DE1952987B2

DE1952987B2 - Hohlleiter zur dielektrischen Erwärmung eines durch diesen hindurchgeführten Stoffes

Info

Publication number: DE1952987B2
Application number: DE1952987A
Authority: DE
Inventors: William John Ottawa Bleackley (Verstorben)
Original assignee: CANADIAN PATENTS AND DEVELOPMENT Ltd OTTAWA
Current assignee: CANADIAN PATENTS AND DEVELOPMENT Ltd OTTAWA
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-21
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1255690A; GB1256339A; FR2021167A1; DE1952987A1; DE1952987C3; SE345786B; US3555232A

Description

Die Erfindung betrifft einen länglichen Hohlleiter zur dielektrischen Erwärmung eines durch diesen hindurchgeführten Stoffes mit einer Querschnittsform, die zu zwei zueinander senkrechten und einander in der Längsachse des Hohlleiters schneidenden Ebenen symmetrisch ist, und von den Hohlleiterwänden nach innen ragenden leitfähigen Rippen, von de-

nen je ein Paar auf beiden Seiten einer der Ebenen angeordnet ist, wobei zwischen den einander zugewandten Oberflächen dar beiden Rippen jedes Paares bei Anregung des Hohlleiters jeweils ein Bereich elektrischer Feldverstärkung besteht.

Aus der schwedischen Patentschrift 184 612 ist ein Hohlleiter mit den obengenannten Merkmalen bekannt, bei dem die in einem Bereich zwischen den Rippen erzeugte Konzentration des elektrischen Feldes dazu dient, ein durch diesen Bereich geführtes Folienmaterial möglichst wirksam aufzuheizen. Der Abstand zwischen den jeweils an der gleichen Hohlleiterwand angeordneten Rippen ist bei dem bekannten Hohlleiter so klein wie möglich gehalten, d. h. er ist nur so groß, daß das Folienmatenal hindurchge-

führt werden kann. Auf Grund dieser Konstruktion ist es nicht möglich, größere oder gar sperrige Werkstücke so zu behandeln, daß eine einigermaßen gleichmäßige Verteilung des elektrischen Feldes über den Werkstückquerschnitt erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlleiter zu schäften, in dem Materialien mit größerer Querschnittsfläche ein möglichst gleichmäßiges elektrisches Feld vorfinden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei dem eingangs

beschriebenen Hohlleiter erfindungsgemäß die beiden Rippenpaare in so weitem Abstand voneinander angeordnet, daß zwischen ihnen ein Bereich elektrischer Feldschwächung mit annähernd gleichmäßiger Feldverteilung über den Querschnitt des hindurchgeführten Stoffes besteht.

Die Erfindung sowie die vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung nach den Unteransprüchen werden im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine allgemeine Seitenansicht eines erster Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gerätes, das sich zur Mikrowellen-Erhitzung von zylindrischen Werkstücken eignet,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II dei Fig.1,

F i g. 2 a bis 2 c schematischc Querschnitte, die den Feldlinienverlauf in einem Hohlleiter nach Fig. 1

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und -< verglichen mit dem in einem normalen ReciitecKhöhlleitcr nach dem Stand der Technik, zeigen,

pjg. 3 , iiKii Schnitt längs der Linie Ill-lll ik-r FiC. 2,

pig.4 einen Querschnitt durch einen Teil einer abgewandelten Hohlleiterfarm, die sich hei einem Gerät mich F i g. 1 verwenden läßt,

Fig.5 einen Querschnitt einer weiteren MoIiI--leiterform, die sich in Geräten nach den F i g. 1 bis 3 verwenden liißt,

Fig. 6 eine weitere Hohlleiterausbildung zur Verwendung i'.i solchen Geräten,

Fig. 6 ■.! einen Schnitt längs der Linie Vla-\'la derFig- <

paare 14, 15 und 16, 17 bei Anregung des Hohlleiters mit Mikiowellenenergie des H_1n-TyPs darin, daß zwischen den angenäherten Flächen jedes Rippen

seitliche Schwächung gegenüber dem Wert, den es normalerweise in der Mitte eines normalen rechteckigen Hohlleiters bei Anregung mit dem H_in-Typ hätte. Es wird betont, daß das elektrische Feld in Fig. 2 im wesentlichen schematisch gezeigt ist und diese Figur den Feldlinienverlauf darstellt, der bei fehlendem Werkstück herrscht. Wie oben erwähnt, absorbiert das Rohr 13 keine merkliche Energie-

hältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante und einen relativ hohen Verlustwinkel. Dies bewirkt bekanntlich, daß sie verhältnismäßig große Mengen der verfügbaren Energie absorbieren und damit das Feld verzerren.

F i g. 2 a zeigt einen normalen re' '.«eckigen Hohlleiter 8, der mit Mikrowellenenergie des H₁₀-Typs angeregt ist. Das elektrische Feld ist im Leerlauf sinusförmig verteilt, wobei die maximale Dichte in der 25 Mitte auftritt. Wird ein verlustbehaftetes Werkstück 7 i.i einem Rohr 13 in diesen Hohlleiter gebracht (Fig.? b), so wird die Felddichte längs der Mitte stark erhöht, was dazu führt, daß bei Werkstücken mit größerer Querschnittsbreite ein Großteil

, . absorbiert das Rohr 13 keine merkliche Energie

Fig. 7 einen Quersc.initt einer weiteren in seitli- i₅ menge. Die Werkstücke selbst haben jedoch eine ver-

cher Richtung verbreiterten Hohlleiterform zur An- häli i Wendung bei mehreren Werkstücken,

F i g. 7 a eine Variante von F i g. 7,

Fig. R eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes, bei dem es sich um einen zur Mikrowellen-Erhitzung von Tafclmatcrial geeigneten Hohlleiter handelt, und

Fig.S) eine von der Schnittlinie IX-IX de, Fic. R aus gesehene, perspektivische Darstellung, bei der ein Teil der Seitenwand weggeschnitten ist.

Ein Gerät nach den F i g. 1 bis 3 umfaßt einen
länglichen Hohlleiter-Hauptabschnitt 10 aus typischem Hohlleitermetall, beispielsweise Kupfer oder
Messing, an dessen Eingangsseite 18 über ein Hohlleiter-Eingangsteil 11 aus ähnlichem Metall eine her- 30 der Feldlinien durch den Mittelteil Jes Werkstücks kömmlichc Mikrowellenenergiequelle20 angeschlos- führen und dessen seitliche Bereiche Ta Verhältnissen ist, während er sich an seiner Ausgangsscite 19 in mäßig wenig Wärme erhalten. Diese Erscheinung einem Hohlleiter-Ausgangsteil 12 aus ähnlichem Mc- beobachtet man bei der Verwendung von Mikroweltall fortsetzt. Dieses Gerät eignet sich zum Erhitzen len-Heizgeräten nach dem Stand der Technik mit von zylindrischen Werkstücken, zum Beispiel von 35 normalen rechteckigen Hohlleitern. Wiener Würstchen oder ähnlichen Wurstwaren; das Fig. 2c zeigt das elektrische Feld in einem verGerät läßt sich jedoch auch zum Erhitzen anderer lustbehaftelen Werkstück 7 in dem Rohr 13 innerWerkstücke mit rechteckiger, unregelmäßiger, ellipti- halb eines gerippten Hohlleiters 10 nach F i g. 2, woscher oder -"-der beliebigen Querschnittsform ver- bei der feldverstärkenden Wirkung des vorhandenen wenden, die in den Arbeitsbereich des Hohlleiters 40 Werkstücks die in der Hohlleitermitte auftretende hineinpaßt. Durch die gesamte Länge des Hohllei- feldschwächende Wirkung der Rippen entgegentritt. ter-Hauptteils 10 verläuft ein herausnehmbares Rohr Das Ergebnis besteht in einer viel gleichmäßigeren 13, das eine Bahn bildet, durch die die Werkstücke Erhitzung des Werkstücks über seinen Querschnitt. '.rnr.r.portiert werden, und das keine merkliche Mi- Mittels der Rippen 14 bis 17 läßt sich ein derartikrovvellenenergie absorbiert. Als Material für das 45 ger Grad an elektrischer Feldverstärkung in den BeRohr kann hierfür beispielsweise Polytetrafluoräthy- reichen zwischen den Rippen erreichen, daß selbst len, Polystrol oder ein Acrylharz verwendet werden. bei der entgegenwirkenden Verzerrung durch die Die Hohlleiter-Ein- und -Ausgangsteile 11 und 12 sehr hohe Dielektrizitätskonstante der Werkstücke sind bezüglich des Hiiuptteils 10 leicht geneigt. die zur Absorption durch diese Werkstücke zur Ver-Durch diese beiden Teile ist das Werkstückrohr an den 50 fügung stehende Energiemenge auf einem verhältnisbeiden Endf-n des Gerätes herausgeführt. Außerhalb mäßig kleinen Anteil der gesamten Mikrowellenenerdes Hohlleiteraufbaus ist das Rohr 13 von an diesem pie ^;ί dem Hohlleiter gehalten werden kann. Je nä-Aufbau befestigten äußeren Metallrohrtei'Ien9 getra- her die Rippenoberflächen zusammenrücken, desto gen. Der Durchmesser der Rohrtcilc9 ist so gewählt, mehr verstärkt sich dieser Effekt. Praktisch ist die daß sie Hohlleiter jenseits der kritischen Frequenz 55 Grenze einer solchen Annäherung durch die Tatbilden und das Austreten von Strahlung aus dem sache bestimmt, daß der Abstand zwischen den Rip-Hohlleiter verhindern. pen groß genug sein muß, um zu gewährleisten, daß

Wie in F i g. 2 gezeigt, ist der Gesamtquerschnitt zwischen ihnen Kein elektrischer Durchschlag erfolgt, des Haupt- oder Arbeitsteils 10 rechteckig mit einem Die Rippen 14 bis 17 gestatten somit sowohl eine Verhältnis von Breite zu Höhe des rechteckigen 60 Steuerung des Maßes an Energieentzug als auch eine Hohlleiters von 2:1. Fig. 2 zeigt auch, daß das gleichmäßigere Energieverteilung über das Werk-Rohr 13 längs der mittleren Längsachse des Teils 10 stück. Obwohl die gesamte durch den Hohlleitei und symmetrisch zu dieser verläuft. übertragene M^:krowellenenergie verhältnismäßig

Wie in F i g. 2 durch die das elektrische Feld dar- hoch sein kann, läßt sich die für die Absorptior

stellenden Pfeile gezeigt, besteht die Wirkung der 65 durch die Werkstücke verfügbare Energiemenge ar

symmetrisch zu zwei aufeinander senkrecht stehen- jeder gegebenen Stelle, beispielsweise an der liner

den und einander in der Längsachse des Hohlleiters gie-Eingangsseite 18 des Hohlleiter-Hauptteils 10, er

schneidenden Ebenen /*. und B angeordneten Rippen- heblich beschränken.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß sich die Rippen 14 bis 17 in Längsrichtung des Hohlleiters verjüngen. Die Rippen 16 und 17 ragen an der Eingangsseite 18 des Teils 10 fast bis in die Mitte des Hohlleiters hinein und aufeinander zu. Verfolgt man den Teil 10 von seinem Eingangsende 18 zu seinem Ausgangsende 19, so sieht man, daß sich die Rippen 16 und 17 allmählich verjüngen und schließlich gänglich verschwinden. Die Rippen 14 und 15 verjüngen sich in ähnlicher Weise, so daß der Querschnitt des Teils 10 an seinem Ausgangsende 19 im wesentlichen demjenigen eines normalen rechteckigen Hohlleiters entspricht. Der Anteil an der Gesamtenergie, den das Werkstück absorbieren kann, wird dann durch keinerlei Rippen beeinträchtigt.

Die Wirkung dieser Verjüngung besteht darin, daß an der Eingangsseite 18, an der die volle Eingangsenergie zur Verfugung steht, die Absorption dieser Energie in den Werkstücken durch die Rippen auf einen nur kleinen Anteil dessen reduziert wird, was in einem normalen rechteckigen Hohlleiter absorbiert würde. Andererseits sind an der Ausgangsseite 19, an der bei Einspeisung der Mikrowellcnenergie auf der Eingangsseite auf Grund der längs des Hohlleiters erfolgenden Dämpfung wesentlich weniger Energie verfügbar ist, keine Rippen vorhanden, die die Möglichkeit der Werkstücke, Energie zu absorbieren, behindern würden. Zwischen den beiden Enden herrschen Zwischenzustände, wobei die gesamte Energiemenge von der Eingangsseite zur Ausgangsseite abnimmt, während der Energieanteil, den man die Werkstücke absorbieren läßt, durch die allmähliche Verjüngung der Rippen in umgekehrter Weise zunimmt.

Die Form, mit der sich die Rippen verjüngen, kann komplementär zu der exponentiellen Zunahme der Dämpfung der Mikrowellenenergie längs des Hohlleiters gestaltet werden. Die einander entgegenwirkenden Faktoren wurden sich dann genau ausgleichen, und die von den Werkstücken absorbierte Energie bliebe über die Länge des Hohlleiter-Hauptteils 10 im wesentlichen gleichförmig. Bei einigen praktischen Fällen besteht keine Notwendigkeit, die Heizung über die Länge mit sehr genauer Gleichförmigkeit auszuführen. In solchen Fällen stellt es eine annehmbare Annäherung an die gleichförmige Erhitzung dar, wenn sich die Rippen von dem einen Ende zum anderen Ende des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts 10 linear verjüngen, rne dies in F i g. 3 angenommen ist. Die Rippen können sich selbstverständlich praktisch nach jeder gewünschten Kurve verjüngen, um eine Steuerung der Energieabsorption zu erzielen, die mit normalen Hohlleitern nicht möglich ist. Die Rippen können sich z.B. auf Null verjüngen, bevor sie das Ende des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts erreichen; diese raschere Verjüngerung würde eine verstärkte Erhitzung gegen das Ausgangsende hin bewirken. Andererseits könnten sich die Rippen auch langsamer verjüngen und gar nicht ganz verschwinden. Eine Bauweise des Hohl¹ ,iters ohne jede Verjüngung der Rippen würde die Wirkung haben, daß der Heizeffekt abnimmt, wenn sich die Werkstücke auf das Ausgangsende des Hohlleiters zu bewegen. Bei Trokkenverfahren kann diese Wirkung erwünscht sein, um verhältnismäßig große Energiemengen den nassen Werkstücken beim Eintreten in den Hohlleiter zuzuführen, um das überschüssige Wasser rasch herauszutreiben, jedoch den Trockenvorgang durch Anwendung verringerter Energiemengen behutsamer zu beenden, um die Gefahr zu vermeiden, daß die Werkstücke zu stark getrocknet und dadurch spröde oder sonstwie ungeeignet werden.
Bei den letzteren Ausführungen wurde angenommen, daß die Werkstücke in gleicher Richtung wie die Energie durch den Hohlleiter bewegt werden; dies muß jedoch nicht sein. Bei einem Hohlleiter ohne sich verjüngender Rippen würde z. B. ein Gegenfluß eine Zunahme der Energieübertragung bewirken, wenn die Werkstücke in Richtung auf das Energie-Eingangsende zu bewegt werden.

In einem bekannten mit 2,5 kW arbeitenden Mikrowellenofen lassen sich Wiener Würstchen in 55 bis 60 Sekunden erhitzen. In einem Gerät nach F i g. 1 bis 3 benötigen die gleichen Produkte jedoch nur eine Durchlaufzeit von etwa 7 bis 10 Sekunden, wobei trotzdem eine völlig wirksame Erhitzung ausgeführt wird und der gesamte Leistungsbedarf des

so Geräts gleichzeitig nur 1,2 kW beträgt. Es ist anzunehmen, daß der Hauptgrund für diese Verbesserung in der erhöhten Gleichförmigkeit der Energieanwendung auf die Produkte liegt, wobei diese Gleichförmigkeit in Längsrichtung des Hohlleiters aus der laufenden Reduzierung der zur Verfügung stehenden Energie mittels der Verjüngung der Rippen resultiert, während dl<i Gleichförmigkeit über den Querschnitt des Werkstücks auf der generellen Reduzierung der zur Verfügung stehenden Energie infolge der Anwcscnhcit der Rippen beruht und allerdings in gewissem Maße verlorengeht, wenn die Rippen sich verjüngen. Bei Erhitzung in einem normalen Hohlleiter kann eine zu starke anfängliche Energieabsorption durch das Produkt nur durch eine verhältnismäßig lange

Erhitzung, beispielsweise etwa 1 Minute, vermieden werden, wenn eine Steuerung des Energieabsorptionsgrades durch die verschiedenen Teile des Produkts über die gesamte Erhitzungszeit in engen Grenzen und die damit mögliche Ausnutzung dieser

Zeit in höchst wirksamer Weise, wie sie bei einem Gerät nach den F i g. 1 bis 3 möglich ist, fehlt.

Nach dem Gerät nach F i g. 1 bis 3 ist das Eingangsteil 11 ein rechteckiger Hohlleiter, in dem Eingangsrippen (in Fig.3 durch die Rippen 16d und 17d dargestellt) vorgesehen sind; diese Rippen verbreitern sich von Null am Beginn des Teils 11 und gehen in die Rippen 14 bis 17 an der Stelle über, an der der Teil 11 an das Eingangsende 18 des Hauptteil-= 10 anschließt, wo die Werkstücke durch das Rohr 13 in das elektrische Feld eingeführt werden.

Die Wellenlänge der Mikrowellenenergie kann im Bereich von 5 bis 30 cm liegen; im Hinblick auf die Dimensionierung des Hohlleiters bezüglich der speziellen zu erfüllenden Funktion können jedoch auch

andere Frequenzen gewählt werden. Zweckmäßig ist eine Frequenz von 2,45 GHz (12,23 cm Wellenlänge), da für diese Frequenz Energiequellen leicht erhältlich sind.
Am Ausgangsende des Hauptteils 10 ist der Aus-

gangsteil 12 als einfacher rechteckiger Hohlleiter ohne Rippen angeschlossen und dient zur Übertragung etwaiger Restenergie an eine absorbierende Last 21, die beispielsweise aus einer herkömmlichen Wasserlast bestehen kann. Befindet sich das Gerät in Betrieb, so werden normalerweise die zugeführte Energie und die Transportgeschwindigkeit der Werkstücke so eingestellt, daß diese im wesentlichen die gesamte aus der Quelle 20 stammende Energie ab-

iorbieren. Die Last 21 wird dann nur einen kleinen !lest zu absorbieren haben. Es ist jedoch erforder-Lich, eine solche Last vorzusehen, falls die Quelle 20 jingeschaltet wird, ohne daß Werkstücke durch das Rohr 13 transportiert werden.

F i ij 4 zeigt einen Teil einer abgewandelten Ausführungaform für den Hohlleiter-Arbeitsteil, wobei dieser Teil hier mit 10 α bezeichnet ist und den Unterschied aufweist, daß die Rippen 14 η und 15 a mit abgerundeten Kanten versehen sind. Ein Durchschlag tnit viel leichter an scharfen Kanten auf, da mit diesen eine hohe örtliche elektrische Feldstärke verbunden ist. Durch Abrunden der Kanten wird die Gefahr eines elektrischen Durchschlags beträchtlich vermindert.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform für den Hohlleiter-Arbeitsteil, bei der die Rechteckform des Hohlleiters zu einer generell elliptischen abgewandelt ist. Dieser mit 10 b bezeichnete Hohlleiter-Arbeitsteil weist jedoch nach wie vor die grundsätzliche Symme- »o trie bezüglich der Ebenen A und B auf, die durch die auf jeder Seite des zentralen Werkstückrohrs 13 paarweise symmetrisch angeordneten vier Rippen 14 b bis 17 b vermittelt wird. Offensichtlich läßt sich derjenige Teil der Energie in diesem Hohlleiter, der »5 von den Werkstücken in dem Rohr 13 absorbiert werden kann, durch die Rippen 14 b bis 17 b ähnlich wio bei F i g. 2 steuern.

F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsfor .^eines Hohlleiter-Arbeitsteils 10 c mit Rippen 4 bis Π'wie 3» in F i g. 2, wobei jedoch längs den Seiten des Hohlleiters dielektrische Materialmassen 22 und 23 angeordnet sind. Das Material für diese Materialmassen ist beispielsweise Teflon oder ein anderes Material mit ähnlichen Eigenschatten, das dazu neigt, das Feld derart zu verzerren, daß im Bereich des Dielektrikum eine Feldverstärkung und dementsprechend im Bereich der Werkstücke eine weitere Feldschwächung auftritt. Ein derartiges Material muß jedoch einen geringen Verlustwinkel haben, um nur wenig Energie zu absorbieren.

Die verschiedenen Merkmale der F i g. 2, 4, 5 und 6 sind austauschbar. Beispielsweise können die Rippen der Fig.5 ebene Außenflächen haben; oder es können die Rippen der Fig.6 abgerundete Außenflächen aufweisen; oder das Material 22, 23 kann in einem elliptischen Hohlleiter wie dem nach F i g. 5 vorgesehen sein. Außerdem können sich die Rippen in jedem Fall verjüngen oder nicht verjüngen; in Fig.6 können sich auch die Materialmassen 22, 23 in ihrer Dicke verjüngen, wie dies in F i g. 6 a gezeigt ist, oder sie können nach den Erfordernissen der jeweiligen speziellen Umstände ohne Verjüngungen vorgesehen sein.

Fig.7 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Hohlleiter-Arbeitsteils, der hier in seitlicher Richtung verbreitert ist, um mehrere Werkstückrohre 13,13', 13" aufzunehmen. Wie man sieht, liegt jedes dieser Rohre zwischen zwei Rippenpaaren, die hier mit 14, 15; 16, 17; 24, 25 und 26, 27 bezeichnet sind und im wesentlichen genauso funktionieren, wie es im Zusammenhang mit Fig.2 beschrieben worden is*. Dieser Hohlleiter wird ebenfalls im H_JB-Typ angeregt, wie dies auch bei den anderen gezeigten Hohlleitern der Fall ist. Um jedoch die ungleichförmige Energieverteilung über die gesamte Breite des Hohlleiter-Querschnitts wegen der bei dieser Anregung normalerweise vorhandenen Feldkonzentration in der Mitte und Feldschwächung an den Seiten zu kompensieren, ist die Höhe der Rippen, wie in F i g. 7 a gezeigt, gestuft, wobei die mittleren Rippen 24' und 25' am wenigsten hervorragen; die nächstäußeren Rippen 16', 17' und W₁ IT erstrecken sich dabei weiter aufeinander zu, und die seitlichen Rippen 14', 15' und 28', 29' ragen am weitesten aufeinander zu, um die stärkste Feldverstärkungswirkung zu erzielen. Wie vorher kann dieses Merkmal m>t jedem der übrigen beschriebenen Merkmale, insbesondere mit einer Verjüngung in Längsrichtung kombiniert werden. Die Werkstückrohre sind bei 13,13', 13" und 13'" gezeigt.

Die Anordnung der Rippen in den einzelnen Hohlleiter-Ausführungsformen ist zwar nicht besonders kritisch, jedoch müssen selbstverständlich jeweils zwei Rippenpaare (beispeilsweise 14, 15 und 16, 17 in F i g. 2) genügend weit voneinander und daher von dem benachbarten Werkstückrohr bzw. den benachbarten Rohren entfernt sein, um in der Umgebung jedes solchen Rohres einen Bereich der elektrischen Feldschwächung zu gewährleisten. Wie sich herausgestellt hat, sollten die Mittellinien jedes Rippenpaares, die in F i g. 2 bei C bzw. D gezeigt sind, vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen der Mittelebene A und den seitlichen Innenwänden des Hohlleiters liegen. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß die Breite der Rippen selbst etwa die in F i g. 2 gezeigte Vergleichsgröße hat, so daß zwischen dem Rohr 13 und der nächsten Rippenfläche auf jeder Seite des Rohres noch ein genügender Abstand besteht.

Die F i g. 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gerätes, das beispielsweise zum Trocknen von Tafelmaterial 30 oder zum Abbinden einer Substanz auf oder in tafelförmigem Material geeignet ist, wobei es sich bei dem Material beispielsweise um Leder, Sperrholz, dickes Papier, ungehärteten Kautschuk oder Kunststoff handeln kann. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen verläuft die Bewegungseinrichtung des Werkstücks 30 nun quer zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellenenergie längs des Hohlleiter-Arbeitsabschnitts, der hier mit 1Od bezeichnet ist. Wie man sieht, ist der Hohlleiter-Abschnitt 10 gleich, da er generell rechteckig ist und mit vier Rippen 14 bis 17 versehen ist, die sich von der Energieeingangseite aus, an der sie am weitesten aufeinander zu ragen, zu der Energieausgangseite hin, verjüngen. Wie oben ist an der Eingangseite eine herkömmliche Mikrowellen-Energiequelle 20 und an der Ausgangsseite eine herkömmliche Last bzw. ein herkömmlicher Mikrowellen-Energieabsorber 21 vorgesehen.

Die Arbeitsweise ist grundsätzlich die gleiche wie oben, wobei die an der Eingangsseite weiter vorspringenden Rippen eine Verminderung des vorr Werkstück 30 absorbierten Anteils an der verhältnis mäßig großen gesamten Energiemenge bewirken während an der Ausgangsseite keinerlei Beschrän kung in der Energieabsoption durch das Werkstüc] erfolgt. Da die Energie an der Ausgangsseite durc] Dämpfung vermindert ist, läßt sich auf diese Weis eine im wesentlichen gleichförmige Erwärmung übe die Breite des Werkstücks, d.h. über die quer zv Bewegungsrichtung verlaufende Dimension desselbe erreichen. Bei Bedarf kann ein hoher Grad a Gleichförmigkeit dadurch erzielt werden, daß d Rippenform exakt gestaltet wird, vorausgesetzt, di die Dielektrizitätseigenschaften des Werkstücks b

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kannt sind und im wesentlichen konstant bleiben. Wie bereits oben dargelegt, dürften sich linear verjüngende Rippen in der Praxis normalerweise eine zweckentsprechende Gleichförmigkeit vermitteln. Sollte andererseits das Werkstück aus irgendeinem Grund, beispielsweise um eine längs der Kante ver-

JO

laufende Klebstofflinie zu härten, differentielle Err wärmung über _f sinen Querschnitt erfordern, so kann in dem Gerät eine beabsichtigte Ungleichförmigkeit bestimmter Art leicht dadurch erzeugt werden, daÖ S die Rippenkonturen entsprechend ausgebildet werden. ;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Länglicher Hohlleiter zur dielektrischen Erwärmung eines durch diesen hindiuchgeführten Stoffes mit einer Querschnittsform des Hohlleiters, die zu zwei zueinander senkrechten und einander in der Längsachse des Hohlleiters schneidenden Ebenen symmetrisch ist, und von den Hohlleiterwänden nach innen ragenden leitfähigen Rippen, von denen je ein Paar auf beiden Seiten einer der Ebenen angeordnet ist, wobei zwischen den einander zugewandten Oberflächen der beiden Rippen jedes Paares bei Anregung des Hohlleiters jeweils ein Bereich elektrischer Feldverstärkung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rippenpaare (14, 15; 16,17) in so weitem Abstand voneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Bereich elektrischer FeL'schwächung mit annähernd gleichmäßiger Feldverteilung über den Querschnitt des hindurchgeführten Stoffes besteht.

2. Hohlleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (13) zum Führen des Stoffes (7) durch den Bereich der elektrischen Feldschwächung in Längsrichtung des Hohlleiters (10).

3. Hohlleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Führen eines als tafelförmiges Werkstück (30) ausgebildeten Stoffes durch den Bereich der elektrischen Feischwächung quer zur Längsachse des H.'hlleiters (10 d) in der zwischen den beiden Pippennaaren verlaufenden Ebene.

4. Hohlleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14, 15, 16, 17) derart verjüngt ausgebildet sind, daß sich entlang der Längsachse des Hohlleiters der Abstand zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Rippen der Rippenpaare und damit der Grad der Feldverstärkung zwischen diesen Rippen und der Grad der Feldschwächung zwischen den Rippenpaaren ändert.

5. Hohlleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Mikrowellenenergieflusses durch den Hohlleiter (10) mit der Richtung übereinstimmt, in der sich der Abstand der Rippen (14,15, 16,17) vergrößert.

6. Hohlleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der zwischen den beiden Rippenpaaren verlaufenden Ebene mindestens ein weiteres Rippenpaar (24, 25, 26, 27, 28', 29') vorgesehen ist und alle Rippenpaare so angeordnet sind, daß zwischen einander benachbarten Rippenpaaren jeweils ein Bereich elektrischer Feldschwächung besteht.

7. Hohlleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der einander zugewandten Oberflächen der Rippen der einzelnen Rippenpaare über die Breite des Hohlleiters so verschieden ist, daß die durch die Querschnittsform des Hohlleiters bedingte Unregelmäßigkeit der Feldstärke über die Breite des Hohlleiters in den einzelnen Bereichen elektrischer Feldschwächung dadurch ausgeglichen wird.

8. Hohlleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlleiter (10 c) auf der der Längsachse abgewandten Seite zweier Rippenpaare (14, 15, 16, 17) jeweils eine Masse (22, 23) aus dielektrischem Material so angeordnet ist, daß sie durch Verzerrung des elektrischen Feldes jeweils eine weitere Schwächung des elektrichen Feldes zwischen zwei Rippenpdaren bewirkt,

9. Hohlleiter nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede dieser Massen (22, 23) in Längsrichtung des Hohlleiters (10 c) verjüngt und damit ihre Wirkung bezüglich der weiteren Schwächung des elektrischen Feldes ändert.