DE1046219B - Hochfrequenzofen - Google Patents
HochfrequenzofenInfo
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- 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
- H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings
- H05B6/766—Microwave radiation screens for windows
-
- 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
- H05B6/6402—Aspects relating to the microwave cavity
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Description
DEUTSCHES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Öfen, bei denen sich das zu erwärmende oder aus anderen
Gründen mit Hochfrequenzenergie zu behandelnde Gut in einem von metallenen Wänden begrenzten
Hohlraum befindet, in welchen Energie in Form von hochfrequenter elektrischer Strahlung eingeführt
wird. Zu dieser Gattung von Einrichtungen gehören also z. B. die sogenannten Mikrowellenofen, welche
zur Erwärmung von Speisen verwendet werden.
Solche Einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sich im Hohlraum ausgeprägte stehende Wellen ausbilden.
Daher ist die Energieaufnahme des Gutes stark von seiner Lage im Hohlraum abhängig, und es
ist zudem eine befriedigende elektrische Anpassung des Hohlraumes an den Hochfrequenzgenerator
namentlich bei geringer Belastung nur schwer zu erzielen.
Es ist bekannt, diesen Nachteil dadurch zu mildern, daß im Hohlraum ein ständig bewegter, z. B. rotierender
Körper angeordnet wird, der etwa die Gestalt eines Ventilators annehmen kann. Dieser bewegte
Körper beeinflußt die elektromagnetischen Eigenresonanzen des Hohlraumes und bewirkt eine im Mittel
gleichmäßigere Verteilung der Hochfrequenzenergie; seine Anwendung stellt jedoch eine Komplikation bei
Bau und Betrieb des Ofens dar.
Es ist ebenfalls bekannt, dem Ofen die Hochfrequenzleistung örtlich verteilt zuzuführen und durch
passende Gestaltung der JEinfüfarungsschlitze eine bestimmte
Polarisation der eingeführten Schwingungen zu erzwingen. Ein Teil der im Ofen reflektierten
Leistung gelangt naturgemäß auch hierbei durch die Schlitze zum Generator zurück. Dieser Nachteil kann
durch die Anordnung eines Dämpfungswiderstandes zwar gemildert, aber trotz großem Aufwand (Kü'hlung!)
nicht beseitigt werden; diese Maßnahme bringt außerdem eine Verkleinerung des Wirkungsgrades
mit sich.
Der mehrfach genannte Nachteil mit seinen die Handhabung des Ofens erschwerenden Folgen kann
nun auf einfachste Weise dadurch beseitigt werden, daß im Hohlraum Mittel zur Veränderung der Polarisationsrichtung
der hochfrequenten Strahlung angeordnet werden, und zwar so, daß die im Hohlraum
reflektierten Schwingungen nicht mehr durch die Einführungsstelle entweichen können. Ein Mikrowellenofen
gemäß der Erfindung ist demnach dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Hohlraumes bei mindestens
einer seiner Wände ein Polarisationsgitter angeordnet ist, das parallel zur Wand steht und die
Polarisationsrichtung der an dieser Wand reflektierten Strahlung gegenüber der Polarisationsrichtung
der auf die Wand auftreffenden Strahlung um wenigstens angenähert 90° verändert.
Hochfrequenzofen
Anmelder:
»Patelhold«
Patentverwertungs- & Elektr ο-Holding
A.-G., Glarus (Schweiz)
A.-G., Glarus (Schweiz)
Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr, 6
München 23, Dunantstr, 6
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 16. April 1957
Schweiz vom 16. April 1957
Dipl.-Ing. Gustav Guanella, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ofens sei an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert. Die Fig. 1
zeigt als Ausführungsbeispiel den durch rechteckige metallische Wände B, D, W begrenzten Hohlraum, in
welchen durch den Wellenleiter L Hochfrequenzenergie eingeführt wird. Die Polarisationsrichtung E0
der eingeführten Strahlung liegt parallel zur Zeichnungsebene. Nahe der dem Wellenleiter L gegenüberliegenden
Wand B des Hohlraumes ist ein Polarisationsgitter Gx angeordnet. Aufbau und Wirkungsweise
derartiger Gitter sind an sich wohlbekannt; es sei daher hier lediglich der Vollständigkeit halber daran erinnert,
daß sie aus parallel zueinander verlaufenden Leitern bestehen, und daß sie Schwingungen, deren
Polarisationsrichtung mit der Leiterrichtung zusammenfällt, reflektieren, während Schwingungen mit
senkrecht dazu verlaufender Polarisationsrichtung durchgelassen werden. Im vorliegenden Fall ist die
Leiterrichtung gegenüber der Polarisationsrichtung E0
der eingeführten Strahlung um 45° verdreht, und es ist der Abstand des Gitters Gx von der Wand B gleich
einem Viertel der Wellenlänge λ der eingeführten Strahlung oder gleich einem ungeradzahligen Vielfachen
dieses AVertes. Am Gitter wird also (s. Fig. 2) die in Leiterrichtung liegende Komponente E0' der
eingeführten Schwingung E0 reflektiert (-E0), während
die senkrecht dazu liegende Komponente E0" durchgelassen wird. Diese Komponente erreicht die
Wand B, an der sie reflektiert wird (-E0"). Sie
durchsetzt sodann erneut das Gitter G1. Da sie in-
809 698/408
zwischen einen um λ/2 (oder ein ungeradzahliges Viel- !
faches dieses Wertes) längeren Weg zurückgelegt hat als die Komponente E0, tritt sie oberhalb des Gitters G1
mit einer Phasenverschiebung von 180° als + E0" in
Erscheinung und vereinigt sich mit der Komponente — Ti0' zu einer Schwingung E1, deren Polarisationsrichtung
um 90° gegenüber derjenigen der eingeführten Schwingung E0 verdreht ist.
Es ist nun sehr leicht, diese reflektierte Schwingung vom Hochfrequenzgenerator fernzuhalten. Dazu kann
beispielsweise in der Mündung des Wellenleiters L ein Polarisationsgitter G0 angeordnet sein, welches die
eingeführte Schwingung E0 durchläßt und die um 90D verdrehte Schwingung E1 in den Hohlraum zurückreflektiert.
Die Leiterrichtung des Gitters G0 muß also senkrecht zur Polarisationsrichtung E0 der eingeführten
Strahlung stehen. Wird die Hochfrequenzenergie nicht über einen Wellenleiter, sondern etwa
über eine Kopplungsschleife oder über einen Dipol eingeführt, so sind besondere Maßnahmen gar nicht ao
notwendig, da solche Elemente ohnehin als Empfänger für Schwingungen unempfindlich sind, deren Polarisationsrichtung
um 90° gegenüber der Polarisationsrichtung der abgestrahlten Schwingungen verdreht ist.
Eine wesentliche Verbesserung gegenüber der bisher besprochenen Anordnung läßt sich erzielen, wenn
nahe der den Wellenleiter L enthaltenden Wand D, welche zur Wand B parallel liegt, ein weiteres Polarisationsgitter
G2 vorgesehen wird. Seine Leiterrichtung ist um 45~O gegenüber der Polarisationsrichtung
der eingeführten Strahlung verdreht; sie steht also parallel oder senkrecht zu derjenigen des Gitters G1.
Das Gitter G2 läßt den für die Einführung der Strahlung
erforderlichen Querschnitt frei; es ist im übrigen nach den für das Gitter G1 erläuterten Gesichtspunkten
aufgebaut und angeordnet. Es ist leicht einzusehen, daß die auf das Gitter G1 auftreffende
Schwingung E1 eine erneute Drehung ihrer Polarisationsrichtung
um 90° erfährt. Der Schwingungsvorgang im Hohlraum setzt sich dann aus zwei in entgegengesetzter
Richtung fortlaufenden Wellen zusammen, deren Polarisationsrichtungen aufeinander
senkrecht stehen. Die in Fig. 1 von oben nach unten laufende Welle ist also parallel zur Zeichnungsebene
(E0), die von unten nach oben laufende Welle.senkrecht
dazu polarisiert (.E1). Diese beiden Wellen
können sich also nicht zu einer stehenden Welle vereinigen. Es fehlen daher im Hohlraum Stellen mit
extrem großen oder extrem kleinen Energiedichten, wodurch die Einwirkung der Hodhfrequenzenergie
auf das Gut praktisch nicht mehr von dessen Lage im Hohlraum abhängt. Die Rückwirkung der Vorgänge
im Hohlraum auf den Hochfrequenzgenerator und damit die eingangs erwähnten Anpassungsschwierigkeiten
sind ebenfalls weitgehend beseitigt. Bei gewissen Gütern mit besonderer Beschaffenheit oder Gestalt
wirkt sich zudem noch die Tatsache vorteilhaft aus, daß gleichzeitig Wellen mit verschiedenen Polarisationsrichtungen
auf sie einwirken.
Es kann aus konstruktiven Gründen von Vorteil sein, wenn die Leiterrichtungen der Gitter G1 und G2
parallel zu den Seitenwänden W des Hohlraumes verlaufen. Dann ist die Polarisationsrichtung des die
Energie einführenden Elementes (Wellenleiter, Koppelschleife oder Dipol) um 45° aus der in Fig. 1
gezeigten Lage zu verdrehen. Der Grundriß des Hohlraumes kann quadratisch oder, wie in Fig. 1 gezeigt,
rechteckig sein. Die Erfindung ist aber natürlich keineswegs auf Hohlräume von viereckigem Querschnitt
beschränkt, sondern sie läßt sich ebensogut beispielsweise auch in zylindrischen Hohlräumen anwenden.
Wird übrigens das Polarisationsgitter G1 nicht im
oben angegebenen Abstand von der Wand B angeordnet, sondern beispielsweise im Abstand 2/8, so ist die
nach oben laufende reflektierte Welle zirkulär polarisiert. Bei entsprechender Anordnung des Polarisationsgitters
G2 entsteht wiederum eine nach unten laufende linear polarisierte Welle. Wenn auch die
oben angeführten Vorteile der erfindungsgemäßen Maßnahme bei einer derartigen Anordnung nicht
mehr in vollem Umfang eintreten, so kann diese Anordnung doch unter bestimmten Umständen, etwa bei
beschränktem Platz, zweckmäßig sein.
Sehr nützlich kann in gewissen Fällen auch eine Anordnung sein, in welcher der Abstand wenigstens
eines Polarisationsgitters von der zugeordneten Wand veränderbar ist. Es ist dann möglich, die optimalen
Bedingungen, etwa im Hinblick auf ein Minimum der auf den Hochfrequenzgenerator zurückwirkenden
Energie, im Betrieb einzustellen.
An Stelle der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Polarisationsgitter aus parallelen Leitern
können natürlich auch andere Mittel zur Veränderung der Polarisationsrichtung vorgesehen werden, so
beispielsweise parallel zueinander verlaufende Streifen aus Material mit hoher Dielektrizitätskonstante.
In jedem Falle kann ein Gitter als Träger für das Gut ausgebildet sein.
Der Erfindungsgedanke kann auch dann mit Vorteil Anwendung finden, wenn Energie aus einem oder
auch-aus mehreren Hochfrequenzgeneratoren an mehreren Stellen in den Hohlraum eingeführt wird. In
einer Einrichtung nach Fig. 1 wäre dazu· z. B. ein zweiter Wellenleiter vorzusehen, der in der Wand B
mündet und der eine Schwingung einführt, deren Polarisationsrichtung senkrecht zur Zeichnungsebene
(d. h. senkrecht zu E0 und daher parallel zu E1) steht.
Auch in diesem Falle setzt sich der Schwingungsvorgang im Hohlraum aus zwei in entgegengesetzter
Richtung fortlaufenden Wellen zusammen, deren Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen.
Bei Speisung durch zwei voneinander unabhängige Hochfrequenzgeneratoren ist jede dieser Wellen aus
zwei Komponenten zusammengesetzt, deren Frequenzen im allgemeinen etwas voneinander verschieden
sein werden.
Claims (6)
1. Hochfrequenzofen, bei dem sich das zu behandelnde Gut in einem von metallenen Wänden
begrenzten Hohlraum befindet, in welchen Energie in Form von hochfrequenter elektromagnetischer
Strahlung eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Hohlraumes bei mindestens
einer seiner Wände ein Polarisationsgitter angeordnet ist, das parallel zur Wand steht
und die Polarisationsrichtung der an dieser Wand reflektierten Strahlung gegenüber der Polarisasationsrichtung
der auf die Wand auftreffenden Strahlung um wenigstens angenähert 90° verändert.
2. Hochfrequenzofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der der
Einführungsstelle der Hochfrequenzleistung gegenüberliegenden Wand und im Abstand von
wenigstens angenähert (2n— 1)·Λ/4 von dieser Wand ein aus zueinander parallel liegenden
Leitern bestehendes Polarisationsgitter angeordnet ist, dessen Leiterrichtung um 45° gegenüber
der Polarisationsrichtung der eingeführten Strahlung verdreht ist (λ=Wellenlänge der Strahlung,
η=ganze Zahl).
3. Hochfrequenzofen nach Anspruch 2, bei dem die Energieeinführung über einen Wellenleiter erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß auch in der Mündung des Wellenleiters ein Polarisationsgitter
angeordnet ist, dessen Leiterrichtung senkrecht zur Polarisationsrichtung der eingeführten Strahlung
steht.
4. Hochfrequenzofen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß auch parallel zu der die Einführungsstelle der Hochfrequenzenergie enthaltenden
Wand und im Abstand (2n— 1) · A/4 von dieser Wand ein Polarisationsgitter angeordnet
ist, dessen Leiterrichtung um 45° gegenüber der Polarisationsrichtung der eingeführten Strahlung
verdreht ist.
5. Hochfrequenzofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Polarisationsgitters
von der Wand veränderbar ist.
6. Hochfrequenzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hochfrequenzenergie an zwei
Stellen eingeführt wird, die in zwei zueinander parallelen Wänden des Hohlraumes liegen, wobei
die Polarisationsrichtungen der eingeführten Schwingungen aufeinander senkrecht stehen und
daß parallel zu jeder dieser Wände ein Polarisationsgitter angeordnet ist, dessen Leiterrichtungen
um 45° gegenüber den Richtungen der eingeführten Schwingungen verdreht sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-PatentBch.rift Nr. 2 704 802.
USA.-PatentBch.rift Nr. 2 704 802.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH837063X | 1957-04-16 | ||
CH1046219X | 1957-04-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1046219B true DE1046219B (de) | 1958-12-11 |
Family
ID=25738637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP18451A Pending DE1046219B (de) | 1957-04-16 | 1957-05-02 | Hochfrequenzofen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1046219B (de) |
GB (1) | GB837063A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3120900A1 (de) * | 1981-05-26 | 1983-06-16 | Karl Dr. 7800 Freiburg Fritz | Mikrowellen-arbeitsraum |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8785459B2 (en) * | 2011-12-27 | 2014-07-22 | Development Center For Biotechnology | Quinazoline compounds as kinase inhibitors |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2704802A (en) * | 1952-05-22 | 1955-03-22 | Raytheon Mfg Co | Microwave ovens |
-
1957
- 1957-05-02 DE DEP18451A patent/DE1046219B/de active Pending
-
1958
- 1958-04-16 GB GB12080/58A patent/GB837063A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2704802A (en) * | 1952-05-22 | 1955-03-22 | Raytheon Mfg Co | Microwave ovens |
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DE3120900A1 (de) * | 1981-05-26 | 1983-06-16 | Karl Dr. 7800 Freiburg Fritz | Mikrowellen-arbeitsraum |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB837063A (en) | 1960-06-09 |
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