Einrichtung zur Erwärmung eines Gutes mittels eines elektromagnetischen Hochfrequenzèldes. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erwärmung eines Gutes mittels eines elektromagnetischen Hochfre- quenzfeldes, die sich kennzeichnet durch einen Hoehfrequenz-Wechselstromgenerator, ,der mit einer Übertragungsleitung verbunden ist, und durch Mittel,
um das Gut dem elek- tromagnetischen Wechselfeld der Übertra gungsleitung auszusetzen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegen .tan- des, welches zur Erwärmung von GegenGtän- den geeignet ist, die so ausgebildet sind,,dass ,sie durch das Feld hindurch geführt werden können, welches in der Übertragungsleitung durch einen mit dieser verbundenen Hoch frequenz-Generator aufgebaut wird.
Die Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungs- beispiel, welches zur Behandlung von pulver förmigem Gut geeignet ist, welches durch eine koaxiale Leitung geschüttet wird.
Die Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer Übertragungsleitung mit mehreren hinter einander liegenden Abschnitten mit verschie denen Wellenwiderständen.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen Varianten der Fig. 1 und die Fig. 7 eine Variante der Fig. 2. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Hochfrequenz-Generator 1 an eine aus zwei parallelen Platten 2 und 3 gebildete 1lbertragun,gsleitung angeschlossen, die an dem vom Generator 1 entfernten Ende mit einem Impedanz-Element 4 abgeschlossen ist.
welches zur :Steuerung des, zwischen den Plat ten 2 und 3 erzeugten Wellenfeldes dienen kann. Ein Förderband 5 ist in geeigneter Weise über der untern Platte 3 angeordnet und dazu bestimmt, das: zu erwärmende Gut durch das zwischen den beiden Platten be stehende Feld zu befördern. Die untere Platte 3 kann, wie dargestellt, geerdet sein.
Die Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel einer Übertragungsleitung, welche zur Behandlung von pulverförmigem Gut geeignet ist. Die Leitung ist in diesem Falle eine koaxiale Leitung, welche einen äussern leitenden Zy linder 6 und einen zentralen Leiter 7 auf weist. Der Generator 1 ist an einem Ende an die Leiter 6 und 7 angeschlossen, während das Impedanz-Element 4 an deren anderem Ende angeschaltet ist. Das Pulver wird am obern Ende mit einem Trichter 8 oder einer ähnlichen Vorrichtung eingeführt und kann am untern Ende in einem Gefäss, beispiels weise von -der mit 9 bezeichneten Art, gesam melt werden.
Der Zylinder 6 kann unter irgendeinem ,geeigneten Winkel zur Horizon talen geneigt sein und- kann beispielsweise vertikal angeordnet werden. Die Natur des Feldes zwischen den Lei tern der Übertragungsleitung der Fig. 1 und 2 kann durch geeignete Einstellung der Im pedanz des Elementes 4 gesteuert werden. Wenn daher die Impedanz so eingestellt wird, dass sie an den Wellenwiderstand der Übertragungsleitung 2, 3, oder 6, 7 angepasst ist, wird sich die Welle reflexionsfrei fort bewegen, und wenn keine nennenswerte Dämpfung vorhanden ist, wird das durch das Feld wandernde Gut oder das sich durch das Feld fortbewegende Pulver von einem Ende der Leitung zum andern einer praktisch gleichförmigen Erwärmung unterworfen.
Wenn eine Dämpfung vorhanden ist, wird die Erwärmung jedoch gleichförmig zu- oder abnehmen.
Wenn die Impedanz des Elementes 4 so eingestellt wird, dass sie vom Wellenwider stand der Übertragungsleitung verschieden ist, so wird die Welle mindestens teilweise vom abgeschlossenen Ende ref lektiert. Es ent steht dann in der Übertragungsleitung ein Zustand stehender Wellen, wodurch die Am plitude der Spannung und des Stromes an irgendeiner Stelle der Leitung periodisch mit dem Abstand vom Generator 1 ändert und zudem fortlaufend abnimmt, wenn,die Dämp fung nennenswert ist. Die Fälle, wo die Im pedanz des Elementes 4 entweder null oder unendlich ist, sind von besonderem Interesse.
In diesen Fällen wird eine vollständige Re flexion und eine Anzahl von Strom- und Spannungsknoten und von Strom- und Span nungsbäuchen erhalten, welche längs der Übertraungsleitung verteilt sind. Daher wird das Gut, welches auf das Förderband gebracht wird, abwechselnd einer Erwär mung bezw. Abkühlung unterworfen, wenn es die Bäuche bezw. Knoten .durchläuft.
Wenn auf der Übertragungsleitung ste hende Wellen vorhanden sind, treten die Spannungsbäuche an den gleichen Stellen auf wie die Stromknoten. Die Art,der auftreten den Erwärmung ist von den Eigenschaften des zu erwärmenden Gutes. abhängig: So wird ein Isolierstoff einer dielektrischen Erwär mung unterworfen, wenn er sich in einem
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Spannungsbaueh <SEP> befindet, <SEP> -während <SEP> ein <SEP> Lei ter <SEP> dann <SEP> erwärmt <SEP> wird, <SEP> wenn <SEP> er <SEP> sich <SEP> in <SEP> einem
<tb> Strombauch <SEP> befindet.
<SEP> Es <SEP> ist <SEP> ersichtlich, <SEP> dass
<tb> die <SEP> gleiche <SEP> Übertragungsleitung <SEP> für <SEP> die <SEP> Er wärmung <SEP> aller <SEP> Arten <SEP> von <SEP> Stoffen <SEP> verwendet
<tb> -werden <SEP> kann, <SEP> und <SEP> um <SEP> beispielsweise <SEP> eine <SEP> pro gressiv <SEP> zunehmende <SEP> Erwärmung <SEP> zu <SEP> erhalten,
<tb> werden <SEP> einige <SEP> @Stoffe <SEP> vom <SEP> Generatorende <SEP> nach
<tb> dem <SEP> fernen <SEP> Ende <SEP> befördert <SEP> und <SEP> andere <SEP> Stoffe
<tb> in <SEP> der <SEP> umgekehrten <SEP> Richtung, <SEP> oder <SEP> das <SEP> ferne
<tb> Ende <SEP> ist <SEP> für <SEP> einige <SEP> Stoffe <SEP> offen <SEP> zu <SEP> lassen
<tb> und <SEP> für <SEP> andere <SEP> kurz <SEP> zu <SEP> schliessen,
<SEP> wenn <SEP> alle
<tb> Stoffe <SEP> in <SEP> der <SEP> gleichen <SEP> Richtung <SEP> befördert.
<tb> werden.
<tb> Wenn <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> ein <SEP> Isolierstoff <SEP> di elektrischer <SEP> Erwärmung <SEP> mittels <SEP> einer <SEP> kurz geschlossenen <SEP> Übertragungsleitung <SEP> unterwor fen <SEP> wird, <SEP> können <SEP> die <SEP> folgenden <SEP> Betriebsbe dingungen <SEP> auftreten:
<tb> Wenn <SEP> die <SEP> Länge <SEP> der <SEP> Übertragungsleitung
<tb> gleich. <SEP> einer <SEP> Viertel-v <SEP> ellenlänge <SEP> gemacht <SEP> wird,
<tb> so <SEP> ergibt <SEP> sich <SEP> am <SEP> kurzgeschlossenen <SEP> Ende <SEP> -ein
<tb> Spannungsknoten <SEP> und <SEP> am <SEP> andern <SEP> Ende <SEP> ein
<tb> Spannungsbauch. <SEP> Wenn <SEP> daher <SEP> das <SEP> dielek trisch <SEP> zu <SEP> erwärmende <SEP> Gut <SEP> an <SEP> dem <SEP> Ende, <SEP> an
<tb> welchem <SEP> sich <SEP> der <SEP> Bauch <SEP> befindet, <SEP> eingeführt
<tb> wird <SEP> und <SEP> durch <SEP> das <SEP> Förderband <SEP> -weitergelei tet <SEP> oder <SEP> gleichförmig <SEP> durch <SEP> die <SEP> Übertragungs leitung <SEP> befördert.
<SEP> wird, <SEP> so <SEP> wird <SEP> es <SEP> zuerst <SEP> einer
<tb> maximalen <SEP> Erwärmung <SEP> unterworfen <SEP> und
<tb> dann <SEP> zunehmend <SEP> a.hzekühlt, <SEP> bis <SEP> es <SEP> den <SEP> Knoten
<tb> erreicht, <SEP> w <SEP> o <SEP> die <SEP> Erwärmungsenergie <SEP> null <SEP> ist.
<tb> Wenn <SEP> die <SEP> Länge <SEP> der <SEP> Übertz-agungsl-eitung
<tb> gleich <SEP> einer <SEP> halben <SEP> Wellenlä <SEP> nge.gemacht
<tb> wird <SEP> und <SEP> am <SEP> Ende <SEP> kurzgeschlossen <SEP> ist, <SEP> so
<tb> dass <SEP> an <SEP> beiden <SEP> Enden <SEP> ein <SEP> Spannungsknoten
<tb> auftritt, <SEP> so <SEP> wird <SEP> das <SEP> Gut <SEP> beim <SEP> Durchgang
<tb> durch <SEP> die <SEP> Übertragungsleitung <SEP> einer <SEP> Erwär mung <SEP> und <SEP> Abkühlungs-Periode <SEP> unterworfen,
<tb> wobei <SEP> die <SEP> maximale <SEP> dielektrische <SEP> Erwärmung
<tb> in <SEP> der <SEP> Mitte <SEP> der <SEP> Leitung <SEP> auftritt: <SEP> Wenn <SEP> die
<tb> Länge <SEP> der <SEP> Leitung <SEP> gleich <SEP> mehreren <SEP> halben
<tb> Wellenlängen <SEP> gemacht <SEP> wird, <SEP> so <SEP> wird <SEP> daas
<tb> Gut <SEP> beim <SEP> Durchgang <SEP> durch <SEP> .die <SEP> Leitung <SEP> meh reren <SEP> Erwärmung <SEP> s- <SEP> und <SEP> Ablzühlungs-Perio den <SEP> unterworfen, <SEP> wobei <SEP> es <SEP> dielektrisch <SEP> er wärmt <SEP> wird, <SEP> -wenn <SEP> es <SEP> die <SEP> Spannungsbäuche
<tb> durchschreitet, <SEP> lind <SEP> ab,ekühlt <SEP> wird, <SEP> wenn <SEP> es die Spannungsknoten durchläuft. Eine solche Behandlung ist beispielsweise beim Trocknen von Schuhsohlen erforderlich.
In allen .diesen Fällen sollte ,die Impedanz des Generators wenigstens annähernd an die Eingangs-Impedanz der Übertragungsleitung unter den Betriebsbedingungen angepasstsein.
Es ist zu erwähnen, dass, wenn ein sich gleichförmig bewegendes Förderband verwen det wird, welches sich über die gesamte Länge der Leitung ausdehnt, die Charakte ristiken der bertragunggleitung gleichför mig sind und durch die Bewegungen des Bandes nicht beeinflusst werden.
Es ist auch zu bemerken, dass, wenn in Fig. 1 die Impedanz des Abschluss-Elementes 4 gleich dem Wellenwiderstand der Übertra gungsleitung gemacht wird, das Band 5 so angeordnet werden kann, dass es anstatt in der Läng-sriehtung quer zu den Platten 2 und 3 verläuft; auf diese Weise werden alle über das Band ausgebreiteten Stoffe gleichförmig geheizt.
Wenn erwünscht, kann eine nicht homo gene Übertragungsleitung verwendet werden. So zeigt. die Fig. 3 die Schaltung einer Über tragungsleitung, welche in drei Abschnitte mit,den Längen d,, d2 und d3 und den Wel lenwiderständen Zl, Z2 bezw. Z3 unterteilt ist. Es ist klar, dass irgendeine Zahl von Abschnitten mit beliebiger Länge und Wellenwiderstand vorhanden sein könnte.
Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel, wie stufen förmig ausgebildete Platten 10 und 11 in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendet werden können, um eine Übertragungsleitung mit; drei Abschnitten mit progressiv änderndem Wellenwiderstand zu bilden. Die Fig. 5 zeigt ein anderes Beispiel, in welchem die Platte parallele Abschnitte 1'2, 13 und anschliessend nach innen ;gestellte Abschnitte 14, 15 auf weisen.
Die Fig. 6 zeigt eine sich nach aussen erweiternde Ü'bertragungs'leitung, in welcher die Platten 15, 16 nach aussen gebogen sind und damit der Leitung einen allmählich ändernden Wellenwiderstand geben. Irgend einer der in den Fig. 4, 5 oder 6 dargestellten Plattensätze kann an Stelle der Platten 2, 3 der Fig. 1 verwendet werden- und damit ver- echiedene Arten der Steuerung der Erwär mung und Abkühlung des Stoffes ergeben.
Die koaxiale Leitung der Fig. 2 kann in analoger Weise abgeändert werden, wie das ohne weiteres ersichtlich ist. Eine Abände rung, welche sich in verschiedenen Fällen als geeignet erweisen kann, besteht darin, dem äussern Leiter .die Form eines rechteckigen, offenen Troges 17 zu geben, wie er in der Fig: 7 im Schnittdargestellt ist, wobei der innere Leiter, wie in Fig. 2 ein Stab oder Draht ist. Diese Form kann sich für die Ein führung von pulverförmigem Gut als geeig neter erweisen.
Der Hochfrequenz-Generator 1 kann von irgendeiner gewünschten Form sein. Eine ge eignete Form besteht in einer Mehrzahl von Funkenstrecken, welche in Serie mit den Klemmen einer Dynamomaschine verbunden sind.