WO1998008359A1 - High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials - Google Patents

High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials Download PDF

Info

Publication number
WO1998008359A1
WO1998008359A1 PCT/EP1997/003328 EP9703328W WO9808359A1 WO 1998008359 A1 WO1998008359 A1 WO 1998008359A1 EP 9703328 W EP9703328 W EP 9703328W WO 9808359 A1 WO9808359 A1 WO 9808359A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resonator
microwave
coupled
field
geometry
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/003328
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lambert Feher
Guido Link
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
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 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh filed Critical Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
Priority to EP97930399A priority Critical patent/EP0919110B1/en
Priority to DE59704730T priority patent/DE59704730D1/en
Priority to JP51029898A priority patent/JP3299977B2/en
Publication of WO1998008359A1 publication Critical patent/WO1998008359A1/en
Priority to US09/241,641 priority patent/US6072168A/en

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
    • 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
    • H05B6/6402Aspects relating to the microwave cavity

Definitions

  • the invention relates to a high-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials. It should be used to sinter ceramics or to dry materials. This works better the more homogeneous the field distribution in the interior of the resonator or in the microwave oven.
  • the DE 43 13 806 describes a device for heating materials by microwaves.
  • the device consists of a heating chamber through which the material to be processed is transported.
  • the heating chamber has a wall part that is concavely curved.
  • the coupled microwave is reflected on this and focused on the material volume to be heated.
  • a comparable device is shown in WO 90/03714.
  • the heating chamber is used to heat the food in order to try to provide the food volume to be heated with a more uniform temperature field.
  • JP 4-137391 the heating chamber is extended by a second reflection wall opposite the first reflection wall, with which the aim is to fill the process volume with a reinforced, uniform field in order to achieve a uniform heating of the object.
  • No. 5,532,462 describes a cylindrical reaction vessel, the interior of which is etched with microwave energy.
  • the multi-od microwave coupled into the vessel so that it is absorbed and reflected on the inner wall, and zar derat that the absorption and reflection take place helically progressively.
  • the inside of the boiler should be heated evenly.
  • the invention is based on the object of avoiding strong inhomogeneous field increases (caustics) in a resonator which is used as a microwave oven, and distributing the pinging microwave beam through an external geometry in the volume in order to be able to expose a material to be warmed up, burned or sintered to a largely homogeneous field.
  • the object is achieved by a high-mode microwave resonator according to claim 1.
  • the resonator is a prismatic cavity with an even polygonal cross section that is symmetrical with respect to its longitudinal axis. All surface segments of the resonator are flat or equivalent, topologically flat. As a result, the coupled-in microwave beam always remains divergent in the event of reflections on the resonator wall and is not repeatedly focused as in the case of circular-cylindrical and spherical geometries.
  • the beam is divided into two symmetrical halves, since the beam axis from the microwave coupling window initially falls on the closest, common edge of two lateral surface segments. This results in a first strong fanning out after the first reflection, which is not achieved when the beam is first reflected on only one flat wall segment.
  • the MiRa code was developed as a gridless analytical computer method with which complex resonator geometries can be examined.
  • a beam formalism that represents the complete properties for electromagnetic fields in the steady state provides the theoretical basis for this code. This allows the description of a monochromatic, harmonically changing wave field with the vector potential
  • a (x, t) A (x) e -iwt .
  • the symmetrical hexagonal cross section of the resonator is characterized because with it the best result was achieved with regard to the homogeneous field distribution of the smallest fluctuation and thus the resonator volume can be used almost completely as the working volume.
  • Other even polygonal resonator cross sections do not show this quality in terms of field homogeneity.
  • an octagonal resonator cross-section is still considerably cheaper for the development of a homogeneous field than the geometries mentioned in the prior art, even if they still have a mode stirrer inside the resonator.
  • the inner walls of the resonator are metallic or covered with a metallic layer, which makes them a mirror for the microwave, which reflects better the higher the electrical conductivity of the walls.
  • they must be stable in the process environment, ie they must be chemically inert to the contacting atmosphere, and they must be cooled in order to withstand thermal loads, which mainly result from radiation and more or less subordinate to convection.
  • a material such as silver or copper or gold or stainless steel or an otherwise suitable metallic material is used as the wall or inner wall coating for the resonator (claim 3).
  • the microwave is coupled into the resonator from one of the two flat end faces.
  • the coupling opening lies outside the center of the end face (claim 4), so that there is a common edge of two abutting jacket segments which is closest to the coupling opening.
  • the beam axis emanating from the coupling opening runs to this edge and there is initially divided into two beam axes during the first reflection, which mirror images of one another until the second reflection.
  • the resonator Due to the homogeneous field distribution achieved in the stationary state, the resonator is now very well suited as a microwave oven for sintering ceramic substances. However, other objects can also be heated or dried or simply tempered (claim 5).
  • a quasi-optical beam with a Gaussian beam profile or a microwave beam coming close to this profile is coupled into the resonator (claim 6).
  • FIG. 1b projection of the injected beam parallel to the resonator axis
  • FIG. 2 shows the microwave oven with a hexagonal applicator insert and edge loading by the microwave
  • FIG. 3 dependence of the field homogeneity and energy density in the working volume on the order of the polygonal cross-section and the type of wall application
  • FIG. 4 Block diagram of the field calculation with the MiRa code.
  • the microwave beam 2 enters the resonator 1 through the coupling opening 3 in the lower end face 4 in FIG.
  • the first beam part entering the resonator 1 is inclined at an angle a to the end face 4 with the coupling opening 3. It is aligned so that it meets the closest edge of the two abutting, flat polygon surfaces.
  • the beam 2 is reflected for the first time on these two abutting polygon surfaces and simultaneously divided into two parts that are symmetrical to one another.
  • the interior of the resonator 1 is filled more and more uniformly by the always divergent beam path with increasing reflections.
  • the microwave oven consists of a cylindrical structure 6 with two connecting pieces 7 and 8, of which one 8 attaches to the lateral surface and serves for temperature measurement and pumping out or flooding the interior of the resonator and the second 7 obliquely attaches to one of the two end faces 4 .
  • the microwave 2 is coupled into the interior of the resonator via the latter. Therefore, it is also completed with the coupling window 9 at the joint to the beam-guiding waveguide.
  • the inside of the original cylinder 6 is designed from end face 4 to end face 4 with the applicator insert 10 having a hexagonal cross section.
  • the applicator 10 is rotated so far about the cylinder axis that the incident beam axis 5 falls on the closest edge of two abutting polygon walls of the applicator insert 10. So that he- the first symmetrical division of the incident microwave beam 2 then follows.
  • the MiRa code as an instrument for determining and designing the optimal resonator geometry is a crucial tool. Its essential features and its basic use are explained in FIG. 4. The more detailed connections of this code are in the above. Literature comprehensible by the authors H. Feher et al. described. Essentially, a resonator model with a polygonal cross section is initially assumed, modeled and used to calculate the field distribution occurring in this resonator geometry. The numerical calculation is carried out using the MiRa field calculation, in which the microwave 2 entering the resonator 1 is followed optically. The successive field filling in the resonator 1 can finally u. a. represent video suitable so that z. B. as a result, the longitudinal and cross-sectional development of the field distribution inside the resonator can be demonstrated.
  • the aim is to keep the energy density in the defined working volume as large as possible, while at the same time little variation in the field strength values around the mean value (homogeneous distribution).
  • the working volume for comparison of the conditions, is defined as the continuous volume, which has the best field quality with the original cylindrical geometry.
  • the normalized scatter is shown in FIG. With the hexagonal applicator, the prediction results that the least scatter with the highest possible energy density is to be expected. This finding has been confirmed experimentally, namely that there is a large-scale, completely homogeneous blackening of the thermal papers brought into the resonator in all measured levels up to the applicator wall. The preliminary calculations are thus confirmed by the experiment, so that the MiRa code is characterized by a high degree of reliability. Calculations for higher-order polygonal cross sections converge rapidly in the scattering behavior of the resonator field against the cylinder geometry.
  • the ratio for the mean energy and scatter of the original (cylinder) geometry can be seen when the mode stirrer is at a standstill.
  • the second bar shows the profit from a running mode stirrer, which rotates so quickly that the fluctuation due to the individual positions of the mode stirrer can no longer be proven.
  • the original configuration can be viewed in terms of scatter and available energy density comparable to a cubic (square resonator cross-section) applicator geometry, but here the homogeneity is achieved without a technical aid such as a mode stirrer or a diffuser.
  • the polygons starting with a square cross section, were inscribed in the cylindrical cross section of the original resonator.
  • the volume increases with an increasing number of edges and consequently the energy density available in the volume decreases with the same coupled power. This is particularly evident in the Pentagon.
  • For even-numbered polygonal cross-sections there is a clear decrease in the scatter from the original geometry without a running mode stirrer, through the square cross-section up to the hexagonal cross-section. Only then does the scatter increase again, but is consistently better for the even-numbered polygons than for wall application.
  • the standardized field scatter for odd-numbered polygons is significantly stronger.
  • the standardized scatter for polygonal cross-sections of higher order quickly converges to the original geometry without a running mode stirrer.

Abstract

The invention concerns a furnace for sintering material, said furnace being an overdimensioned microwave resonator. The design of the resonator interior permits a homogeneous field-distribution of the microwave coupled-in obliquely via a front face. Numerical calculations, the MIRA code, have established the optimum resonator geometry to be that with a hexagonal cross-section. In this geometry, the microwave is coupled in such that the beam axis of the coupling-in beam part is divided symmetrically at the closest edge of two abutting wall segments. In this way, the microwave beam is widened for the first time here and is then always widened each time it is reflected. Field magnifications in the resonator are thus prevented, and the field distribution in almost the entire resonator volume is largely homogeneous. The prerequisite for uniform heating of the sinter material introduced into the resonator is thus satisfied. A field distribution which is similar but not quite as good can be attained with a resonator having octagonal geometry. Cross-sections of an even higher order converge rapidly into cylindrical geometry which is affected by caustics.

Description

Hoctunodiger Mikrowellenresonator für die Hochtemperaturbehandlung von WerkstoffenHoctunodiger microwave resonator for the high temperature treatment of materials
Die Erfindung betrifft einen hochmodigen Mikrowellenresonator für die Hochtemperaturbehandlung von Werkstoffen. Mit ihm sollen Keramiken gesintert oder Materialien getrocknet werden können. Dies gelingt um so besser, je homogener die Feldverteilung im Resonatorinnern oder dem Mikrowellenofen ist.The invention relates to a high-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials. It should be used to sinter ceramics or to dry materials. This works better the more homogeneous the field distribution in the interior of the resonator or in the microwave oven.
In der DE 43 13 806 wird eine Vorrichtung zum Erhitzen von Materialien durch Mikrowellen beschrieben. Die Vorrichtung besteht aus einer Heizkammer, durch die hindurch das zu prozessierende Material transportiert wird. Die Heizkammer hat ein Wandteil, das konkav gekrümmt ist. An dieser wird die eingekoppelte Mikrowelle reflektiert und auf das zu erwärmende Materialvolumen fokussiert.DE 43 13 806 describes a device for heating materials by microwaves. The device consists of a heating chamber through which the material to be processed is transported. The heating chamber has a wall part that is concavely curved. The coupled microwave is reflected on this and focused on the material volume to be heated.
Eine vergleichbare Einrichtung zeigt die WO 90/03714. Dort dient die Heizkammer zur Speisenerwärmung, um zu versuchen das zu erwärmende Speisenvolumen mit einem gleichmäßigeren Temperaturfeld zu versehen.A comparable device is shown in WO 90/03714. There the heating chamber is used to heat the food in order to try to provide the food volume to be heated with a more uniform temperature field.
In der JP 4-137391 ist die Heizkammer um eine der ersten Reflexionswand gegenüber liegende zweite Reflexionswand erweitert, womit angestrebt wird das Prozeßvolumen mit einem verstärkten, gleichäßigen Feld zu erfüllen, um damit eine gleichmäßige Aufheizung des Gegenstands zu erreichen.In JP 4-137391 the heating chamber is extended by a second reflection wall opposite the first reflection wall, with which the aim is to fill the process volume with a reinforced, uniform field in order to achieve a uniform heating of the object.
In der US 5,532,462 wird ein zylindrisches Reaktionsgefäß beschrieben, dessen Inneres mit Mikrowellenenergie geizt wird. Hierzu die Multi od-Mikrowelle in das Gefäß derart eingekoppelt, daß sie an der Innenwand absorbiert und reflektiert wird, und zar derat, daß die Absorption und Reflektion helikal fortschreitend erfolgen. Das Kesselinnere soll so gleichmäßig geheizt werden. Inhomogene Feldverteilungen führen beim Sintern von Keramiken zu unterschiedlichen Dichten innerhalb einer Charge und zu inhomogenen Verdichtungen in einzelnen Proben, die letztlich mechanische Spannungen hervorrufen, die die Formteile deformieren oder gar zertrümmern. Diese Problematik und die daraus gezogene Erkenntnis, daß eine gleichmäßige Volumenheizung u. a. bei Sinterprozessen von bedeutendem Vorteil und großer Bedeutung bei der thermischen Materialprozessierung sind, werden in dem Aufsatz "Microwave Sintering of Zirconia-Toughened Alu ina Co posites" von H. D. Ki rey et al. abgehandelt (Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 189, 1991 Material Research Sosiety, Seiten 243 bis 255) . Es werden zwei hochmodige, zylindrische Mikrowellenöfen betrieben, der eine bei 2.45 GHz und der andere bei 28 GHz. Erfolgreich war der Sinterprozeß nur bei der hohen Frequenz .No. 5,532,462 describes a cylindrical reaction vessel, the interior of which is etched with microwave energy. For this purpose, the multi-od microwave coupled into the vessel so that it is absorbed and reflected on the inner wall, and zar derat that the absorption and reflection take place helically progressively. The inside of the boiler should be heated evenly. When sintering ceramics, inhomogeneous field distributions lead to different densities within a batch and to inhomogeneous densifications in individual samples, which ultimately cause mechanical stresses that deform or even shatter the molded parts. This problem and the knowledge gained from it that uniform volume heating, inter alia in sintering processes, are of significant advantage and great importance in thermal material processing are described in the article "Microwave Sintering of Zirconia-Toughened Alu ina Co posites" by HD Ki rey et al. dealt with (Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 189, 1991 Material Research Sosiety, pages 243 to 255). Two high-fashion, cylindrical microwave ovens are operated, one at 2.45 GHz and the other at 28 GHz. The sintering process was successful only at the high frequency.
Anläßlich des MRS Spring Meeting in San Francisco, April llth, 1996 (Symp. Microwave Processing of Materials V) berichteten L. Feher et al. unter dem Titel "The MiRa/THESIS 3D-Code Package for Resonator Design and Modeling of Millimeter-Wave Material Processing" über die Simulation der Feldverteilung in einem vom IAP in Nizhny Novgorod benutzten Design eines hoch- modigen, zylindrischen Resonators mit sphärischem Deckel. Es wird darin gezeigt, daß Resonatoren mit kreiszylindrischer oder sphärischer Geometrie eine durchweg verbesserungsbedürftige Feldverteilungen haben. Aufgrund ihrer Topologie treten Fokussierungen des Feldes im Resonatorinnern zwangsläufig auf, so daß im Vergleich zum Resonatorvolumen nur ein verhältnismäßig kleines Arbeitsvolumen mit einigermaßen homogener Feldverteilung bleibt. Zusätzliche technische Maßnahmen wie Moden- rührer und diffuse Flächen (Streuflächen) bringen zwar Verbesserung, die aber für die gewerbliche bzw. industrielle Anwendung mit zu hohem Aufwand verbunden sind.On the occasion of the MRS Spring Meeting in San Francisco, April 11th, 1996 (Symp. Microwave Processing of Materials V), L. Feher et al. entitled "The MiRa / THESIS 3D Code Package for Resonator Design and Modeling of Millimeter-Wave Material Processing" on the simulation of the field distribution in a design of a high-fashion, cylindrical resonator with a spherical cover used by the IAP in Nizhny Novgorod. It is shown that resonators with circular cylindrical or spherical geometry have field distributions that need to be improved throughout. Due to their topology, focusing of the field inside the resonator inevitably occurs, so that compared to the resonator volume, only a relatively small working volume with a reasonably homogeneous field distribution remains. Additional technical measures such as fashion stirrers and diffuse surfaces (scattered surfaces) bring improvements, but they are too expensive for commercial or industrial use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, starke inhomogene Feldüberhöhungen (Kaustiken) in einem Resonator, der als Mikrowellenofen verwendet wird, zu vermeiden und einen einkop- pelnden Mikrowellenstrahl durch eine äußere Geometrie im Volumen zu verteilen, um dadurch ein aufzuwärmendes oder zu brenn- nendes bzw. zu sinterndes Gut einem weitgehend homogenen Feld aussetzen zu können.The invention is based on the object of avoiding strong inhomogeneous field increases (caustics) in a resonator which is used as a microwave oven, and distributing the pinging microwave beam through an external geometry in the volume in order to be able to expose a material to be warmed up, burned or sintered to a largely homogeneous field.
Die Aufgabe wird durch einen hochmodigen Mikrowellenresonator gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a high-mode microwave resonator according to claim 1.
Der Resonator ist ein prismatischer, bezüglich seiner Längsachse symmetrischer Hohlraum mit geradzahlig polygonalem Querschnitt. Alle Flächensegmente des Resonators sind eben oder gleichbedeutend, topologisch flach. Dadurch bleibt der eingekoppelte Mikrowellenstrahl bei Reflexionen an der Resonatorwand stets divergent und wird nicht wie bei kreiszylindrischen und sphärischen Geometrien immer wieder fokussiert.The resonator is a prismatic cavity with an even polygonal cross section that is symmetrical with respect to its longitudinal axis. All surface segments of the resonator are flat or equivalent, topologically flat. As a result, the coupled-in microwave beam always remains divergent in the event of reflections on the resonator wall and is not repeatedly focused as in the case of circular-cylindrical and spherical geometries.
Bei der ersten Reflexion erfährt der Strahl eine Aufteilung in zwei symmetrische Hälften, da die Strahlachse vom Mikrowellenkoppelfenster zunächst auf die nächstliegende, gemeinsame Kante zweier Mantelflächensegmente fällt. Damit erreicht man eine erste starke Auffächerung nach der ersten Reflektion, die bei erster Reflektion des Strahls an nur einem ebenen Wandsegment nicht erreicht wird.At the first reflection, the beam is divided into two symmetrical halves, since the beam axis from the microwave coupling window initially falls on the closest, common edge of two lateral surface segments. This results in a first strong fanning out after the first reflection, which is not achieved when the beam is first reflected on only one flat wall segment.
Plausibel scheint zunächst, wenn der eingekoppelte Strahl stets derart reflektiert wird, daß eine Auffächerung erfolgt. Dann können ungebührliche Feldüberhöhungen, wie sie bei reiner Zylindergeometrie durch Fokussiereffekt auftreten, nicht zustande kommen. In Folge davon muß bei einer Resonatorgeometrie mit polygonalem Querschnitt nicht zu hoher Ordnung ein im Vergleich zur Zylindergeometrie viel größeres Nutzvolumen (auch Arbeits- oder Prozeßvolumen) zu erreichen sein.It initially seems plausible if the injected beam is always reflected in such a way that a fanning out takes place. Then improper field elevations, as they occur in pure cylinder geometry due to the focusing effect, cannot occur. As a result, in the case of a resonator geometry with a polygonal cross section, it is not necessary to achieve a higher order than the cylinder geometry, and a much larger usable volume (including work or process volume) can be achieved.
Feldberechnungen mit einem speziell entwickelten Computerprogramm bestätigen diese Plausibilitätsbetrachtung. Zu diesem Zweck wurden Resonatordesignstudien mit diesem Computerprogramm, dem MiRa-Code (Microwave Raytracer) , unter verschie- denen polygonalen Geometrien als meistversprechend ausgewählt. Der MiRa-Code dient zur Berechnung stationärer Wellenfelder und zeigt gute Übereinstimmung mit entsprechend realisierten Resonatoren.Field calculations with a specially developed computer program confirm this plausibility check. For this purpose, resonator design studies using this computer program, the MiRa code (Microwave Raytracer), were carried out under various selected polygonal geometries as the most promising. The MiRa code is used to calculate stationary wave fields and shows good agreement with correspondingly implemented resonators.
Der MiRa-Code wurde als ein gitterloses analytisches Rechnerverfahren entwickelt mit dem komplexe Resonatorgeometrien untersucht werden können. Ein Strahlformalismus, der die kompletten Eigenschaften für elektromagnetische Felder im stationären Zustand repräsentiert, liefert die theoretische Basis für diesen Code. Dies erlaubt die Beschreibung eines monochromatischen, sich harmonisch ändernden Wellenfeld mit dem VektorpotentialThe MiRa code was developed as a gridless analytical computer method with which complex resonator geometries can be examined. A beam formalism that represents the complete properties for electromagnetic fields in the steady state provides the theoretical basis for this code. This allows the description of a monochromatic, harmonically changing wave field with the vector potential
A(x, t) = A(x) e-iwt.A (x, t) = A (x) e -iwt .
Unter Einbeziehung von Eichtransformationen ist die BedingungIncluding calibration transformations is the condition
(x, t) = O(x, t) = O
immer einzuhalten (siehe nochmals o. e. MRS Spring Meeting 1996, insbesondere "Optical field calculations with the Mira- Code") .always to be observed (see again MRS Spring Meeting 1996, especially "Optical field calculations with the Mira Code").
Im abhängigen Anspruch 2 wird der symmetrisch hexagonale Querschnitt des Resonators gekennzeichnet, weil mit ihm hinsichtlich der homogenen Feldverteilung geringster Schwankung das beste Ergebnis erreicht wurde und damit das Resonatorvolumen fast vollständig als Arbeitsvolumen benutzt werden kann. Andere geradzahlig polygonale Resonatorquerschnitte zeigen hinsichtlich der Feldhomogenität nicht diese Qualität. Dennoch, ein oktagonaler Resonatorquerschnitt ist immer noch wesentlich günstiger für die Ausprägung eines homogenen Feldes als die zum Stand der Technik angeführten Geometrien, selbst wenn sie noch einen Modenrührer im Resonatorinnern haben. Die Innenwände des Resonators sind metallisch oder mit einer metallischen Schicht bedeckt, wodurch sie für die Mikrowelle ein Spiegel sind, der um so besser reflektiert, je höher die elektrische Leitfähigkeit der Wände ist. Darüber hinaus müssen sie in der Prozeßumgebung beständig, d. h. für die berührende Atmosphäre chemisch inert sein und müssen gekühlt werden, um bei thermischer Belastung, die überwiegend von Strahlung und mehr oder weniger untergeordnet von Konvektion herrührt, standzuhalten. Je nach Einsatzfall wird ein Material wie Silber oder Kupfer oder Gold oder Edelstahl oder ein sonstwie geeignetes metallisches Material als Wand oder Innenwandbe- schichtung für den Resonator eingesetzt (Anspruch 3) .In dependent claim 2, the symmetrical hexagonal cross section of the resonator is characterized because with it the best result was achieved with regard to the homogeneous field distribution of the smallest fluctuation and thus the resonator volume can be used almost completely as the working volume. Other even polygonal resonator cross sections do not show this quality in terms of field homogeneity. Nevertheless, an octagonal resonator cross-section is still considerably cheaper for the development of a homogeneous field than the geometries mentioned in the prior art, even if they still have a mode stirrer inside the resonator. The inner walls of the resonator are metallic or covered with a metallic layer, which makes them a mirror for the microwave, which reflects better the higher the electrical conductivity of the walls. In addition, they must be stable in the process environment, ie they must be chemically inert to the contacting atmosphere, and they must be cooled in order to withstand thermal loads, which mainly result from radiation and more or less subordinate to convection. Depending on the application, a material such as silver or copper or gold or stainless steel or an otherwise suitable metallic material is used as the wall or inner wall coating for the resonator (claim 3).
Die Einkopplung der Mikrowelle in den Resonator erfolgt von einer der beiden ebenen Stirnseiten. Die Einkoppelöffnung liegt außerhalb des Zentrums der Stirnseite (Anpruch 4), so daß es eine gemeinsame Kante zweier aneinanderstoßender Mantelsegmente gibt, die der Einkopplungsöffnung am nächsten liegt. Zu dieser Kante läuft die von der Einkopplungsöffnung ausgehende Strahlachse und teilt sich dort bei der ersten Reflexion zunächst in zwei Strahlachsen auf, die bis zur zweiten Reflexion spiegelbildlich zueinander verlaufen.The microwave is coupled into the resonator from one of the two flat end faces. The coupling opening lies outside the center of the end face (claim 4), so that there is a common edge of two abutting jacket segments which is closest to the coupling opening. The beam axis emanating from the coupling opening runs to this edge and there is initially divided into two beam axes during the first reflection, which mirror images of one another until the second reflection.
Durch die erreichte homogene Feldverteilung im stationären Zustand ist jetzt der Resonator als Mikrowellenofen sehr gut zur Sinterung keramischer Substanzen geeignet. Es können aber durchaus auch andere Gegenstände ausgeheizt oder getrocknet oder einfach temperiert werden (Anspruch 5) .Due to the homogeneous field distribution achieved in the stationary state, the resonator is now very well suited as a microwave oven for sintering ceramic substances. However, other objects can also be heated or dried or simply tempered (claim 5).
In den Resonator wird ein quasioptischer Strahl mit gaußschem Strahlprofil oder ein diesem Profil nahekommender Mikrowellenstrahl eingekoppelt (Anspruch 6) .A quasi-optical beam with a Gaussian beam profile or a microwave beam coming close to this profile is coupled into the resonator (claim 6).
Die Vorteile des prismatischen Resonators mit geradzahligem, symmetrisch polygonalem Querschnitt und der gegen die Längsachse geneigten Strahleinkopplung mit anschließender symmetrischer Strahlaufteilung nach der ersten Reflexion hat sich nach auf den MiRa-Code gestützte Vorhersagen als optimal und vorteilhaft herausgestellt. Die theoretischen Befunde wurden experimentell bestätigt. Vor allem können weitere bekannte technische Hilfsmittel wie der Modenrührer und Streuscheiben (Diffusoren) entfallen. Sie bringen keine zusätzliche Verbesserung mehr. Damit ist die Voraussetzung für eine gleichmäßige Verarbeitung mehrerer zu glühender oder zu brennender Körper, sogenannte Grünkörper, geschaffen und der industrielle Einsatz nahegelegt.The advantages of the prismatic resonator with an even, symmetrical polygonal cross-section and the beam coupling inclined against the longitudinal axis with subsequent symmetrical beam splitting after the first reflection has been found after predictions based on the MiRa code were found to be optimal and advantageous. The theoretical findings have been confirmed experimentally. Above all, other known technical aids such as the mode stirrer and spreading disks (diffusers) can be omitted. They no longer bring any additional improvement. This creates the prerequisite for uniform processing of several bodies to be glowed or burned, so-called green bodies, and suggests industrial use.
Das im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben Aus- führungsbeispiel der Erfindung ist als Ofen für die Keramiksinterung vorgesehen.The exemplary embodiment of the invention described in more detail below with reference to the drawing is intended as an oven for ceramic sintering.
Es zeigt:It shows:
Figur la Projektion des eingekoppelten Strahls senkrecht zurFigure la projection of the injected beam perpendicular to
Resonatorachse,Resonator axis,
Figur lb Projektion des eingekoppelten Strahls parallel zur Resonatorachse,FIG. 1b projection of the injected beam parallel to the resonator axis,
Figur 2 der Mikrowellenofen mit hexagonalem Applikatoreinsatz und Kantenbeaufschlagung durch die Mikrowelle,FIG. 2 shows the microwave oven with a hexagonal applicator insert and edge loading by the microwave,
Figur 3 Abhängigkeit der Feldhomogenität und Energiedichte im Arbeitsvolumen von der Ordnung des polygonalen Querschnitts und der Art der Wandbeaufschlagung,FIG. 3 dependence of the field homogeneity and energy density in the working volume on the order of the polygonal cross-section and the type of wall application,
Figur 4 Blockdiagramm der Feldberechnung mit dem MiRa-Code.Figure 4 Block diagram of the field calculation with the MiRa code.
Der in den Resonator 1 mit hexagonalem Querschnitt einkoppelnde, quasioptische Mikrowellenstrahl 2 wird in den beiden Figuren la und lb strahloptisch vereinfacht mit den beiden ersten Reflexionen dargestellt. Der Mikrowellenstrahl 2 tritt in den Resonator l durch die Einkoppelöffnung 3 in der in der Figur la unteren Stirnfseite 4 ein. Die Strahlachse 5 des in den Resonator 1 eintretenden, ersten Strahlteils ist mit einem Winkel a zur Stirnseite 4 mit dem Einkoppelöffnung 3 geneigt. Sie ist so ausgerichtet, daß sie auf die nächstliegende Kante der zwei aneinanderstoßenden, ebenen Polygonflächen stößt. An diesen beiden aneinanderstoßenden Polygonflächen wird der Strahl 2 erstmalig reflektiert und gleichzeitig in zwei zueinander symmetrische Teile aufgeteilt. Der Innenraum des Resonators 1 wird durch den stets divergenten Strahlengang mit zunehmenden Reflexionen immer gleichmäßiger ausgefüllt.The quasi-optical microwave beam 2, which is coupled into the resonator 1 with a hexagonal cross section, is shown in a simplified manner in the two FIGS. 1 a and 1 b with the two first reflections. The microwave beam 2 enters the resonator 1 through the coupling opening 3 in the lower end face 4 in FIG. The beam axis 5 of the in The first beam part entering the resonator 1 is inclined at an angle a to the end face 4 with the coupling opening 3. It is aligned so that it meets the closest edge of the two abutting, flat polygon surfaces. The beam 2 is reflected for the first time on these two abutting polygon surfaces and simultaneously divided into two parts that are symmetrical to one another. The interior of the resonator 1 is filled more and more uniformly by the always divergent beam path with increasing reflections.
In den Figuren la und lb ist dieser Vorgang nur für die ersten beiden Reflexionen gezeigt, um anzudeuten, wie die Felderfüllung des Raumes und damit des Mikrowellenofens fortschreitet (In Wirklichkeit ist die stationäre Felderfüllung im Resonator nach dem Einkoppeln gewissermaßen sofort vorhanden) . Stärkere lokale Feldüberhöhungen (Kaustiken) werden vermieden, infolge können keine sogenannten Hotspots in den im Resonator 1 aufgeheizten Keramikformen enstehen. Die zu prozeßierenden Keramikformen werden im Arbeitsvolumen (Prozeßvolumen) des Ofens (Resonators) dem Mikrowellenfeld ausgesetzt.In Figures la and lb, this process is only shown for the first two reflections to indicate how the field filling of the room and thus of the microwave oven progresses (in reality, the stationary field filling in the resonator is almost immediately present after coupling). Stronger local field elevations (caustics) are avoided, as a result of which no so-called hot spots can arise in the ceramic molds heated in the resonator 1. The ceramic molds to be processed are exposed to the microwave field in the working volume (process volume) of the furnace (resonator).
In Figur 2 besteht der Mikrowellenofen aus einem zylindrischen Gebilde 6 mit zwei Anschlußstutzen 7 und 8, wovon der eine 8 an der Mantelfläche ansetzt und der Temperaturmessung sowie dem Auspumpen bzw. Atmosphärefluten des Resonatorinnern dient und der zweite 7 schräg an einer der beiden Stirnflächen 4 ansetzt. Über letzterem wird die Mikrowelle 2 ins Resonatorinnere eingekoppelt. Deshalb ist er auch mit dem Koppelfenster 9 an der Stoßstelle zum strahlführenden Hohlleiter abgeschlossen.In Figure 2, the microwave oven consists of a cylindrical structure 6 with two connecting pieces 7 and 8, of which one 8 attaches to the lateral surface and serves for temperature measurement and pumping out or flooding the interior of the resonator and the second 7 obliquely attaches to one of the two end faces 4 . The microwave 2 is coupled into the interior of the resonator via the latter. Therefore, it is also completed with the coupling window 9 at the joint to the beam-guiding waveguide.
Das Innere des Originalzylinders 6 ist von Stirnseite 4 zu Stirnseite 4 mit dem im Querschnitt hexagonalen Applikatorein- satz 10 koaxial ausgelegt. In Figur 2 ist der Applikator 10 soweit um die Zylinderachse gedreht, daß die einfallende Strahlachse 5 auf die nächstliegende Kante zweier sich stoßender Polygonwände des Applikatoreinsatzes 10 fällt. Damit er- folgt dann dort die erste symmetrische Aufteilung des einfallenden Mikrowellenstrahls 2.The inside of the original cylinder 6 is designed from end face 4 to end face 4 with the applicator insert 10 having a hexagonal cross section. In Figure 2, the applicator 10 is rotated so far about the cylinder axis that the incident beam axis 5 falls on the closest edge of two abutting polygon walls of the applicator insert 10. So that he- the first symmetrical division of the incident microwave beam 2 then follows.
Der MiRa-Code als Instrument zur Ermittlung und Auslegung der optimalen Resonatorgeometrie ist ein entscheidendes Werkzeug. Er ist in seinen wesentlichen Zügen und seiner grundsätzlichen Benutzung in Figur 4 erläutert. Die detaillierteren Zusammenhänge dieses Codes sind in der o. e. Literaturstelle nachvollziehbar von den Autoren H. Feher et al. beschrieben. Im wesentlichen wird zunächst ein Resonatormodell mit polygonalem Querschnitt angenommen, modelliert und zur Berechnung der in dieser Resonatorgeometrie auftretenden Feldverteilung herangezogen. Die numerische Kalkulation erfolgt mit der MiRa-Feldbe- rechnung, in der die in den Resonator 1 eintretende Mikrowelle 2 strahloptisch verfolgt wird. Die sukzessive Felderfüllung im Resonator 1 läßt sich schließlich u. a. videogeeignet darstellen, so daß z. B. als ein Ergebnis die Längs- und Querschnittsentwicklung der Feldverteilung im Resonatorinnern vorgeführt werden kann.The MiRa code as an instrument for determining and designing the optimal resonator geometry is a crucial tool. Its essential features and its basic use are explained in FIG. 4. The more detailed connections of this code are in the above. Literature comprehensible by the authors H. Feher et al. described. Essentially, a resonator model with a polygonal cross section is initially assumed, modeled and used to calculate the field distribution occurring in this resonator geometry. The numerical calculation is carried out using the MiRa field calculation, in which the microwave 2 entering the resonator 1 is followed optically. The successive field filling in the resonator 1 can finally u. a. represent video suitable so that z. B. as a result, the longitudinal and cross-sectional development of the field distribution inside the resonator can be demonstrated.
Zur Ofenauslegung ist es das Bestreben, die Energiedichte im definierten Arbeitsvolumen möglichst groß zu halten, bei gleichzeitiger geringer Streuung der Feldstärkewerte um den Mittelwert (homogene Verteilung) . Das Arbeitsvolumen, zum Vergleich der Bedingungen, wird als das zusammenhängende Volumen definiert, das bei der zylindrischen Originalgeometrie die beste Feldqualität aufweist. Durch die Studie mit dem MiRa-Code zur Untersuchung der Feldhomogenität verschiedener prismatischer Applikatordesigns zeigte sich ein Optimum für die hexa- gonale Struktur mit Kantenbeaufschlagung gemäß Figuren la, b und 2b. Hier ist das VerhältnisWhen designing the furnace, the aim is to keep the energy density in the defined working volume as large as possible, while at the same time little variation in the field strength values around the mean value (homogeneous distribution). The working volume, for comparison of the conditions, is defined as the continuous volume, which has the best field quality with the original cylindrical geometry. The study with the MiRa code for examining the field homogeneity of various prismatic applicator designs showed an optimum for the hexagonal structure with edge loading according to FIGS. La, b and 2b. Here is the relationship
(Streuung der Energiedichte im Arbeitsvolumen) : (im Arbeitsvolumen zur Verfügung stehende mittlere Energiedichte)(Scattering of the energy density in the work volume): (Average energy density available in the work volume)
minimal. In der Figur 3 ist der auf das Maximum (ungünstigste Fall) normierte Quotient für Kanten- bzw. Wandbeaufschlagung dargestellt. Die Kantenbeaufschlagung zeigt eine bis auf den pentagonalen Querschnitt bessere homogene Energieausbeute.minimal. In FIG. 3, the quotient normalized to the maximum (worst case) for the application of edges or walls shown. The edge loading shows a better homogeneous energy yield except for the pentagonal cross section.
In Figur 3 ist die normierte Streuung gezeigt. Mit dem hexago- nalen Applikator ergibt sich die Vorhersage, daß mit ihm die geringste Streuung bei möglichst hoher Energiedichte überhaupt zu erwarten ist. Dieser Befund ist experimentell bestätigt, und zwar zeigt sich eine großräumige, vollkommen homogene Schwärzung der in den Resonator gebrachten Thermopapiere in allen gemessenen Ebenen bis zur Applikatorbewandung. Die Vorausberechnungen werden also durch das Experiment bestätigt, so daß sich der MiRa-Code durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnet. Berechnungen für polygonale Querschnitte höherer Ordnung konvergieren im Streuverhalten des Resonatorfeldes rasch gegen die Zylindergeometrie.The normalized scatter is shown in FIG. With the hexagonal applicator, the prediction results that the least scatter with the highest possible energy density is to be expected. This finding has been confirmed experimentally, namely that there is a large-scale, completely homogeneous blackening of the thermal papers brought into the resonator in all measured levels up to the applicator wall. The preliminary calculations are thus confirmed by the experiment, so that the MiRa code is characterized by a high degree of reliability. Calculations for higher-order polygonal cross sections converge rapidly in the scattering behavior of the resonator field against the cylinder geometry.
Als Balken für, Kante- Beaufschlagung durch die einkoppelnde Mikrowelle, ist das Verhältnis für die mittlere Energie und Streuung der Original- (Zylinder-) geometrie bei stillstehendem Modenrührer zu sehen. Der zweite Balken zeigt den Gewinn durch einen laufenden Modenrührer, der sich so schnell dreht, daß die Fluktuation durch die Einzelstellungen des Modenrüh- rers nicht mehr nachweisbar sind. Die Originalkonfiguration kann in Streuung und zur Verfügung stehender Energiedichte vergleichbar einer kubischen (quadratischer Resonatorquerschnitt) Applikatorgeometrie angesehen werden, allerdings ist hier die Homogenität ohne ein technisches Hilfsmittel wie Modenrührer oder Streuscheibe erreicht.As a bar for edge loading by the coupling microwave, the ratio for the mean energy and scatter of the original (cylinder) geometry can be seen when the mode stirrer is at a standstill. The second bar shows the profit from a running mode stirrer, which rotates so quickly that the fluctuation due to the individual positions of the mode stirrer can no longer be proven. The original configuration can be viewed in terms of scatter and available energy density comparable to a cubic (square resonator cross-section) applicator geometry, but here the homogeneity is achieved without a technical aid such as a mode stirrer or a diffuser.
Bei der Studie der Feldverteilung mit dem MiRa-Code hinsichtlich der experimentellen Überprüfung wurden die Polygone, mit quadratischem Querschnitt startend, in den zylindrischen Querschnitt des Originalresonators einbeschrieben. Damit steigt das Volumen mit zunehmender Kantenzahl an und folglich sinkt bei gleicher eingekoppelter Leistung die im Volumen zur Verfügung stehende Energiedichte. Dieses kommt insbesondere beim Pentagon zum Ausdruck. Es ist für polygonale Querschnitte geradzahliger Ordnung eine deutliche Abnahme der Streuung von der Originalgeometrie ohne laufenden Modenrührer über den quadratischen Querschnitt bis hin zum hexagonalen Querschnitt gegeben. Erst ab dieser steigt die Streuung wieder an, ist aber für die Polygone geradzahliger Ordnung durchweg besser als bei Wandbeaufschlagung. Bedeutend stärker ist die normierte Feldstreuung für ungeradzahlige Polygone. Es konvergiert die normierte Streuung für polygonale Querschnitte höherer Ordnung rasch gegen die Originalgeometrie ohne laufenden Modenrührer. In the study of the field distribution with the MiRa code with regard to the experimental verification, the polygons, starting with a square cross section, were inscribed in the cylindrical cross section of the original resonator. The volume increases with an increasing number of edges and consequently the energy density available in the volume decreases with the same coupled power. This is particularly evident in the Pentagon. For even-numbered polygonal cross-sections, there is a clear decrease in the scatter from the original geometry without a running mode stirrer, through the square cross-section up to the hexagonal cross-section. Only then does the scatter increase again, but is consistently better for the even-numbered polygons than for wall application. The standardized field scatter for odd-numbered polygons is significantly stronger. The standardized scatter for polygonal cross-sections of higher order quickly converges to the original geometry without a running mode stirrer.
Bezugs zeichenlisteReference character list
1 Resonator1 resonator
2 Mikrowellenstrahl, Mikrowelle2 microwave beam, microwave
3 Einkopplungsöffnung3 coupling opening
4 Stirnseite4 end face
5 Strahlachse5 beam axis
6 Zylinder, Gebilde6 cylinders, structures
7 Anschlußstutzen7 connecting pieces
8 Anschlußstutzen8 connecting pieces
9 Koppelfenster9 coupling window
10 prismatischer Hohlraum, Applikatoreinsatz 10 prismatic cavity, applicator insert

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Hochmodiger Mikrowellenresonator für die Hochtemperaturbehandlung von Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1) ein prismatischer, bezüglich seiner Längsachse symmetrischer Hohlraum mit geradzahlig polygonalem Querschnitt ist, die Mantelflächensegmente als auch die beiden Stirnseiten (4) des Resonators (1) eben sind, die Strahlachse (5) des von einer der beiden Stirnseiten (4) einzukoppelnden Mikrowellenstrahls (2) schräg auf die nächstliegende Kante zweier aneinander stoßender Mantelflächensegmente fällt, wodurch der in den Resonator (1) eingekoppelte divergente Mikrowellenstrahl (2) bei der erstmaligen Reflexion nahe der Einkopplung (3) in zwei zueinander symmetrische Reflexions- und Beugungsanteile aufgefächert wird, und bei den weiteren Reflexionen an den Resonatorinnenwänden stets aufgefächert wird, so daß im gesamten Resonatorvolumen eine weitgehend homogene Feldverteilung besteht.1. High-fashion microwave resonator for the high-temperature treatment of materials, characterized in that the resonator (1) is a prismatic, with respect to its longitudinal axis symmetrical cavity with an even polygonal cross section, the lateral surface segments and the two end faces (4) of the resonator (1) are flat , the beam axis (5) of the microwave beam (2) to be coupled in from one of the two end faces (4) falls obliquely onto the closest edge of two abutting shell surface segments, as a result of which the divergent microwave beam (2) coupled into the resonator (1) is close at the first reflection the coupling (3) is fanned out into two symmetrical reflection and diffraction components, and is always fanned out during the further reflections on the resonator inner walls, so that there is a largely homogeneous field distribution in the entire resonator volume.
2. Hochmodiger Mikrowellenresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen einer Homogenität des Feldes mit minimaler Schwankung der Querschnitt des Resonators (1) hexagonal oder oktagonal ist.2. High-fashion microwave resonator according to claim 1, characterized in that in order to achieve a homogeneity of the field with minimal fluctuation, the cross section of the resonator (1) is hexagonal or octagonal.
3. Hochmodiger Mikrowellenresonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Resonators (1) mit einem für den vorgesehenen Prozeß geeigneten metallischen Material hoher elektrischer Leitfähigkeit wie Silber oder Kupfer oder Gold oder Aluminium oder Edelstahl beschichtet sind, wodurch die Wände Spiegel für die eingekoppelte Mikrowelle (2) darstellen. 3. High-fashion microwave resonator according to claim 2, characterized in that the inner walls of the resonator (1) are coated with a suitable metal material for the intended process high electrical conductivity such as silver or copper or gold or aluminum or stainless steel, whereby the walls mirror for represent coupled microwave (2).
4. Hochmodiger Mikrowellenresonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1) ein Ofen zur Hochtemperaturbehandlung von Materialien wie Erhitzen oder Trocknen oder Sintern und/oder Verschweißen von Keramiken oder zum Tempern von Halbleitern ist.4. High-mode microwave resonator according to claim 3, characterized in that the resonator (1) is an oven for high-temperature treatment of materials such as heating or drying or sintering and / or welding of ceramics or for annealing semiconductors.
5. Hochmodiger Mikrowellenresonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkoppelfenster (3) von der Mitte der einen Stirnseite (4) versetzt angebracht ist.5. High-fashion microwave resonator according to claim 4, characterized in that the coupling window (3) is offset from the center of one end face (4).
6. Hochmodiger Mikrowellenresonator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingekoppelte Mikrowellenstrahl (2) ein quasioptischer Strahl mit gaußschem Strahlprofil oder einem diesem nahekommenden Profil ist. 6. High-mode microwave resonator according to claim 5, characterized in that the coupled microwave beam (2) is a quasi-optical beam with a Gaussian beam profile or a profile close to this.
PCT/EP1997/003328 1996-08-17 1997-06-25 High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials WO1998008359A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97930399A EP0919110B1 (en) 1996-08-17 1997-06-25 High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials
DE59704730T DE59704730D1 (en) 1996-08-17 1997-06-25 HIGH-MODEL MICROWAVE RESONATOR FOR HIGH TEMPERATURE TREATMENT OF MATERIALS
JP51029898A JP3299977B2 (en) 1996-08-17 1997-06-25 Higher order mode microwave resonators for high temperature processing of materials
US09/241,641 US6072168A (en) 1996-08-17 1999-02-01 Microwave resonator for the high temperature treatment of materials

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19633245.1 1996-08-17
DE1996133245 DE19633245C1 (en) 1996-08-17 1996-08-17 High mode microwave resonator for high temperature treatment of materials

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/241,641 Continuation-In-Part US6072168A (en) 1996-08-17 1999-02-01 Microwave resonator for the high temperature treatment of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998008359A1 true WO1998008359A1 (en) 1998-02-26

Family

ID=7802925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1997/003328 WO1998008359A1 (en) 1996-08-17 1997-06-25 High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0919110B1 (en)
JP (1) JP3299977B2 (en)
DE (2) DE19633245C1 (en)
WO (1) WO1998008359A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3566722A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-13 Cleanwood Technology S.L. Disinfection system for wood barrels

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19700141A1 (en) * 1997-01-04 1998-07-09 Gero Hochtemperaturoefen Gmbh Kiln for high temperature treatment of materials with low dielectric loss factor
DE19752728C2 (en) * 1997-11-28 1999-11-04 Karlsruhe Forschzent Rotary tube furnace heated by microwaves
DE19802745C2 (en) 1998-01-26 1999-11-25 Karlsruhe Forschzent Microwave technical ignition and combustion support device for a fuel engine
US6320170B1 (en) 1999-09-17 2001-11-20 Cem Corporation Microwave volatiles analyzer with high efficiency cavity
IT1319036B1 (en) * 1999-11-03 2003-09-23 Technology Finance Corp Pro Pr DIELECTRIC HEATING DEVICE
WO2002032831A1 (en) * 2000-10-19 2002-04-25 Japan As Represented By Director-General Of National Institute For Fusion Science Burning furnace, burnt body producing method, and burnt body
DE10329412B4 (en) * 2003-07-01 2005-09-22 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Highly modern microwave resonator for thermal processing
DE10329411B4 (en) * 2003-07-01 2006-01-19 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Microwave resonator, a process line constructed modularly from such a microwave resonator, a method for operating and by this method thermally processed objects / workpieces by means of a microwave
JP2006260915A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Masaji Miyake Electromagnetic wave heating apparatus
JP5681847B2 (en) * 2010-09-30 2015-03-11 株式会社サイダ・Fds Microwave equipment
CN102573161B (en) 2010-09-30 2016-09-21 株式会社斋田Fds Microwave device and runner pipe thereof
KR101390663B1 (en) * 2012-06-15 2014-04-30 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 Device for cavity higher order mode excitation
DE102017114102A1 (en) 2017-06-26 2018-12-27 Harald Heinz Peter Benoit Apparatus and method for heating a material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2072618A5 (en) * 1969-12-01 1971-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd
FR2265042A1 (en) * 1974-03-23 1975-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd
AU521896B2 (en) * 1976-11-17 1982-05-06 Jean, O.A.L. Apparatus for subjecting a material to electromagnetic waves

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8822703D0 (en) * 1988-09-28 1988-11-02 Core Consulting Group Microwave-powered heating chamber
DE4313806A1 (en) * 1993-04-27 1994-11-03 Rene Salina Device for heating materials in a heating chamber which can be irradiated with microwaves, and method for producing ceramic products, in which the raw product (unfinished product) is dried by means of microwaves
US5532462A (en) * 1994-04-29 1996-07-02 Communications & Power Industries Method of and apparatus for heating a reaction vessel with microwave energy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2072618A5 (en) * 1969-12-01 1971-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd
FR2265042A1 (en) * 1974-03-23 1975-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd
AU521896B2 (en) * 1976-11-17 1982-05-06 Jean, O.A.L. Apparatus for subjecting a material to electromagnetic waves

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.L. JOHNSON; M.E. BRODWIN: "MICROWAVE SINTERING OF CERAMICS", 1 June 1988, NORTHWESTERN UNIVERSITY; EPRI EM-5890, EVANSTON, ILLINOIS, U.S.A., XP000619935 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3566722A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-13 Cleanwood Technology S.L. Disinfection system for wood barrels

Also Published As

Publication number Publication date
DE59704730D1 (en) 2001-10-31
EP0919110A1 (en) 1999-06-02
EP0919110B1 (en) 2001-09-26
DE19633245C1 (en) 1997-11-27
JP2000501880A (en) 2000-02-15
JP3299977B2 (en) 2002-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998008359A1 (en) High-mode microwave resonator for the high-temperature treatment of materials
EP1060355B1 (en) Method and device for microwave sintering of nuclear fuel
EP0048360B1 (en) Process and device for preparing microspheres by internal gelation of mixed-feed drops
DE4313806A1 (en) Device for heating materials in a heating chamber which can be irradiated with microwaves, and method for producing ceramic products, in which the raw product (unfinished product) is dried by means of microwaves
DE10106164A1 (en) Uniform heating structure for a microwave oven
DE2952046A1 (en) METHOD FOR GENERATING DISCHARGE IN A GAS FLOWING AT SUPERVISOR SPEED
Dalberg et al. Quasielastic light scattering study of charged polystrene particles in water
EP0823190A1 (en) Method and device for the heat treatment of materials in a microwave oven and use of this method and this device
WO2000075955A1 (en) Linearly extended device for large-surface microwave treatment and for large surface plasma production
DE4114039C2 (en)
DE69724303T2 (en) Multimode cavity for waveguide filters
DE102005058121B4 (en) Method for producing ceramic components, in particular electrically insulating components
DE2819762A1 (en) RESONANT MICROWAVE APPLICATOR
DE102015205809A1 (en) Apparatus for the production of carbon fibers with plasma assistance
EP3546966B1 (en) Nmr-mas sampling head with optimised mas-dnp coil block for fast sample rotation
EP4313564A1 (en) Mold for the production of a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion, use of a mold for the production of a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion, and method of producing a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion
DE10329412B4 (en) Highly modern microwave resonator for thermal processing
EP0169472A2 (en) Microwave waveguide section
DE69830083T2 (en) ELECTROMAGNETIC RADIATION EXPOSURE CHAMBER FOR IMPROVED HEATING
DE1924994C3 (en) Dielectric waveguide
DE102008001637B4 (en) Microwave oven for the thermal treatment of goods
EP2436506A2 (en) Method and device for heating thermoplastic preforms
DE19633247A1 (en) Microwave sintering furnace
DE10355298B4 (en) Precursor for and process for producing green bodies for sintered lightweight components
DE2843478C2 (en) Process for the production of waveguides for the transmission of electromagnetic waves in the cable run of integrated microwave circuits

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997930399

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09241641

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1998 510298

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997930399

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997930399

Country of ref document: EP