Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 4.

Ein Mikrowellen-Durchlaufofen der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 1 775 998 Bl bekannt. Der Mikrowellenkanal ist darin zum Übertragen der Hi ₀ -Mode (Grundwellentyp) ausgelegt, da damit eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowellenenergie über den Querschnitt des Mikrowellenkanals verbunden ist. Insbesondere in Verbindung mit Förderelementen, die auf einem Körper aus mindestens einem Halbleitermaterial, der auf der Innenseite der Bodenwand angeordnet oder damit elektrisch verbunden ist, gelagert sind, ist ein kontinuierliches Erwärmen von Materialien auf Temperaturen von beispielsweise mehr als 1000°C mittels Mikrowellen möglich. In Abhängigkeit von der (industriell) verwendeten Mikrowellenfrequenz können die Querabmessungen eines rechteckigen Mikrowellen- Monomodekanals mehrere Werte aufweisen. Für eine Mikrowellenfrequenz von 2450 Mhz beträgt die Breite des Rechteckhohlleiters näherungsweise 50 mm und für eine Mikrowellenfrequenz von 915 Mhz näherungsweise 150 mm für die Hi ₀ -Mode bei Monomode-Betrieb.

Aus diversen Gründen werden bei industriellen Anwendungen Mikrowellenfrequenzen von 2450 Mhz gegenüber Mikrowellenfrequenzen von 915 Mhz bevorzugt. Die damit verbundenen Breiten der Mikrowellen-Monomodekanäle lassen jedoch das Hindurchfördern von zu trocknenden Gütern mit Breiten beispielsweise in der Größenordnung von 20 bis 50 cm nicht zu.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellen- Durchlaufofen bereitzustellen, der für eine Hi ₀ -Mode ausgelegt ist und dennoch eine größere Breite als bisherige vergleichbare Mikrowellen-Durchlauföfen aufweist, um darin auch breitere zu erhitzende und/oder trocknende Produkte im Durchlauf mittels Mikrowellenenergie trocknen zu können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt bei dem gattungsgemäßen Mikrowellen-Durchlaufofen dadurch gelöst, dass der Mikrowellenkanal aus mindestens zwei Mikrowellen-Monomodekanälen für die Mikrowellenfrequenz besteht, die in deren Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, die mit einer durchgehenden Längsöffnung versehen ist, und dass mindestens ein Mikrowellen- Einkoppelelement je Mikrowellen-Monomodekanal vorgesehen ist, das von dem Mikrowellen-Generator oder einem der Mikrowellen-Generatoren mit Mikrowellen mit der Mikrowellenfrequenz gespeist wird und so ausgebildet ist, dass es Mikrowellen in einer Hi ₀ -Mode orthogonal von oben in den jeweiligen Mikrowellen-Monomodekanal einkoppelt. Vorzugsweise besteht der Mikrowellenkanal aus einer gradzahligen Anzahl von Mikrowellen- Monomodekanälen für die Mikrowellenfrequenz. Mit dem Begriff„Monomodekanal" soll ein Kanal gemeint sein, der aufgrund seiner Abmessungen, insbesondere seiner Breite, bei der vorgegebenen Mikrowellenfrequenz zum Übertragen eines Grundwellentyps im Monomode- Betrieb ausgelegt ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Mikrowellen- Durchlaufofen dadurch gelöst, dass die Breite des Mikrowellenkanals ein, vorzugsweise gradzahliges, mehrfaches der Breite eines Mikrowellen-Monomodekanal s für die Mikrowellenfrequenz beträgt und dass ein Mikrowellen -Einkoppelelement je virtuellen Mikrowellen- Monomodekanal vorgesehen ist, das von dem Mikrowellen-Generator oder einem der Mikrowellen-Generatoren mit Mikrowellen mit der Mikrowellenfrequenz gespeist wird und so ausgebildet ist, dass es Mikrowellen in einer Hi ₀ -Mode orthogonal von oben in den jeweiligen virtuellen Mikrowellen-Monomodekanal einkoppelt. Durch die Formulierung„virtueller Mikrowellen-Monomodekanal" soll zum Ausdruck gebracht werden, dass man sich den Mikrowellenkanal aus mehreren Mikrowellen-Monomodekanälen zusammengesetzt vorstellen kann, auch wenn er nicht wirklich in separate oder miteinander verbundene Mikrowellen- Monomodekanäle unterteilt ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform des Mikrowellen-Durchlaufofens gemäß dem ersten Aspekt schließt sich die Längsöffnung direkt an die Bodenwand an. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Mikrowellen -Durchlaufofen je Mikrowellen- Monomodekanal genau einen Mikrowellen-Generator aufweist. Es ist dann durch ein geeignetes Mittel dafür zu sorgen, dass Phasengleichheit zwischen den Mikrowellen von den Mikrowellen-Generatoren besteht.

Bei dem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß dem zweiten Aspekt ist ebenfalls denkbar, dass er je virtuellen Mikrowellen-Monomodekanal genau einen Mikrowellen-Generator aufweist. Dann ist ebenfalls in geeigneter Weise sicherzustellen, dass Phasengleichheit zwischen Mikrowellen von verschiedenen Mikrowellen-Generatoren besteht.

Schließlich kann sowohl bei dem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß dem ersten Aspekt als auch gemäß dem zweiten Aspekt der Mikrowellen-Durchlaufofen alternativ mindestens einen Mikrowellen-Leistungsteiler zum Aufteilen von Mikrowellenenergie von dem Mikrowellen- Generator oder von einem der Mikrowellen-Generatoren auf zwei oder mehr der Mikrowellen-Einkoppelelemente aufweisen. Damit lässt sich leichter Phasengleichheit unter den eingekoppelten Mikrowellen erzielen.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass die Breite eines Mikrowellenkanals durch „Kombination" von zwei oder mehr realen oder virtuellen Mikrowellen- Monomodekanälen unter Beibehaltung eines Hio-Monomode-Betriebs vergrößert werden kann und damit auch breitere zu erwärmende bzw. trocknende Produkte und/oder Förderelemente durch einen Mikrowellen-Durchlaufofen geführt werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung schräg von oben fragmentarisch, aber mit der E-Feld- Verteilung in Förderrichtung (z-Richtung);

Figur 2 eine Querschnittsansicht von dem Mikrowellen-Durchlaufofen von Figur 1 ; Figur 3 eine Querschnittsansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;

Figur 4 eine Querschnittsansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5 eine Querschnittsansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 eine Querschnittsansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 7 eine Querschnittsansicht von einem Mikrowellen-Durchlaufofen gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung.

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Mikrowellen-Durchlaufofen 10 weist einen rechteckigen Mikrowellenkanal 12 (rechteckiger Hohlleiter) mit einem Eingang 14 und einem Ausgang 16 sowie einer Bodenwand 18, einer Deckenwand 20 und zwei Seitenwänden 22 und 24 auf. In Figur 1 nicht gezeigt sind beispielsweise Mikrowellen-Generator(en) zur Generierung von Mikrowellen mit einer vorgegebenen Mikrowellenfrequenz, Mikrowellen-Sperrfilter am Eingang und Ausgang des Mikrowellenkanals und ein sich durch den Mikrowellenkanal erstreckendes Fördermittel mit mindestens einem Förderelement.

Der Mikrowellenkanal 12 besteht aus zwei Mikrowellen -Monomodekanälen 26 und 28 für die (vorgegebene) Mikrowellenfrequenz, die in deren Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine gemeinsame Seitenwand 30 aufweisen, die mit einer durchgehenden Längsöffnung (siehe Figur 2) versehen ist. Ferner ist je Mikrowellen-Monomodekanal 26 und 28 ein Mikrowellen-Einkoppelelement 32 beziehungsweise 34 vorgesehen, das von einem jeweiligen Mikrowellen-Generator 38 beziehungsweise 40 (Figur 2) mit Mikrowellenfrequenz gespeist wird und so ausgebildet ist, dass es Mikrowellen in einer Hi ₀ -Mode orthogonal von oben in den jeweiligen Mikrowellen-Monomodekanal 26 beziehungsweise 28 einkoppelt. Vorzugsweise weisen die Mikrowellen-Einkoppelelemente 32 und 34 dazu dieselben Querschnittsabmessungen wie die Mikrowellen-Monomodekanäle 26 und 28, die vorzugsweise untereinander dieselben Querschnittsabmessungen aufweisen, auf. In der Figur 1 ist auch die E-Feld-Verteilung unter Last, das heißt bei Durchlauf von zu erhitzendem und/oder trockendem Gut 44 (siehe Figur 2) auf Förderelementen 42 (siehe Figur 2) gezeigt. Das Gut 44 kann zum Beispiel plattenförmig, strangförmig, mehrfach strangförmig, rund oder pulverförmig sein. Die Förderelemente können zum Beispiel auf einem Körper aus mindestens einem Halbleitermaterial, der auf der Innenseite der Bodenwand 18 angeordnet oder damit elektrisch verbunden ist, gelagert sein. Der Körper kann plattenförmig gestaltet sein. Alternativ kann der Körper gestaltet sein, um das Förderelement beziehungsweise die Förderelemente zusätzlich an dessen beziehungsweise deren Längsseiten zu führen. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Körper im Querschnitt quer zu seiner Längserstreckung U-förmig gestaltet ist. Weiterhin kann der Körper in seiner Längserstreckung mehrteilig gestaltet sein. Der Körper kann sich durch den gesamten Mikrowellenkanal längserstrecken. Das beziehungsweise mindestens ein Halbleitermaterial kann Siliziumcarbid, Siliziumnitrit, reines Silizium oder Germanium sein. Vorzugsweise ist das beziehungsweise mindestens ein Halbleitermaterial Graphit. Das Förderelement kann ein Metallförderband sein. Das Metallförderband kann ein Kettenband oder Drahtgeflechtband sein. Außerdem kann es ein Endlosband sein. Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann das Fördermittel mindestens eine Stoßeinrichtung umfassen und kann das Förderelement beziehungsweise können die Förderelemente eine Platte beziehungsweise Platten aus mindestens einem Halbleitermaterial sein. Dabei kann das beziehungsweise mindestens ein Halbleitermaterial Siliziumcarbid, Siliziumnitrit, reines Silizium oder Germanium sein. Das beziehungsweise mindestens ein Halbleitermaterial kann Graphit sein.

Der Mikrowellen-Durchlaufofen kann kontinuierlich betreibbar sein. Darüber hinaus kann der Mikrowellen-Durchlaufofen Bestandteil einer Erhitzungs- oder Trocknungsanlage sowie einer Entbinderanlage oder einer Sinteranlage sein.

Der E-Feld-Verteilung liegt ein Lastverhältnis zugrunde, bei dem entlang der Förderrichtung (z-Richtung) nicht die gesamte Mikrowellen-Leistung absorbiert wird. Dann treten Reflexionen an den Mikrowellen-Sperrfiltern auf und überlagert sich die rücklaufende Mikrowelle mit der hinlaufenden Mikrowelle zu einem Stehwellenverhältnis mit Minima und Maxima, die zum Ausgang 16 abnehmen. Figur 2 zeigt Details des Mikrowellen-Durchlaufofens 10 von Figur 1 im Querschnitt, d. h. quer zur Förderrichtung (z-Richtung). Deutlich ist zu erkennen, dass in vertikaler Richtung (x -Richtung) im Wesentlichen in der Mitte eine durchgehende Längsöffnung 36 vorgesehen ist. Des Weiteren ergibt sich aus der Figur 2, dass je Mikrowellen-Monomodekanal 26 beziehungsweise 28 ein Mikrowellen-Generator 38 beziehungsweise 40 vorgesehen ist. Es muss dann durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass die eingekoppelten Mikrowellen dieselbe Phase aufweisen. Durch die Längsöffnung 36 kann ein Förderelement 42, auf dem sich zu trocknendes Gut 44 befindet, mit einer Breite b _F durch den Mikrowellen- Durchlaufofen 10 geschickt werden, die größer als die einheitliche Breite b jedes der Mikro- wellen-Monomodekanäle 26 und 28 ist, aber dennoch die Hio-Mode im Monomodebetrieb zum Trocknen verwendet werden. Wenn Mikrowellen vom Hi ₀ -Typ orthogonal von oben in den jeweiligen Mikrowellen-Monomodekanal 26 beziehungsweise 28 eingekoppelt werden, können die Mikrowellen nicht durch die relativ kleine Längsöffnung 36 hindurch, sodass im Prinzip zwei separate Mikrowellen-Monomodekanäle bestehen bleiben, aber die Förderelemente durch einen resultierenden breiten Mikrowellenkanal gefördert werden können. Mit der vorliegenden Erfindung können bei einer Mikrowellenfrequenz von 2450 MHz Mikrowellen- Durchlauföfen mit Breiten von 200 bis 500 Millimeter unter Beibehaltung des Hi ₀ - Monomodebetriebs und damit der gleichmäßigen Verteilung von Mikrowellenenergie über den Querschnitt des Mikrowellenkanals realisiert werden.

In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform wird Phasengleichheit dadurch erzielt, dass nur ein Mikrowellen-Generator 38, aber ein Mikrowellen-Leistungsteiler (nicht gezeigt) vorgesehen ist.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 bis 6 besteht der Mikrowellenkanal 12 aus vier gleichbreiten Mikrowellen-Monomodekanälen 46, 48, 50, 52. Die Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 bis 6 unterscheiden sich untereinander nur in der Anzahl der verwendeten Mikrowellen-Generatoren und Mikrowellen-Leistungsteiler.

Die Mikrowellen-Monomodekanäle 46 bis 52 ergeben sich durch die jeweiligen gemeinsamen Seitenwände 54, 56 und 58, die jeweils eine Längsöffnung 36 in x-Richtung im mittleren Bereich aufweisen. In der Ausführungsform von Figur 4 ist jedem Mikrowellen- Monomodekanal 46, 48, 50 und 52 jeweils ein Mikrowellen-Generator 60 beziehungsweise 62 beziehungsweise 64 beziehungsweise 66 zugeordnet. In der Ausführungsform gemäß der Figur 5 sind dagegen nur zwei Mikrowellen-Generatoren 60 und 62 vorgesehen. Durch einen jeweiligen Mikrowellen-Leistungsteiler (nicht gezeigt) wird die Mikrowellenenergie zu gleichen Teilen von dem Mikrowellen-Generator auf die Mikrowellen-Monomodekanäle 46 und 48 und von dem Mikrowellen-Generator 62 auf die Mikrowellen-Monomodekanäle 50 und 52 aufgeteilt.

In der Figur 6 ist sogar nur ein Mikrowellen-Generator 60 notwendig. Seine Mikrowellenenergie wird durch insgesamt drei Mikrowellen-Leistungsteiler (nicht gezeigt) in vier gleiche Teile aufgeteilt und in die Mikrowellen-Monomodekanäle 60 bis 66 eingekoppelt.

In Figur 7 ist eine weitere besondere Ausführungsform eines Mikrowellen-Durchlaufofens 10 gezeigt. Anhand eines Vergleichs mit der Figur 2 ergibt sich, dass der untere Teil der Seitenwand 30 entfallen ist. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Fördermittel 42 zum Beispiel in einer unteren U-förmigen Halbschale 68 aus Graphit gleiten kann. Zudem müssen die Absorptionsbedingungen für die Einkopplung der Mikrowelle von oben bezogen auf die Last (Gut/Produkt, Förderelement (Graphitbord), Halbschale 68) gut sein. Im Extremfall bei sehr guter Ankopplung, Symmetrie der Last in den Mikrowellenkanälen und Phasengleichheit der eingekoppelten Mikrowellenleistung, kann auch der Rest der Seitenwand 30 im oberen Bereich entfallen. Der Mikrowellenkanal 12 wäre dann aus zwei virtuellen Mikrowellen - Monomodekanäl en .

Allgemein kann sich die Position der Mikrowellen-Einkoppelemente für alle Mikrowellen- Monomodekanäle an derselben Stelle befinden. Sie kann aber auch entlang der Länge der Mikrowellen-Monomodekanäle variieren.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste Mikrowellen-Durchlaufofen Mikrowellenkanal Eingang

Ausgang

Bodenwand

Deckenwand

, 24 Seitenwände

, 28 Mikrowellen-Monomodekanäle

Seitenwand

, 34 Mikrowellen-Einkoppelelemente

Längsöffnung

, 40 Mikrowellen-Generatoren

Förderelement

Gut

, 48, 50, 52 Mikrowellen-Monomodekanäle, 56, 58 Seitenwände 60, 62, 64, 66 Mikrowellen-Generatoren

68 Halbschale

1)F Breite des Förderelements

b Breite eines Mikrowellen-Monomodekanals