EP0069105A1 - Four industriel modulaire à micro-ondes - Google Patents

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EP0069105A1 EP82870033A EP82870033A EP0069105A1 EP 0069105 A1 EP0069105 A1 EP 0069105A1 EP 82870033 A EP82870033 A EP 82870033A EP 82870033 A EP82870033 A EP 82870033A EP 0069105 A1 EP0069105 A1 EP 0069105A1
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Belge Etat
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    • 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
    • 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
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04—Heating using microwaves
    • H05B2206/046—Microwave drying of wood, ink, food, ceramic, sintering of ceramic, clothes, hair

Definitions

  • the present invention relates to a modular industrial microwave oven for drying or heat treatment of products by microwave.
  • the invention relates to a continuously operating device which, by its modular structure, is suitable for most industrial energy uses ranging from 10 to several hundred kilowatts.
  • a microwave oven which is characterized by at least one module consisting of a metal box divided into three compartments by partitions having openings, by several microwave generators, for example 25 at 50 low power magnetrons, these generators being arranged in the external compartments such that the hot air is propagated directly in the median compartment by said openings in the partitions, the median compartment constituting the applicator oven proper.
  • Several waveguides are mounted on the metal box with radiators so that the maximum amount of microwave energy is applied in the middle compartment.
  • fig. 1 shows the construction of a usual industrial microwave installation.
  • the reference 1 designates a microwave generator which is connected by an isolator 2 and a passive transfer part 3, for example a circulator, to a microwave applicator 4 in which the product to be treated is placed.
  • Figs. 2 and 3 show a modular unit according to the invention.
  • This unit 10 essentially comprises a metal box 1 divided into three compartments 11, 12 and 13 by partitions 14 and 15.
  • the external compartments 11 and 13 contain the power units including a group of microwave or magnetron generators 4 and the power transformers 8; the middle compartment 12 forms the actual applicator in which the product is treated.
  • the partitions 14 and 15 between the compartments have openings, 16 and 17 respectively.
  • the magnetrons 4 are arranged with respect to these openings 16 and 17 in such a way that the hot air coming from the cooling of the magnetrons is propagated directly in the applicator compartment 12.
  • the openings 16 and 17 are each provided with a mesh 18.
  • the microwave energy of the magnetrons is applied in the compartment 12 by means of radiators 3 which are uniformly distributed along each waveguide 2.
  • the location of the waveguides 2 as well as that of the radiators 3 are chosen so that the coupling between the different magnetrons can be done without losses. In this way, not only is the presence of insulators and circulators avoided, but also the efficiency is significantly increased.
  • the position and distribution of the radiators 3 above the middle compartment 12 are determined in such a way that the interaction between the magnetrons is practically eliminated.
  • radiators in a microwave oven project of 36 kW (18 x 2 magnetrons of 1 kW) working at the frequency of 2.450 MHz and used for drying plasticized paper has seventy-two radiators distributed over eighteen rows of four with a spacing of about twenty-five centimeters between rows, the radiators in each row being spaced from each other by about fifteen centimeters.
  • the external compartments 11 and 13 are placed under a variable air pressure par. separate fans 9. Thus not only the cooling heat of the magnetrons but also that of the transformers are used in the enclosure of the compartment 12. The evacuation is done by the outputs 5.
  • a conveyor belt 6 made of a flexible and non-absorbent material, for example polyethylene, which passes through the middle compartment 12 for transporting the product to be treated.
  • a flexible and non-absorbent material for example polyethylene

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  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
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Abstract

Chaque module (10) est constitué d'un caisson métallique (1) divisé en trois compartiments (11, 12, 13) par des cloisons (14, 15) présentant des ouvertures, par plusieurs générateurs micro-ondes (4) disposés dans les compartiments extérieurs (11, 13) de telle manière que l'air chaud se propage directement dans le compartiment médian (12) par lesdites ouvertures (16, 17) dans les cloisons (14,15), le compartiment médian (12) constituant le four applicateur proprement dit. Plusieurs guides d'ondes (2) sont montés sur le caisson métallique (1 ) avec des radiateurs (3), les positions des guides d'ondes et des radiateurs étant réparties en sorte que le maximum d'énergie micro-ondes soit appliqué dans le compartiment médian (12).

Description

  • La présente invention concerne un four industriel modulaire à micro-ondes destiné au séchage ou au traitement thermique de produits par micro-ondes. L'invention vise un appareil à fonctionnement continu qui par sa structure modulaire, convient pour la plupart des utilisations d'énergie industrielles allant de 10 à plusieurs centaines de kilowatts.
  • Le traitement de produits par micro-ondes est certes déjà connu. A cet effet, on utilise habituellement une installation (fig. 1) comprenant un générateur micro-ondes et un applicateur de micro-ondes dans lequel est traité le produit, le générateur et l'applicateur étant couplés entre eux par l'intermédiaire d'un isolateur et de pièces de transfert passives. Une telle installation a les inconvénients suivants :
    • a) elle utilise de coûteux générateurs de grandes puissance, qui doivent être protégés au moyen de circulateurs micro-ondes très coûteux,
    • b) le rendement est généralement très bas par suite de l'énergie micro-ondes renvoyée.
  • L'invention a pour but un four qui présente les particularités suivantes :
    • a) un rendement élevé jusqu'à 80 % à partir du réseau de distribution d'énergie,
    • b) un fonctionnement continu et discontinu,
    • c) une précision élevée et une grande souplesse de réglage d'énergie,
    • d) une construction modulaire,
    • e) une économie de construction.
  • Ce but est atteint selon l'invention par un four à micro-ondes qui se caractérise par au moins un module constitué d'un caisson métallique divisé en trois compartiments par des cloisons présentant des ouvertures, par plusieurs générateurs micro-ondes, par exemple 25 à 50 magnétrons de faible puissance, ces générateurs étant disposés dans les compartiments extérieurs de telle manière que l'air chaud se propage directement dans le compartiment médian par lesdites ouvertures dans les cloisons, le compartiment médian constituant le four applicateur proprement dit. Plusieurs guides d'ondes sont montés sur le caisson métallique avec des radiateurs en sorte que le maximum d'énergie micro-ondes soit appliqué dans le compartiment médian.
  • D'autres particularités du four selon l'invention apparaîtront à la lecture de l'exposé qui suit avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
    • la fig. 1 illustre schématiquement une installation micro-ondes courante;
    • la fig. 2 est une vue en perspective d'un mode d'exécution d'un module à micro-ondes selon l'invention; la fig. 3 est une vue en coupe schématique du mode d'exécution de la fig. 2.
  • Pour illustrer l'état de la technique, la fig. 1 montre la constitution d'une installation industrielle usuelle à micro-ondes. La référence 1 désigne un générateur micro-ondes qui se trouve relié par un isolateur 2 et une pièce de transfert passive 3, par exemple un circulateur, à un applicateur de micro-ondes 4 dans lequel se place le produit à traiter.
  • Les fig. 2 et 3 montrent une unité modulaire selon l'invention. Cette unité 10 comporte essentiellement un caisson métallique 1 divisé en trois compartiments 11, 12 et 13 par des cloisons 14 et 15. Les compartiments extérieurs 11 et 13 contiennent les unités de puissance dont un groupe de générateurs de micro-ondes ou magnétrons 4 et les transformateurs d'alimentation 8; le compartiment médian 12 forme l'applicateur proprement dit dans lequel est traité le produit. Les cloisons 14 et 15 entre les compartiments présentent des ouvertures, 16 et 17 respectivement.
  • Les magnétrons 4 sont disposés par rapport à ces ouvertures 16 et 17 de telle manière que l'air chaud provenant du refroidissement des magnétrons, se propage directement dans le compartiment applicateur 12. Les ouvertures 16 et 17 sont chacune garnies d'un grillage 18.
  • Au-dessus du caisson 1 sont montés un certain nombre de guides d'ondes 2. L'énergie micro-ondes des magnétrons se trouve appliquée dans le compartiment 12 au moyen de radiateurs 3 qui sont uniformément répartis le long de chaque guide d'ondes 2. L'emplacement des guides d'ondes 2 ainsi que celui des radiateurs 3 sont choisis en sorte que le couplage entre les différents magnétrons puisse se faire sans pertes. De cette façon, non seulement on évite la présence d'isolateurs et de circulateurs, mais également le rendement se trouve-t-il sensiblement augmenté. La position et la répartition des radiateurs 3 au-dessus du compartiment médian 12 sont déterminées de telle façon que l'interaction entre les magnétrons soit pratiquement éliminée.
  • A titre d'exemple, dans un projet de four à micro-ondes de 36 kW (18 x 2 magnétrons de 1 kW) travaillant à la fréquence de 2.450 MHz et servant au séchage de papier plastifié, comporte soixante-douze radiateurs répartis sur dix-huit rangées de quatre avec un écartement d'environ vingt-cinq centimètres entre rangées, les radiateurs de chaque rangée étant écartés l'un de l'autre d'environ quinze centimètres.
  • Les compartiments extérieurs 11 et 13 sont mis sous une pression d'air variable par. des ventilateurs séparés 9. Ainsi non seulement la chaleur de refroidissement des magnétrons mais également celle des transformateurs se trouvent-elles utilisées dans l'enceinte du compartiment 12. L'évacuation se fait par les sorties 5.
  • Dans la forme de réalisation illustrée sur les dessins ci-annexés on voit encore une bande transporteuse 6 constituée d'un matériau souple et non absorbant, par exemple du polyéthylène, qui traverse le compartiment médian 12 pour le transport du produit à traiter. Ainsi un fonctionnement continu se trouve-t-il assuré.
  • La structure modulaire décrite dans ce qui précède permet de réaliser des installations de n'importe quelle puissance en juxtaposant simplement le nombre voulu de modules selon l'invention.

Claims (2)

1. Four industriel à micro-ondes, caractérisé par au moins un module (10) constitué d'un caisson métallique (1) divisé en trois compartiments (11, 12, 13) par des cloisons (14, 15) présentant des ouvertures, par plusieurs générateurs micro-ondes (4) disposés dans les compartiments extérieurs (11, 13) de telle manière que l'air chaud se propage directement dans le compartiment médian (12) par lesdites ouvertures (16, 17) dans les cloisons (14, 15), le compartiment médian (12) constituant le four applicateur proprement dit, et par plusieurs guides d'ondes (2) montés sur le caisson métallique (1) avec des radiateurs (3), les positions des guides d'ondes et des radiateurs étant réparties en sorte que le maximum d'énergie micro-ondes soit appliqué dans le compartiment médian (12).
2. Four à micro-ondes selon la revendication 1, caractérisé par au moins une bande transporteuse (6) pour le transport du produit à traiter à l'intérieur du compartiment médian (12), les passages d'entrée et de sortie dudit compartiment médian étant de préférence garnis d'un filtre d'arrêt (7).
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