[go: up one dir, main page]

SU1748294A1 - Resonant chamber for microwave heating of dielectrics - Google Patents

Resonant chamber for microwave heating of dielectrics Download PDF

Info

Publication number
SU1748294A1
SU1748294A1 SU904788923A SU4788923A SU1748294A1 SU 1748294 A1 SU1748294 A1 SU 1748294A1 SU 904788923 A SU904788923 A SU 904788923A SU 4788923 A SU4788923 A SU 4788923A SU 1748294 A1 SU1748294 A1 SU 1748294A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
housing
dielectric
chamber
heating
dielectrics
Prior art date
Application number
SU904788923A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Леонидович Бухарин
Александр Алексеевич Завадцев
Original Assignee
Московский Радиотехнический Институт Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Радиотехнический Институт Ан Ссср filed Critical Московский Радиотехнический Институт Ан Ссср
Priority to SU904788923A priority Critical patent/SU1748294A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1748294A1 publication Critical patent/SU1748294A1/en

Links

Landscapes

  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Использование: дл  сушки изделий . Сущность изобретени : резонаторна  камера дл  СВЧ-нагрева диэлектриков содержит корпус в форме пр моугольного параллелепипеда, к противоположным боковым стенкам которого подсоединены входна  и выходна  пр -1 моугольные трубы дл  перемещени  через камеру нагреваемого диэлектрика . На верхней стенке корпуса выполнена щель св зи с источником СВЧ- энергии, ориентированна  вдоль продольной оси корпуса. Определение соотношени  между высотой корпуса и его длиной, а также высота пр моугольных труб позвол ют обеспечить равномерный нагрев диэлектрика и исключить излучение из входной и выходной пр моугольных труб, t ил. л о иUse: for drying products. SUMMARY OF THE INVENTION: A resonator chamber for microwave heating of dielectrics comprises a housing in the form of a rectangular parallelepiped, whose inlet and outlet pr-1 rectangular tubes are connected to the opposite side walls of the dielectric to move through the chamber of the heated dielectric. On the upper wall of the housing there is a communication slot with a source of microwave energy, oriented along the longitudinal axis of the housing. Determining the ratio between the height of the body and its length, as well as the height of the rectangular tubes, allows to ensure uniform heating of the dielectric and exclude radiation from the input and output rectangular tubes, t sludge. l about and

Description

Изобретение относитс  к СВЧ-техни- ке, конкретно к устройству установок дл  СВЧ-нагрева диэлектриков, и мо- жет быть использовано дл  выравнивани  профил  влажности бумажного полотна , вулканизации резиновых изделий , сушки изделий различных отрас- Г лей промышленности: радиотехнической (керамика), строительной (керамические облицовочные плитки, кирпич, цемент), пищевой (сублимационна  сушка м са, сухофруктов, ча ), дере-, вообрабатывающей (паркет, карандаши, заготовки мебели и музыкальных изделий ) , текстильной (красочное покрытие тканей), хлопкоперерабатывающей (хлопок-сырец) и др.The invention relates to microwave technology, specifically to the installation of devices for microwave heating of dielectrics, and can be used for leveling the moisture profile of paper web, vulcanizing rubber products, drying products of various industries: radio engineering (ceramics), construction (ceramic tiles, brick, cement), food (freeze drying of maca, dried fruit, tea), wood processing, woodworking (parquet, pencils, furniture and musical pieces), textile (colorful coating of fabrics), cotton processing (raw cotton), etc.

Известны различные конструкции , резонаторных камер, например замед- i л ющие системы типа диафрагмированного волновода,или спиральные.Various designs are known, resonator chambers, for example, slow-moving systems such as a diaphragmed waveguide, or spiral systems.

Однако такие камеры применимы толь-i ко дл  диэлектрических изделий с малым поперечным сечением. Электрическое поле в них чертвномерно по радиусу, что приводит к неравномерности прогрева диэлектрика.However, such chambers are applicable only to dielectric products with a small cross section. The electric field in them is uniformly along the radius, which leads to non-uniform heating of the dielectric.

Известен также призматический многомодовый резонатор. Размеры резонатора выбираютс  так, чтобы при работе резонатора в некотором диапазоне частот в резонаторе йозбужда- лись такие виды колебаний, суммарное воздействие которых на диэлектрик Also known prismatic multimode resonator. The dimensions of the resonator are chosen so that when the resonator is operating in a certain frequency range in the resonator, these types of oscillations are excited, the total effect of which on the dielectric

22

0000

юYu

2 2

приводило бы к наиболее равномерному прогреву,, Такие камеры используютс , например, в выпускаемых серийно установках дл  приготовлени  пищи.would lead to the most uniform heating. Such chambers are used, for example, in commercially available cooking facilities.

Многомодовым режим возбуждени  принципиально приводит к неравномер ности прогрева. Камерный режим загрузки (череэ открывающуюс  дверцу) определ ет низкую производительность так как на врем  открывани  генератор необходимо выключать. Размер камеры невозможно выбрать произвольным образом, так как при этом нарушаетс  условие максимальной однородности прогрева диэлектрика.Multimode excitation mode essentially leads to non-uniform heating. Chamber loading mode (open door) determines low productivity since the generator must be turned off at the time of opening. The size of the chamber cannot be chosen arbitrarily, since this violates the condition of maximum homogeneity of the heating of the dielectric.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  камера с входной и выходной трубами дл  перемещени  нагреваемых изделий оClosest to the present invention is a chamber with inlet and outlet pipes for moving the heated products about

Однако эта камера  вл етс  много модовой. Кроме того, входна  и выходна  трубы не  вл ютс  неизлучайщими на видах колебаний Emno, что исключает использование этих видов колебаний и, соответственно, получение равномерного прогрева изделий.However, this camera is multi modal. In addition, the input and output pipes are not non-radiative for Emno modes of oscillation, which excludes the use of these types of oscillations and, accordingly, obtaining a uniform heating of products.

Целью изобретени   вл  етс  увеличение равномерности нагрева и уменьшение излучени  в окружающее пространство .The aim of the invention is to increase the heating uniformity and reduce the radiation into the surrounding space.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что резонаторна  камера дл  СВЧ-нагрева диэлектриков, содержаща  корпус в форме пр моугольного параллелепипеда , входную и выходную пр моугольные трубы дл  перемещени  нагреваемого диэлектрика, присоединенные к противоположным боковым стенам корпуса, и элемент св зи с источником СВЧ-энергии/ выполненный в виде щели, расположенной на верхне стенке корпуса, имеет длину а корпус и его высоту Ъ выбранные в соответствии с соотношением:This goal is achieved by the fact that a cavity chamber for microwave heating of dielectrics, comprising a housing in the form of a rectangular parallelepiped, inlet and outlet rectangular pipes for moving a heated dielectric, connected to opposite side walls of the housing, and a communication element with a microwave energy source. made in the form of a slit located on the upper wall of the body has a length a and a body and its height b selected in accordance with the ratio:

а ra((2f/c) + 1/b)rf/ , гле f - рабоча  частота; с - скорость света; го - число вариаций пол  вдольa ra ((2f / c) + 1 / b) rf /, where f is the operating frequency; c is the speed of light; go - the number of variations of the floor along

длины корпуса,,m 1,2,3,... высота d входной и выходной пр моугольных труб, выбранные из услови : (2f), при этом щель ориентирована параллельно продольной оси корпуса .shell length ,, m 1,2,3, ... height d of the inlet and outlet rectangular tubes selected from the condition: (2f), with the slot being oriented parallel to the longitudinal axis of the shell.

Такое конструктивное решение позвол ет увеличить равномерность прогрева диэлектриков за счет работы камеры в одномодовом режиме на видеSuch a constructive solution allows increasing the uniformity of heating of dielectrics due to the camera operation in a single-mode mode in the form

$$

5five

00

5five

00

5five

SS

колебании Е№10; увеличить производительность установки за счет возможности организации конвейерного способа нагрева (или сушки) при непрерывной работе установки.fluctuation E№10; to increase the productivity of the installation due to the possibility of organizing the conveyor method of heating (or drying) during continuous operation of the installation.

На чертеже изображена предлагаема  резонаторна  камера дл  установки СВЧ-нагрева диэлектриков.The drawing shows the proposed resonator chamber for the installation of microwave heating of dielectrics.

Резонаторна  камера содержит корпус 1 в виде пр моугольного параллелепипеда , узел ввода СВЧ-мощности 2, входную 3 и выходную трубы;,, перемещени  через полость корпуса 1 диэлектрика 5The resonator chamber contains a housing 1 in the form of a rectangular parallelepiped, a microwave power input unit 2, an inlet 3 and an outlet pipe ;, a dielectric 5 moving through the cavity of the housing 1

Резонаторна  камера работает следующим образом.Resonator chamber works as follows.

Узел ввода СВЧ-мощности настраиваетс  на критическую св зь подвод щей линии с резонаторной камерой с диэлектриком внутри. На чертеже изображен щелевой узел ввода мощности с подачей СВЧ-мощности по пр моугольному волноводу. Узел ввода мощности может быть выполнен и петлевым с подачей СВЧ-мощности по коаксиальной линии. При подаче СВЧ- мощности через узел ввода 2 в корпус 1 в последнем возбуждаютс  колебани  вида Ет10, имеющие вдоль ребра Ъ корпуса 1 п вариаций пол , вдоль ребра а - m вариаций пол  и вдоль третьего ребра, определ ющего ширину корпуса 1, посто нное поле. Последнее условие определ ет произвольный выбор ширины камеры, исход  из заданной ширины нагреваемого диэлектрика . В общем случае камера может работать на виде колебаний Е , где п - число вариаций пол  вдоль высоты камеры, п 1,2,3,... В этом случае размеры а и Ъ выбираютс  из услови The microwave power input unit is tuned to a critical connection of the supply line to the resonator chamber with the dielectric inside. The drawing shows a slotted power input unit with supplying microwave power through a rectangular waveguide. The power input unit can also be made loopback with the supply of microwave power via a coaxial line. When microwave power is supplied through the input unit 2 into the housing 1 in the latter, oscillations of the type Et10 are excited, having a field along the edge b of the housing 1 and a floor variation, along the edge a - the floor variations along the third edge determining the width of the housing 1, a constant field . The latter condition determines an arbitrary choice of the chamber width, based on the given width of the heated dielectric. In the general case, the camera can operate in the form of oscillations E, where n is the number of variations of the floor along the height of the chamber, n 1,2,3, ... In this case, the dimensions a and b are chosen from

((2f/c)2 + (n/b)2r1/z .((2f / c) 2 + (n / b) 2r1 / z.

Така  камера может быть использована в установках специального назначени , например, когда в камере не помещаетс  система перемещени  (например, в виде диэлектрических валков) с учетом того, что при введении в камеру диэлектрика при неизменной рабочей частоте установки j габаритные размеры камеры уменьшают-i с . Нагреваемый диэлектрик может либо прот гиватьс  через входную 3 и выходную трубы корпуса 1 (например , бумага), либо перемещатьс  через полость корпуса 1 на диэлектрическом транспортере. В корпусе 1 происходит взаимодействие диэлектри517Such a camera can be used in special purpose installations, for example, when a displacement system is not placed in the chamber (for example, in the form of dielectric rolls), taking into account that when a dielectric is introduced into the chamber at a constant installation frequency j, the overall dimensions of the chamber decrease . The heated dielectric can either be pulled through the inlet 3 and the outlet pipe of the housing 1 (for example, paper), or move through the cavity of the housing 1 on the dielectric conveyor. Dielectric 517 interacts in case 1

ка с электрическим СВЧ-полем и передача энергии пол  диэлектрику за счет - диэлектрических потерь в нем и за счет резистивной проводимости электрика. Требуема  СВЧ-мощность зависит от количества массы диэлектрика которую надо нагреть на заданную температуру и испарить (если требуетс ) в единицу времени, и от КПД камеры, определ емой как отношение СВЧ-мощ- ности, рассе нной в диэлектрике, к СВЧ-мощности, вошедшей в камеру, . Входна  3 и выходна  k трубы корпуса 1 представл ют собой запредельные волноводы дл  колебаний на рабочей частоте. Поскольку в плоскости грани, к которой прикреплена труба, имеетс  только компонента магнитного пол , направленна  параллельно ребру Ъ ka with electric microwave field and the transfer of energy to the field dielectric due to - dielectric losses in it and due to the resistive conductivity of the electrician. The required microwave power depends on the amount of dielectric mass that needs to be heated to a predetermined temperature and evaporated (if required) per unit of time, and on the chamber efficiency, defined as the ratio of microwave power scattered in the dielectric, to microwave power, entered the chamber. The input 3 and output k pipes of the housing 1 are out-of-limit waveguides for oscillation at the operating frequency. Since in the plane of the face to which the tube is attached, there is only a component of the magnetic field, directed parallel to the edge b

корпуса 1, то входна  3 и выходна  Ц трубы  вл ютс  запредельными, если их поперечный размер d в направлении ребра Ъ корпуса 1 будет удовлетвор ть условию (2f). Длины входной 3 и выходной А труб выбираютс  из услови  необходимого ослаблени  электромагнитного пол в них от рабочей величины в камере до предельно допустимой величины в помещении с точки зрени  техники безопасности.case 1, then the inlet 3 and outlet C pipes are out of limit if their transverse dimension d in the direction of the rib b of the housing 1 satisfies condition (2f). The lengths of the inlet 3 and outlet A of the pipes are chosen from the condition of the necessary weakening of the electromagnetic field in them from the working value in the chamber to the maximum permissible value in the room from the point of view of safety engineering.

Проведенные расчеты показывают, что, например, дл  нагрева на 80°С и испарени  1 кг воды за 1 с требуетс  мощность 2,6 МВт. Оценочные расчеты камеры дл  сушки красочного покрыти  обойного полотна шириной 0,65 м с-расходом вод ной .краски 2г/ма позвол ют выбрать камеру с размерами ГОi40 0,,75 м, работающую на частоте 915;МГц,и имеющую ,75. При скорости движени  полотна  350 м/мин требуема  мощность СВЧ-генератора составл ет 26 кВт, Амплитуда напр женности магнитного пол  в камереThe calculations show that, for example, for heating to 80 ° C and evaporation of 1 kg of water per 1 second, a power of 2.6 MW is required. The estimated calculations of the drying chamber for the paint coating of the wallpaper surface 0.65 m wide with a water flow rate of 2 g / ma allow you to choose a chamber with dimensions of 40 and 75 m, operating at a frequency of 915 MHz and having 75. With a web speed of 350 m / min, the required power of the microwave generator is 26 kW. The amplitude of the magnetic field strength in the chamber

вблизи входа в т.рубу при этом равна 950 А/м. Если положить, что поперечным размер входной и выходной труб см и предельно допустима  плотность потока энергии в помещении должна быть не более 10 Вт/м2, то требуемое ослабление пол  в трубах, равное 100 дБ, достигаетс  при длине труб, равной 75 мм.near the entrance to the pipe, it is equal to 950 A / m. If we assume that the transverse dimension of the inlet and outlet pipes cm and the maximum permissible energy flux density in the room should be no more than 10 W / m2, then the required attenuation of the floor in the pipes, equal to 100 dB, is achieved with a pipe length of 75 mm.

Таким образом, предлагаема  резонаторна  камера позвол ет увеличить равномерность нагрева диэлектриков и уменьшить излучение в окружающее пространство.Thus, the proposed resonator chamber allows to increase the uniformity of heating of dielectrics and reduce radiation into the surrounding space.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 1 Резонаторна  камера дл  СВЧ-нагрева диэлектриков, содержаща  корпус в форме пр моугольного параллелепипеда, входную и выходную пр моугольные трубы дл  перемещени  нагреваемого диэлектрика, подсоединенные к противоположным боковым стенкам корпуса, и элемент св зи с источником СВЧ ,энергии, выполненный в виде щели, расположенной на верхней стенке корпуса , обличающа с  тем; что, с целью увеличени  равномерности нагрева, уменьшени  излучени  в окружающее пространство, соотношение длины а корпуса и его высоты b выб- рано в ,соотйетствии с сортндшением1 A resonator chamber for microwave heating of dielectrics, comprising a housing in the form of a rectangular parallelepiped, inlet and outlet rectangular tubes for moving a heated dielectric, connected to opposite side walls of the housing, and a communication element with a microwave source of energy, made in the form of a slit, located on the upper wall of the case, revealing; that, in order to increase the uniformity of heating, reduce the radiation into the surrounding space, the ratio of the length a of the hull and its height b was chosen in accordance with the (2f/c)2 + (1/b), где f - рабоча  частота;(2f / c) 2 + (1 / b), where f is the operating frequency; с - скорость света;c is the speed of light; та - число вариаций пол  вдоль длины корпуса;m is the number of floor variations along the length of the body; ,2, 3,...,, 2, 3, ..., высота d входной и выходной пр моугольных труб выбрана из услови : , при этом щель ориентирована параллельно продольной оси корпуса.The height d of the inlet and outlet rectangular pipes is selected from the condition: wherein the slot is oriented parallel to the longitudinal axis of the housing. А . BUT .
SU904788923A 1990-02-05 1990-02-05 Resonant chamber for microwave heating of dielectrics SU1748294A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904788923A SU1748294A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Resonant chamber for microwave heating of dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904788923A SU1748294A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Resonant chamber for microwave heating of dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1748294A1 true SU1748294A1 (en) 1992-07-15

Family

ID=21494928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904788923A SU1748294A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Resonant chamber for microwave heating of dielectrics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1748294A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323470B2 (en) 1998-07-16 2001-11-27 Philip S. Schmidt Method for rapid drying of coated materials with close capture of vapors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот . М.: Радио и св зь, 1981, сЛЭ - 51. Авторское свидетельство СССР V 482924, кл. Н 05 В 6/64, 1973. . (54) РЕЗОНАТОРНАЯ КАМЕРА ДЛЯ СВЧ- НАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИКОВ *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323470B2 (en) 1998-07-16 2001-11-27 Philip S. Schmidt Method for rapid drying of coated materials with close capture of vapors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3461261A (en) Heating apparatus
CA1162615A (en) Microwave energy heating device with two waveguides coupled side-by-side
US5990466A (en) Apparatus for supplying microwave energy to a cavity
US3715551A (en) Twisted waveguide applicator
ES2142106T3 (en) DEVICE TO PRODUCE PLASMA THROUGH MICROWAVES.
CA1161907A (en) Device for the heat treatment of powdery or granular materials
US3851131A (en) Multimode microwave cavities for microwave heating systems
US4711983A (en) Frequency stabilized microwave power system and method
SU1748294A1 (en) Resonant chamber for microwave heating of dielectrics
AU2007289403B2 (en) Microwave T-junction applicator
US6072167A (en) Enhanced uniformity in a length independent microwave applicator
US3597567A (en) Microwave applicator for heating continuous web
US5146058A (en) Microwave resonant cavity applicator for heating articles of indefinite length
US2763757A (en) Microwave ovens
US20250106956A1 (en) Method for improving uniformity of electromagnetic field inside static microwave resonant cavity
JPH04504640A (en) Method and device for generating high frequency electric field in effective space
GB2053629A (en) Process and Device for the Heat Treatment of Filiform Elements
US3491222A (en) Microwave heating applicator
KR102348260B1 (en) Apparatus for heating fluid using microwave for synthesis of compounds
KR20210079679A (en) Microwave heating apparatus
US4185182A (en) Microwave oven apparatus
RU2702230C1 (en) Method of hydromicas bloating and device for its implementation
JP6878095B2 (en) Heating method and carbon fiber manufacturing method, carbonization equipment and carbon fiber manufacturing equipment
SU1069197A1 (en) Chamber for heating lengthy dielectric articles
JP6486169B2 (en) Heating method, carbon fiber manufacturing method, carbon fiber, and heating device