- ledaren mellan matningsslitsarna.
7. Applikator enligt krav 6, varvid dimensionerna hos Vmetallstuben är l0X20X12 mm i x-, y- respektive z- riktningarna, avpassat för funktion vid ISM-frekvensen 2450 MHz. Q 10 15 20 25 30 35 526 169 15
8. Applikator enligt något av föregående krav, innefat- tande åtminstone två metallstavar eller plåtar som går mellan motsatta applikatorväggar.
9. Applikator enligt något av föregående krav, innefat- tande organ för minskning av oönskad utbredning av LSM- vågor under en last placerad under applikatorn.
10. Applikator enligt krav 9, varvid nämnda organ för minskning av oönskad utbredning av LSM-vågor innefattar en korrugerad metallplåt eller metallprofiler.
11. Applikator enligt krav 10, varvid nämnda korrugerade metallplåt eller metallprofiler har en höjd av 7 till 15 mm, avpassat för funktion vid ISM-frekvensen 2450 MHz.
12. Applikator enligt något av föregående krav, varvid applikatorns öppna ände är krökt till cylindrisk form.
13. Mikrovågsvärmningsarrangemang innefattande åtminsto- ne två mikrovågsapplikatorer enligt något av de föregåen- de kraven, varvid dessa åtminstone två applikatorer är anordnade motsatt varandra för värmning av en last som är placerad mellan dessa.
14. Arrangemang enligt krav 13, varvid nämnda åtminstone två applikatorer är sidledes förskjutna med en kvarts ap- plikatorvåglängd.
15. Mikrovågsvärmningsarrangemang innefattande ett fler- tal mikrovågsapplikatorer enligt något av kraven 1-11, varvid nämnda applikatorer är anordnade sida vid sida i en cylindrisk konfiguration.
16. Arrangemang enligt krav 15, varvid varje applikator har en cylindriskt krökt öppen ände.
SE0302337A 2003-09-02 2003-09-02 Mikrovågsvärmningsapplikator SE526169C2 (sv)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302337A SE526169C2 (sv) 2003-09-02 2003-09-02 Mikrovågsvärmningsapplikator
EP04775367A EP1661437B1 (en) 2003-09-02 2004-09-02 Microwave heating applicator
DE602004017335T DE602004017335D1 (de) 2003-09-02 2004-09-02 Mikrowellen-erwärmungsapplikator
PCT/SE2004/001262 WO2005022956A1 (en) 2003-09-02 2004-09-02 Microwave heating applicator
ES04775367T ES2317041T3 (es) 2003-09-02 2004-09-02 Aplicador de calor por microondas.
PL04775367T PL1661437T3 (pl) 2003-09-02 2004-09-02 Aplikator mikrofalowy do nagrzewania
AU2004302755A AU2004302755B2 (en) 2003-09-02 2004-09-02 Microwave heating applicator
US10/570,139 US7964828B2 (en) 2003-09-02 2004-09-02 Microwave heating applicator
DK04775367T DK1661437T3 (da) 2003-09-02 2004-09-02 En applikator for opvarming ved hjælp af mikrobölger
AT04775367T ATE412332T1 (de) 2003-09-02 2004-09-02 Mikrowellen-erwärmungsapplikator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302337A SE526169C2 (sv) 2003-09-02 2003-09-02 Mikrovågsvärmningsapplikator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0302337D0 SE0302337D0 (sv) 2003-09-02
SE0302337L SE0302337L (sv) 2005-03-03
SE526169C2 true SE526169C2 (sv) 2005-07-19

Family

ID=28673230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0302337A SE526169C2 (sv) 2003-09-02 2003-09-02 Mikrovågsvärmningsapplikator

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7964828B2 (sv)
EP (1) EP1661437B1 (sv)
AT (1) ATE412332T1 (sv)
AU (1) AU2004302755B2 (sv)
DE (1) DE602004017335D1 (sv)
DK (1) DK1661437T3 (sv)
ES (1) ES2317041T3 (sv)
PL (1) PL1661437T3 (sv)
SE (1) SE526169C2 (sv)
WO (1) WO2005022956A1 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069979A1 (en) 2005-12-13 2007-06-21 Exh Llc Microwave heating applicator

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7518092B2 (en) * 2007-03-15 2009-04-14 Capital Technologies, Inc. Processing apparatus with an electromagnetic launch
DE102007042342A1 (de) * 2007-09-06 2009-04-09 Becker Technologies Gmbh Abschirmvorrichtung für elektromagnetische Strahlung
JPWO2013018358A1 (ja) * 2011-08-04 2015-03-05 パナソニック株式会社 マイクロ波加熱装置
KR101290570B1 (ko) * 2012-03-06 2013-07-31 삼성코닝정밀소재 주식회사 고주파 가열 장치
ITRE20130028A1 (it) * 2013-04-17 2014-10-18 Inermax S R L Sistema emettitore di microonde
DE102014106031A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Topinox Sarl Verfahren zur Unterteilung eines Garraumes und Gargerät
DE102014106029A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Topinox Sarl. Mikrowellengargerät mit Abtrennelement
US10893581B2 (en) 2014-06-30 2021-01-12 Goji Limited Heating of objects by microwave energy
DE102015214414B4 (de) * 2015-07-29 2020-10-22 Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und System zur Ermittlung biologischer Eigenschaften von Proben
US20170333258A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for circularly polarized microwave product treatment

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843862A (en) * 1974-01-04 1974-10-22 Gen Electric Microwave oven having tm and te modes
US5828040A (en) * 1995-05-31 1998-10-27 The Rubbright Group, Inc. Rectangular microwave heating applicator with hybrid modes
SE512162C2 (sv) * 1998-03-16 2000-02-07 Rubbright Group Inc Mikrovågsvärmningsapparat
SE0201755D0 (sv) * 2002-06-07 2002-06-07 O Risman Improvements of hybrid mode rectangular heating applicators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069979A1 (en) 2005-12-13 2007-06-21 Exh Llc Microwave heating applicator
WO2007069980A1 (en) 2005-12-13 2007-06-21 Exh Llc Microwave heating applicator

Also Published As

Publication number Publication date
US7964828B2 (en) 2011-06-21
WO2005022956A1 (en) 2005-03-10
SE0302337L (sv) 2005-03-03
SE0302337D0 (sv) 2003-09-02
PL1661437T3 (pl) 2009-04-30
ES2317041T3 (es) 2009-04-16
US20070068937A1 (en) 2007-03-29
EP1661437B1 (en) 2008-10-22
ATE412332T1 (de) 2008-11-15
EP1661437A1 (en) 2006-05-31
DK1661437T3 (da) 2009-02-16
AU2004302755B2 (en) 2009-12-10
DE602004017335D1 (de) 2008-12-04
AU2004302755A1 (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE526169C2 (sv) Mikrovågsvärmningsapplikator
EP0985329B1 (en) Method and apparatus for electromagnetic exposure of planar or other materials
EP1329136B1 (en) Feeding of microwaves
GB2067059A (en) Method and device for heating by microwave energy
Seltzman et al. A high field side multijunction launcher with aperture impedance matching for lower hybrid current drive in DIII-D advanced tokamak plasmas
EP3518620A1 (en) Microwave oven and radiating module therefor
Jensen RF cavity design
CN105244627A (zh) 可调谐单向微波隐身器件
Yajima et al. Development of capacitively-coupled combline antennas for current drive in tokamaks
Lu et al. High power long pulse microwave generation from a metamaterial structure with reverse symmetry
US7230217B2 (en) Hybrid rectangular heating applicators
US10660166B2 (en) Microwave heating apparatus for uniformly heating objects based on near-cutoff condition
CN103096554B (zh) 微波加热装置及使用其的图像定影装置
US20120285934A1 (en) Device and method for generating a plasma by means of a traveling wave resonator
CA2987576A1 (en) Excitation and use of guided surface waves
JPH0922775A (ja) 高周波加熱装置
Ambattu et al. Analysis and control of wakefields in X-band crab cavities for Compact Linear Collider
US20090032528A1 (en) Microwave heating applicator
EP3784002B1 (en) Microwave heating device
Shi et al. Using artificial magnetic conductors to improve the efficiency of wireless power transfer
CN104078735A (zh) 利用阶梯部和阻挡部的等离子体波导
Kageyama et al. Development of high-power ARES cavities
Kai et al. Field distribution in multi-mode rectangular waveguides
Li et al. Numerical studies on locally damped structures
SE512162C2 (sv) Mikrovågsvärmningsapparat

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed