DE3049298C2 - - Google Patents
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/72—Radiators or antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Erhitzen von Gegenständen mit Hilfe von Mikrowellenenergie
mit den im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 8 angegebenen
Merkmalen.
Wenn Körper, beispielsweise Gegenstände nach Verfahren und
mit Hilfe von Vorrichtungen erhitzt werden, bei denen Mikro
wellenenergie Verwendung findet, besteht ein Problem, das
ganz allgemein bei der Erhitzung von kontinuierlich durch
laufenden Gegenständen entsteht, darin, daß die Mikrowellen
energie aus dem Heizraum austritt bzw. herausstrahlt, wenn
dieser Heizraum in einer oder mehreren Richtungen offen ist.
Es war bisher beispielsweise nicht möglich, Gegenstände
kontinuierlich einer Heizvorrichtung zuzuführen und sie
aus dieser Heizvorrichtung wieder herauszubefördern und
gleichzeitig zu verhindern, daß Mikrowellenenergie aus
der Heizvorrichtung durch deren Austritts- und/oder Zu
führöffnungen herausstrahlte.
Ein weiteres großes Problem bestand darin, eine ausreichend
hohe Leistung in einen Raum einzuspeisen, in dem Gegen
stände erhitzt werden sollen und dem die Gegenstände kon
tinuierlich zugeführt werden und aus dem sie auch konti
nuierlich wieder herausbefördert werden.
Bei bekannten Vorrichtungen erhält man darüber hinaus Stö
rungen der Feldverteilung entweder am Ort der Applikator
verbindung oder an der Einführungsstelle der Last in den
Wellenleiter, was zur Folge hat, daß das gewünschte Heiz
muster nicht erreicht wird.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art sind bereits jeweils aus der US-PS 35 19 517 und aus der DE-
OS 26 27 577 bekannt.
Die US-PS 35 19 517 beschreibt eine Heizvorrichtung, bei
der die Fortpflanzungsrichtung der Mikrowellen parallel
zur Zufuhrrichtung der Gegenstände verläuft. Dabei tritt
an den beiden offenen Enden des Heizraums Mikrowellenenergie
aus dem Gerät aus.
Sowohl die DE-OS 26 27 577 als auch die FR-PS 22 62 470
beschreiben ein Verfahren, bei dem ein Resonator verwendet
wird, der eine diskrete Kopplung aus einem Zufuhr-Wellen
leiter besitzt. Dadurch ergibt sich eine sehr beschränkte
Leistungszufuhr.
Die US-PS 34 65 114 beschreibt ein Gerät, bei dem die Fort
pflanzungsrichtung der Mikrowellen senkrecht zur Förderrich
tung des Materials liegt. Es treten dabei allerdings Stö
rungen der Feldverteilung auf, und zwar auf Grund der dis
kreten Kopplung zwischen den vier Zufuhrwellenleitern und
dem rohrförmigen Wellenleiter für die Gegenstände.
Die CH-PS 3 79 022 zeigt eine Heizvorrichtung, bei der die
Fortpflanzungsrichtung der Mikrowellenenergie senkrecht zur
Förderrichtung der Gegenstände verläuft. Bei dieser Vorrich
tung ist es zwar möglich, die aus dem Mikrowellenofen aus
tretende Strahlung auf ein Mindestmaß herabzusetzen, jedoch
ergibt sich dabei das Problem, auch genug Mikrowellenleistung
in den Heizraum hineinzufördern.
Aus der CH-PS 6 23 399 ist ebenfalls eine Heizvorrichtung
bekannt, bei der die Fortpflanzungsrichtung der Mikrowellen
senkrecht zur Förderrichtung der zu erhitzenden Gegenstände
verläuft.
Die US-PS 38 51 132 beschreibt schließlich einen Mikrowellen
applikator, in den Mikrowellenenergie ohne jede besondere
Kopplungsmaßnahme eingebracht wird. Da jedoch die Mikro
wellen in denjenigen Teil des Applikators, der für die
Gegenstände bestimmt ist, senkrecht zur Längsrichtung die
ses Teils eintreten, unterscheidet sich die Feldverteilung
zwischen der Stelle, an der die Mikrowellen eintreten und
dem übrigen Teil des Applikators erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs erwähnte Ver
fahren bzw. die Vorrichtung derart zu verbessern, daß der
Austritt von Mikrowellenenergie auf ein Minimum gebracht
und gleichzeitig ein bestimmtes erwünschtes Heizmuster im
Ofenraum gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 (Ver
fahren) bzw. im Patentansprusch 8 (Vorrichtung) angegebenen
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt:
Fig. 1 zwei Hohlleiter,
Fig. 2 ein Diagramm für die Energiekopplung zwi
schen zwei Hohlleitern, wobei die Ausbrei
tungsrichtung der Energie und der Wellen
dieselben sind,
Fig. 3 ein Diagramm, das dem Diagramm aus Fig. 2
entspricht,
Fig. 4 in schematischer Weise eine Vorrichtung gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 ein Diagramm, das den Diagrammen aus den
Fig. 2 und 3 entspricht,
Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei Hohlleiter,
wobei ein sog. Steghohlleiter als Zuführ
hohlleiter verwendet wird, und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Zuführ
hohlleiters.
Eine einfachste Ausführungsform umfaßt im Prinzip einen
Zuführhohlleiter 1, einen Lasthohlleiter 2, eine Koppel
strecke 3 und einen Mikrowellengenerator 4 (s. Fig. 1
und 4).
In Fig. 1 ist ein Zuführhohlleiter 1 dargestellt, der einen
länglichen und rechtwinkligen Querschnitt aufweisen kann
und dessen eines Ende mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten
Mikrowellengenerator, beispielsweise einem Magnetron, einem
Klystron oder einem Transistor-Oszillator verbunden ist.
Dieser Wellenleiter soll lediglich zur Zuführung von Mikro
wellenenergie dienen. Ein Lastwellen- bzw. -hohlleiter 2
besitzt im wesentlichen dieselben Abmessungen wie der
Zuführhohlleiter und erstreckt sich parallel zu diesem auf
eine solche Weise, daß die beiden Hohlleiter 1, 2 zumindest
über eine bestimmte Strecke eine gemeinsame Trennwand 5
besitzen. In dieser Wand 5 ist eine Koppelstrecke 3 zum
Übertragen bzw. Entkoppeln von Mikrowellenenergie von einem
Hohlleiter zum anderen angeordnet. Die Koppelstrecke kann
aus einem Schlitz 6 bestehen, der bezüglich des Transports
von Mikrowellenenergie die beiden Hohlleiter 1, 2 mitein
ander verbindet. Die Koppelstrecke kann auch aus Antennen-
bzw. Strahlerelementen wie z. B. Löchern bestehen, von denen
einige pro Wellenlänge längs der Länge der Kopplungsstrecke
angeordnet sind.
Der Lastwellenleiter 2 umfaßt einen Mikrowellenapplikator,
dessen Abmessungen im wesentlichen durch die gewünschte
Wärmeverteilung in den zu erwärmenden Gegenständen 19 be
stimmt ist. Diese Gegenstände werden in den Lasthohlleiter 2
eingeführt und aus ihm herausbefördert, wie dies durch die
Pfeile in Fig. 4 angedeutet ist.
Gemäß der Erfindung ist der Lastwellenleiter 2 so dimen
sioniert, daß die Wellenausbreitungskonstante oder die
Wellenlänge in ihm dieselbe wie im Zuführwellenleiter 1 ist,
wenn der Lastwellenleiter die zu erhitzende Last enthält.
Wenn dies der Fall ist, wird Mikrowellenenergie vom Zu
führwellenleiter 1 zum Lastwellenleiter 2 längs der Länge
der Koppelstrecke 3 übergekoppelt, wenn der Lastwellen
leiter die Last enthält. Die Mikrowellenenergie kann dann
über eine zusätzliche Koppelstrecke 3 zum Zuführwellenleiter
1 zurückgekoppelt werden, wodurch beide Enden des Last
wellenleiters, d. h. sowohl sein Zuführende als auch sein
Austrittsende 8 frei von Mikrowellenenergie sind.
Die grundlegende Theorie für die Kopplung von Moden ist
bekannt und beispielsweise in folgenden Veröffentlichungen
beschrieben: J. R. Pierce, "Coupling of Modes of Propagation",
J. Appl. Phys., 25, 179-183 (Febr. 1954); W. H. Lovisell,
"Coupled Mode and Parametric Electronics", John Wiley & Sons,
Inc. USA 1960; D. A. Watkins, "Topics in Electromagnetic
Theory", John Wiley & Sons, Inc. USA 1968; S. E. Miller,
"Coupled Wave Theory and Waveguide Applications" Bell
Systems Techn. J., 33, 661-720 (Mai 1954). Aus diesen
theoretischen Erwägungen ist es grundsätzlich bekannt,
daß Energie zwischen zwei Wellenleitern übertragen wird,
die längs einer Strecke miteinander gekoppelt sind und in
denen sie sich in Form von Moden mit gleichen oder
nahezu gleichen Wellenausbreitungskonstanten ausbreiten. Die
Kopplung findet zwischen Moden statt, die sich in derselben
Richtung ausbreiten.
Die Kopplung zwischen Wellen, die dieselbe Wellenausbreitungs
konstante besitzen, sich jedoch in entgegengesetzter Richtung
ausbreiten, ist außerordentlich klein. Es ist möglich, Wellen
in der entgegengesetzten Richtung außerdordentlich stark
durch eine geeignete Wahl der Länge der Kopplungsstrecke
zu unterdrücken.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Effekt bzw. die Leistung,
die mit P bezeichnet und längs der Y-Achse aufgetragen ist,
sinusförmig zwischen zwei gekoppelten, mit V 1 und V 2 be
zeichneten Hohlleitern längs der Länge einer mit L bezeichneten
Kopplungsstrecke oszilliert. Damit die gesamte Leistung
zwischen den Wellenleitern V 1 und V 2 übergekoppelt wird,
wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, müssen die Wellenaus
breitungskonstanten in beiden Hohlleitern gleich sein. Sind
sie geringfügig unterschiedlich, so wird nur ein Teil der
Leistung übertragen, nämlich
der Leistung. In dieser Formel sind β₁ bzw. β₂ die Wellen
ausbreitungskonstanten in den jeweiligen Hohlleitern und
k ist der Kopplungsfaktor für das Feld pro Längeneinheit.
Dies zeigt, daß die Kopplung bezüglich anderer Moden mit
unterschiedlichen Wellenausbreitungskonstanten unterdrückt
werden kann.
Die Länge, längs derer eine gewisse Beziehung zwischen der
Leistung in den Hohlleitern existiert, ist durch die Größe
des Kopplungsfaktors bestimmt. Wenn die Koppelstrecke die
Länge L besitzt, so bedeutet dies, daß alle Energie von
einem Wellenleiter zum anderen übertragen wird, wenn gilt
k · L = π/2.
Wenn im Wellenleiter V 2 Verluste auftreten, wird die Leistung
P gemäß Fig. 3 so beeinflußt, daß die Verteilung zwischen den
Wellenleitern längs der Koppelstrecke nicht wie in Fig. 2
sinusförmig ist. Bei dem Beispiel in Fig. 3 gilt k=1,8/m
und der Dämpfungsfaktor ist: α=1,8/m. Wenn die Leistung
im Wellenleiter V 1 Null ist, so bedeutet dies, daß für
die Kopplungslänge L gilt
Man sieht, daß die maximale Leistung im Wellenleiter V 2
in Fig. 3 wesentlich kleiner ist als die maximale Leistung
im Wellenleiter V 1, d. h. nur etwa 29% dieser Leistung
beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind ein Zuführwellen- bzw. -hohlleiter 1 und
ein Lasthohlleiter 2 vorgesehen, wobei zu erhitzende Gegenstände dem
einen Ende des Lastwellenleiters zugeführt und aus dessen ande
rem Ende 8 herausbefördert werden. Mikrowellenenergie wird an
dem einen Ende 9 des Zuführwellenleiters 1 eingespeist, das
beim Zuführende 7 des Lastwellenleiters angeordnet ist. Wei
terhin wird bevorzugt am anderen Ende 10 des Zuführwellen
leiters 1 eine reflexionsfreie Wasserlast 11 vorgesehen, um
Energie auszulöschen bzw. zu absorbieren, die evtl. im Zu
führwellenleiter verblieben ist. (s. Fig. 4).
Der Zuführwellenleiter 1 ist mit dem Lastwellenleiter 2
längs einer Kopplungsstrecke 3 gekoppelt. Die Abmessungen
des Lastwellenleiters 2 sind, wie oben erwähnt, so gewählt,
daß der Wellenleiter mit der in Form von zu erhitzenden
Gegenständen eingeführten Last dieselbe oder im wesent
lichen dieselbe Wellenausbreitungskonstante besitzt wie
der Zuführwellenleiter 1.
Ohne eine Last im Lastwellenleiter 2 differiert die
Wellenausbreitungskonstante des Lastwellenleiters von
der des Zuführwellenleiters und daher wird keine Leistung
vom Zuführwellenleiter 1 auf den Lastwellenleiter 2 über
gekoppelt; vielmehr wird diese Leistung in der Wasser
last 11 in Wärme umgewandelt. Der Generator 4 arbeitet
dabei gegen eine eingestellte Last unabhängig davon,
ob eine Last an den Lastwellenleiter gekoppelt ist oder
nicht. Somit tritt keinerlei Mikrowellenenergie aus der
Vorrichtung aus.
Wenn Gegenstände 19 in den Lastwellenleiter 2 eingeführt
werden, wird die Wellenausbreitungskonstante so geän
dert, daß sie in den beiden Wellenleitern 1 und 2 die
selbe ist. Hierdurch wird die Energie zum Lastwellen
leiter 2 übergekoppelt und die Produkte werden erhitzt.
Die übergekoppelte Leistung wird nur in der Wellenaus
breitungsrichtung transportiert, so daß die Zuführung
von Gegenständen zu keinerlei Problem bezüglich eines
Austretens von Mikrowellen führt, da am Zuführende 7
des Lastwellenleiters 2 keinerlei Mikrowellenenergie
vorhanden ist.
Die Länge der Kopplungsstrecke 3 kann so gewählt werden, daß
an dem Punkt, an dem die Kopplung endet, die gesamte Leistung
im Zuführwellenleiter ist. Somit wird die gesamte verbleibende
Mikrowellenleistung der Wasserlast zugeführt. Auf diese Weise
ist das Austrittsende 8 des Lastwellenleiters frei von
Mikrowellenenergie. Die Erfindung ermöglicht somit den
freien Durchgang von zu erhitzenden Produkten, ohne daß das
Risiko eines Austretens von Mikrowellen besteht.
Die Kopplungsstrecke 3 kann weiterhin in zwei oder mehr Ab
schnitte unterteilt werden, so daß z. B. der erste Abschnitt
die Leistung vom Zuführwellenleiter 1 zum Lastwellenleiter
2 überführt und der nächste Abschnitt die Leistung zum
Zuführwellenleiter 1 zurückleitet.
Bei einer hohen Abschwächung bzw. Dämpfung in der Last kann
es genügen, die Leistung in den Lastwellenleiter überzuführen,
wo sie vollständig in Wärme in den Gegenständen umgewandelt
wird, bevor diese am Austrittsende 8 ankommen.
Die maximale Mikrowellenleistung im Lastwellenleiter 2 ist
entweder dadurch begrenzt, daß die elektrische Feldintensität
nicht so groß werden darf, daß eine elektrische Unterbrechung
bzw. ein elektrischer Durchschlag auftritt, oder dadurch,
daß die Produkte eine zu schnelle Erhitzung nicht aushalten.
Bei einem Mikrowellenleiter, der direkt durch einen Generator
oder über eine Verbindung an einem Punkt gespeist wird, fällt
die Wärmeentwicklung ebenso wie die Mikrowellenleistung
exponentiell in Richtung des Leistungstransports ab.
Die Erfindung bietet in dieser Hinsicht große Vorteile, da
die Wärmeentwicklung sehr gleichförmig in Richtung der Wellen
ausbreitung verteilt werden kann.
Dadurch, daß man für eine schwache Kopplung sorgt, kann die
Leistung im Lastwellenleiter beträchtlich niedriger gehalten
werden als im Zuführwellenleiter.
Fig. 5, die ein Diagramm der gleichen Art wie die Fig. 2 und
3 zeigt, umfaßt theoretische Kurven (gestrichelt) und eine
gemessene Kurve (durchgezogen), die die Kopplung zwischen
zwei Wellenleitern V 1, V 2 betreffen. Es wurde gemessen, daß
der Dämpfungsfaktor α=3,9/m und der Kopplungsfaktor
k=1,8/m waren. Die Kopplungsstrecke 3 war ein durchgehender
Schlitz. Durch Verminderung der Kopplung nimmt die maximale
Leistung im Lastwellenleiter 2 bei einer vorgegebenen, in
den Zuführungswellenleiter 1 eingespeisten Leistung ab.
Es ist auch möglich, die Energiedichte im Lastwellenleiter 2
dadurch auf dem höchsten Pegel zu halten, daß der Kopplungs
faktor pro Längseinheit variiert wird. Die Aufheizgeschwindig
keit kann dadurch durch die Zeit gesteuert werden, so daß
ein gewünschter Heizvorgang, beispielsweise ein Trocknungs
profil erzielt wird.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
Mikrowellenenergie über eine vergleichsweise lange Strecke
übertragen, was beinhaltet, daß Störungen des Feldmusters
im Applikator, d. h. im Lastwellenleiter unbedeutend sind.
Eine herkömmliche diskrete Verbindung bzw. Übertragung der
Leistung auf einen Lastwellenleiter beispielsweise durch
eine Spule, eine Antenne oder eine Öffnung bringt in der
Tat eine starke örtliche Störung der Feldkonfiguration mit
sich und führt dadurch zu einer Störung der Wärmeverteilung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der Zuführwellenleiter 1 oder der Lastwellenleiter 2 so
aufgebaut, daß seine Wellenausbreitungskonstante sich langsam
in Richtung seiner Längsrichtung ändert. Hierdurch wird die
Lastabhängigkeit vermindert, d. h. der Einfluß dieser Änderungen
in der Last ändert die Wellenausbreitungskonstante und somit
die Stärke der Kopplung. Dies kann durch eine kontinuierliche
Änderung seiner Abmessungen oder dadurch bewerkstelligt werden,
daß ein zu geringen Verlusten führendes dielektrisches Material
eingesetzt wird, dessen Anordnung im Wellenleiter und dessen
Dielektrizitätskonstante die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit
des Wellenleiters beeinflußt.
Wenn ein dielektrisches Material in den Wellenleiter eingeführt
wird, ist die Lage des Materials vorzugsweise von der Außen
seite her verschiebbar, so daß der Wellenleiter auf einfache
Weise abgestimmt werden kann, wenn er sich im Betrieb befindet.
Fig. 6 ist ein Querschnitt einer Ausführungsform eines
flexiblen Zuführwellenleiters 1. Er besteht
aus einem sog. Steghohlleiter 12, wie er beispiels
weise in der schwedischen Patentschrift 3 66 456 beschrieben
ist, wobei die Leistung auf eine Zone zwischen einem Steg
13 und dem Schlitz 14 der Kopplungsstrecke 3 konzentriert
ist. Zwischen dem Steg 13 und dem Schlitz 14 ist ein
dielektrisches Material 15 vorgesehen. Durch Verringerung
des Abstandes zwischen dem Steg 13 und dem Schlitz 14
wächst die Konzentration der Leistung und die Kopplung zum
Lastwellenleiter 2 gewinnt an Stärke.
Dadurch, daß man einen größeren oder kleineren Teil des
Steghohlleiters 12 mit einem verlustarmen dielektrischen
Material füllt, kann man erreichen, daß die Wellenausbrei
tungskonstante unterschiedliche Werte annimmt. Die dielektrische
Konstante bestimmt zusammen mit den geometrischen Abmessungen
die Wellenausbreitungskonstante des Steghohlleiters.
Um hohe Werte der Wellenausbreitungskonstante zu erzielen,
wird der Zuführwellenleiter 1 mit einer periodischen Struktur
ausgestattet, bei welcher periodisch angeordnete Diaphragmen
sich von zwei einander gegenüberliegenden Innenwänden 17, 18
des Zuführhohlleiters 1 aus erstrecken, wie dies in Fig. 7
dargestellt ist.
Neben den oben erwähnten Vorteilen kann festgestellt werden,
daß sich auf Grund des Betriebs des Generators gegen eine re
flexionsfreie Last die Betriebs-Lebensdauer des Generators
wesentlich erhöht. Dies trifft insbesondere auf Magnetrons zu,
die überwiegend als Mikrowellengeneratoren für Heizwerke ver
wendet werden.
Weiterhin stellt man fest, daß für Materialien mit geringen
Verlusten ein hohes Maß an Effizienz auf einer kurzen Strecke
und eine gute Toleranz gegen Änderungen in der Last erzielt
werden.
Die Wellenlänge ist groß und führt somit zu kleinen Änderungen
der Erhitzung in Längsrichtung.
Beispielsweise können mehrere Lastwellenleiter durch einen
einzigen Zuführungswellenleiter gespeist werden; in diesem
Fall sind die Lastwellenleiter 2 parallel auf zwei ent
sprechenden Seiten des Zuführwellenleiters 1 angeordnet.
Weiterhin können mehrere Zuführwellenleiter in entsprechender
Weise einem gemeinsamen Lastwellenleiter Leistung zuführen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können mehrere Zuführ
wellenleiter in einen Lastwellenleiter Energie einkoppeln,
wobei die Verbindung bzw. Einkopplung an derselben Stelle
für verschiedene Moden im Lastwellenleiter stattfindet;
statt dessen können auch die Zuführwellenleiter der Reihe
nach einer hinter dem anderen Energie derselben Schwingungsform
in den Lastwellenleiter einkoppeln.
Die Zuführöffnung 7 des Lastwellenleiters 2 kann auch so
dimensioniert werden, daß sie eine sog. Sperrfrequenz
besitzt, die kleiner als die Frequenz des Generators ist
und es kann die Austrittsöffnung 8 so dimensioniert werden,
daß sie eine Sperrfrequenz besitzt, die größer ist als die
Frequenz des Generators.
Claims (18)
1. Verfahren zum Erhitzen von Gegenständen mit Hilfe von
Mikrowellenenergie, bei dem
- - die Mikrowellenenergie von einem Generator (4) einem ersten Wellenleiter (1) zugeführt wird, wobei
- - ein zusätzlicher zweiter Wellenleiter (2) mit Ausnahme wenigstens einer Kopplungsstrecke (3) zwischen den beiden Wellenleitern vom ersten Wellenleiter (1) ge trennt angeordnet ist, und wobei ferner
- - auf der Kopplungsstrecke (3) eine Kopplung von Mikro wellenenergie, die in der Wellenausbreitungsrichtung der Wellenleiter verteilt ist, stattfindet und Mikrowellenenergie von dem einen Wellenleiter (1, 2) in den anderen Wellenleiter (2, 1) übertritt,
- - und die zu erhitzenden Gegenstände lediglich in den zweiten Wellenleiter (2) eingeführt und aus ihm heraus transportiert werden, während die Mikrowellenenergie lediglich in den ersten Wellenleiter (1) eingespeist wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der zweite Wellenleiter (2) so dimensioniert ist, daß er durch die Wirkung der von den Gegenständen (19) gebildeten Last die Mikrowellenenergie mit der selben Wellenausbreitungskonstante leitet wie der erste Wellenleiter (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß man Mikrowellenenergie vom
ersten Wellenleiter (1) in den zweiten Wellenleiter
(2) und wieder zurück in den ersten Wellenleiter (1)
einmal oder mehrere Male dadurch übertreten läßt,
daß man so viele Kopplungsstrecken (3) zwischen den
Wellenleitern (1, 2) vorsieht, als Übertrittsvorgänge
von Energie zwischen den Wellenleitern stattfinden
sollen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wellenausbreitungs
konstante im ersten Wellenleiter (1) dadurch veranlaßt
wird, sich kontinuierlich längs dessen Längserstreckung
zu ändern, daß die Abmessungen des Wellenleiters (1)
geändert werden bzw. unterschiedlich sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wellenausbreitungs
geschwindigkeit im ersten Wellenleiter (1) dadurch
veranlaßt wird, sich längs dessen Länge zu ändern, daß
ein dielektrisches Material, vorzugsweise ein Keramik
material in den Wellenleiter eingeführt bzw. eingesetzt
wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß spätestens in
der Nähe des Abschlußendes der Wellenleiter alle ver
bleibende Mikrowellenenergie in den ersten Wellenleiter
(1) übergekoppelt wird, worauf diese Energie dazu ver
anlaßt wird, in einer Last (11), beispielsweise einer
Wasserlast, in Hitze umgesetzt zu werden, die am Ende
(10) des ersten Wellenleiters (1) angeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwei oder
mehr Mikrowellengeneratoren (4) dazu veranlaßt werden,
Energie jeweils in einen Wellenleiter (1) einzuführen,
und daß die Mikrowellenenergie in allen diesen Wellen
leitern (1) dazu veranlaßt wird, auf einen Wellenleiter
(2) übergekoppelt zu werden, der zur Erwärmung bzw.
Erhitzung von Gegenständen dient.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein Mikro
wellengenerator (4) veranlaßt wird, Energie in einen
Wellenleiter (1) einzuspeisen und daß die Mikrowellen
energie in diesem Wellenleiter (1) veranlaßt wird,
auf zwei oder mehr Wellenleiter (2) übergekoppelt zu
werden, die zur Erwärmung bzw. Erhitzung von Gegenständen
dienen.
8. Vorrichtung zum Erhitzen von Gegenständen mit Hilfe von
Mikrowellenenergie,
- - die einen Generator (4) für die Zuführung von Mikro wellenenergie zu einem ersten Wellenleiter (1) umfaßt, wobei
- - ein zusätzlicher zweiter Wellenleiter (2) beim ersten Wellenleiter (1) so angeordnet ist, daß die beiden Wellenleiter (1, 2) zumindest längs einer gewissen Strecke eine gemeinsame Trennwand (5) aufweisen, in der eine Kopplungsstrecke (3) vorgesehen ist, wobei ferner
- - die Kopplungsstrecke (3) einen Schlitz durch die Trennwand (5) hindurch umfaßt,
- - und mit Hilfe der Kopplungsstrecke (3) eine Kopplung von Mikrowellenenergie, die in der Wellenausbreitungs richtung der Wellenleiter (1, 2) verteilt ist, von einem Wellenleiter (1, 2) in den anderen Wellenleiter (2, 1) stattfindet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der zweite Wellenleiter (2) so dimensioniert ist, daß er durch die Wirkung der von den Gegenständen ge bildeten Last die Mikrowellenenergie mit derselben Wellenausbreitungskonstante leitet wie der erste Wellenleiter (1).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schlitz durch eine Reihe
von Löchern ersetzt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie mehrere Kopplungsstrecken
(3) zum einmaligen oder mehrfachen Überkoppeln von
Mikrowellenenergie aus dem ersten Wellenleiter (1)
zum zweiten Wellenleiter (2) und hierauf wieder zu
rück in den ersten Wellenleiter (1) umfaßt, wobei die
Anzahl dieser Kopplungsstrecken gleich der Anzahl
der Übertrittsvorgänge ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Querschnittsabmes
sungen des ersten Wellenleiters (1) zumindest längs
eines Abschnitts seiner Längserstreckung sich konti
nuierlich ändern, wodurch die Wellenausbreitungskon
stante für die im ersten Wellenleiter (1) transpor
tierte Energie geändert wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein dielektrisches Ma
terial in den ersten Wellenleiter (1) zumindest
längs eines Abschnitts seiner Längserstreckung einge
setzt ist, wodurch die Wellenausbreitungsgeschwindig
keit für die im ersten Wellenleiter (1) transportierte
Energie geändert wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß sie zwei
Kopplungsstrecken (3) oder eine Kopplungsstrecke (3)
entsprechender Länge für die Übertragung von in den
ersten Wellenleiter (1) eingespeister Energie auf den
zweiten Wellenleiter (2) und zurück zum ersten Wellen
leiter (1) umfaßt und
daß der erste Wellenleiter (1) in einer reflexions
freien Last (11), beispielsweise einer Wasserlast
endet.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der erste
Wellenleiter (1) durch Kopplungsstrecken (3) mit
zwei oder mehr zweiten Wellenleitern (2) verbunden
ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß zwei oder
mehr erste Wellenleiter (1) durch Kopplungsstrecken
(3) mit einem zweiten Wellenleiter (2) verbunden sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß der
erste Wellenleiter (1) ein Steghohlleiter (12) ist.
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Publications (2)
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Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2543778A1 (fr) * | 1983-04-01 | 1984-10-05 | Soulier Joel | Dispositif de couplage d'une onde electromagnetique sur un materiau absorbant |
US4617440A (en) * | 1985-11-07 | 1986-10-14 | Gics Paul W | Microwave heating device |
US4714810A (en) * | 1986-07-28 | 1987-12-22 | Arizona Board Of Regents | Means and methods for heating semiconductor ribbons and wafers with microwvaes |
WO1991003140A1 (en) * | 1989-08-18 | 1991-03-07 | James Hardie & Coy Pty. Limited | Microwave applicator |
US4999469A (en) * | 1990-04-02 | 1991-03-12 | Raytheon Company | Apparatus for microwave heating test coupons |
US4992762A (en) * | 1990-04-16 | 1991-02-12 | Cascade Microtech, Inc. | Ridge-trough waveguide |
US5369250A (en) * | 1991-09-27 | 1994-11-29 | Apv Corporation Limited | Method and apparatus for uniform microwave heating of an article using resonant slots |
FR2722638B1 (fr) * | 1994-07-13 | 1996-10-04 | Marzat Claude | Dispositif applicateur de micro-ondes notamment pour la cuisson de produits sur un support metallique |
GB9511748D0 (en) * | 1995-06-09 | 1995-08-02 | Cobalt Systems Limited | Oven |
WO1997026777A1 (fr) * | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Belin-Lu Biscuits France | Dispositif applicateur de micro-ondes notamment pour la cuisson de produits sur un support metallique |
DE59906100D1 (de) * | 1998-02-19 | 2003-07-31 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum mikrowellensintern von kernbrennstoff |
US6246037B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-06-12 | Industrial Microwave Systems, Inc. | Method and apparatus for electromagnetic exposure of planar or other materials |
US6508550B1 (en) | 2000-05-25 | 2003-01-21 | Eastman Kodak Company | Microwave energy ink drying method |
US6444964B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-09-03 | Encad, Inc. | Microwave applicator for drying sheet material |
US6425663B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-07-30 | Encad, Inc. | Microwave energy ink drying system |
SE521313C2 (sv) * | 2000-09-15 | 2003-10-21 | Whirlpool Co | Mikrovågsugn samt förfarande vid sådan |
DE20114544U1 (de) * | 2000-12-04 | 2002-02-21 | Cascade Microtech Inc | Wafersonde |
EP1483612B1 (de) * | 2002-03-13 | 2013-08-21 | KiloLambda Technologies Ltd. | Schalteinrichtung und verfahren für optische energie |
WO2003100445A2 (en) * | 2002-05-23 | 2003-12-04 | Cascade Microtech, Inc. | Probe for testing a device under test |
GB2387544B (en) * | 2002-10-10 | 2004-03-17 | Microsulis Plc | Microwave applicator |
US7057404B2 (en) * | 2003-05-23 | 2006-06-06 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Shielded probe for testing a device under test |
GB2403148C2 (en) | 2003-06-23 | 2013-02-13 | Microsulis Ltd | Radiation applicator |
FI122167B (fi) * | 2003-08-20 | 2011-09-30 | Metso Paper Inc | Järjestely rainanmuodostuskoneen puristinosan ja kuivatusosan yhteydessä |
KR100960496B1 (ko) * | 2003-10-31 | 2010-06-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시소자의 러빙방법 |
DE202004021093U1 (de) | 2003-12-24 | 2006-09-28 | Cascade Microtech, Inc., Beaverton | Aktiver Halbleiterscheibenmessfühler |
GB2415630C2 (en) | 2004-07-02 | 2007-03-22 | Microsulis Ltd | Radiation applicator and method of radiating tissue |
KR20070058522A (ko) | 2004-09-13 | 2007-06-08 | 캐스케이드 마이크로테크 인코포레이티드 | 양측 프루빙 구조 |
GB2434314B (en) | 2006-01-03 | 2011-06-15 | Microsulis Ltd | Microwave applicator with dipole antenna |
US7470876B2 (en) * | 2005-12-14 | 2008-12-30 | Industrial Microwave Systems, L.L.C. | Waveguide exposure chamber for heating and drying material |
US7609077B2 (en) * | 2006-06-09 | 2009-10-27 | Cascade Microtech, Inc. | Differential signal probe with integral balun |
US7723999B2 (en) | 2006-06-12 | 2010-05-25 | Cascade Microtech, Inc. | Calibration structures for differential signal probing |
US7764072B2 (en) | 2006-06-12 | 2010-07-27 | Cascade Microtech, Inc. | Differential signal probing system |
US7403028B2 (en) * | 2006-06-12 | 2008-07-22 | Cascade Microtech, Inc. | Test structure and probe for differential signals |
US7876114B2 (en) | 2007-08-08 | 2011-01-25 | Cascade Microtech, Inc. | Differential waveguide probe |
GB2474233A (en) | 2009-10-06 | 2011-04-13 | Uk Investments Associates Llc | Cooling pump comprising a detachable head portion |
CN102315518B (zh) * | 2010-06-29 | 2014-03-12 | 华为技术有限公司 | 一种馈电网络和天线 |
US9301345B2 (en) | 2012-03-14 | 2016-03-29 | Microwave Materials Technologies, Inc. | Determination of a heating profile for a large-scale microwave heating system |
AU2013232141B2 (en) * | 2012-03-14 | 2016-12-08 | Microwave Materials Technologies, Inc. | Enhanced microwave heating systems and methods of using the same |
AU2018235948B2 (en) | 2017-03-15 | 2023-05-18 | 915 Labs, Inc. | Energy control elements for improved microwave heating of packaged articles |
MX2019011014A (es) | 2017-03-15 | 2019-11-01 | 915 Labs Llc | Sistema de calentamiento por microondas multipaso. |
BR112019020223A2 (pt) | 2017-04-17 | 2020-04-22 | 915 Labs Llc | sistema de esterilização e pasteurização assistido por micro-ondas com o uso de configurações de embalagem sinergística, transportadores e lançadores |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2602859A (en) * | 1947-03-11 | 1952-07-08 | Sperry Corp | Ultrahigh-frequency directional coupling apparatus |
BE483091A (de) * | 1947-04-15 | |||
US2948864A (en) * | 1957-10-02 | 1960-08-09 | Bell Telephone Labor Inc | Broad-band electromagnetic wave coupler |
NL238818A (de) * | 1959-05-01 | |||
US3098983A (en) * | 1960-06-29 | 1963-07-23 | Merrimac Res And Dev Inc | Wideband microwave hybrid |
US3465114A (en) * | 1966-09-19 | 1969-09-02 | Canadian Patents Dev | Method and apparatus for dielectric heating |
US3519517A (en) * | 1966-09-30 | 1970-07-07 | Raytheon Co | Method of and means for microwave heating of organic materials |
GB1185363A (en) * | 1967-06-06 | 1970-03-25 | Molins Machine Co Ltd | Improvements relating to Microwave Heating Devices. |
US3622732A (en) * | 1970-01-14 | 1971-11-23 | Varian Associates | Microwave applicator with distributed feed to a resonator |
US3710063A (en) * | 1971-05-25 | 1973-01-09 | H Aine | Microwave applicator |
SE366456B (de) * | 1972-05-29 | 1974-04-22 | Stiftelsen Inst Mikrovags | |
FR2249855A1 (en) * | 1973-10-31 | 1975-05-30 | Automatisme & Technique | Ceramic insulator sintering plant - with vertical chain conveyor in ultrahigh frequency waveguide after preheating furnace |
US3851132A (en) * | 1973-12-10 | 1974-11-26 | Canadian Patents Dev | Parallel plate microwave applicator |
SE378057B (de) * | 1974-02-22 | 1975-08-11 | Stiftelsen Inst Mikrovags | |
GB1582832A (en) * | 1976-04-08 | 1981-01-14 | Unilever Ltd | Methods and apparatus for the microwave heating of foods |
FR2315986A1 (fr) * | 1975-07-04 | 1977-01-28 | Olivier Jean | Procede et reacteur resonant pour traiter une matiere par des ondes electromagnetiques |
-
1980
- 1980-01-03 SE SE8000059A patent/SE441640B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-12-22 GB GB8041033A patent/GB2067059B/en not_active Expired
- 1980-12-26 FR FR8027594A patent/FR2473245A1/fr active Granted
- 1980-12-29 DE DE19803049298 patent/DE3049298A1/de active Granted
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- 1980-12-31 IT IT50492/80A patent/IT1146250B/it active
-
1983
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Also Published As
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---|---|
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GB2067059A (en) | 1981-07-15 |
GB2067059B (en) | 1983-10-26 |
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DE3049298A1 (de) | 1981-09-17 |
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