RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2296219 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 04.09.09 09011366.3 (13) (1) T3 Int.Cl. H01P 3/12 (06.01) B22D 41/22 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 24.08.11 Europejski Biuletyn Patentowy 11/34 EP 2296219 B1 (4) Tytuł wynalazku: Zastosowanie falowodu (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: 16.03.11 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 11/11 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.12.11 Wiadomości Urzędu Patentowego 11/12 (73) Uprawniony z patentu: Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG, Wien, AT (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2296219 T3 RENÉ FACHBERGER, Villach, AT ARTUR ERLACHER, Velden, AT RENÉ CHRISTEN, Greppen, CH (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Małgorzata Grabowska SULIMA-GRABOWSKA-SIERZPUTOWSKA BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH SP.J. Skr. poczt. 6 00-96 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
SGS-1932/VAL EP 2 296 219 B1 Opis [0001] Wynalazek dotyczy zastosowania falowodu. Falowód jest falowodem dla fal elektromagnetycznych, w szczególności w zakresie częstotliwości powyŝej 00 MHz. W tym zakresie koncentryczne przewody podczas przenoszenia wysokich mocy (na przykład sygnałów nadawczych) mają szereg wad, przykładowo głuche tłumienie oraz niską wytrzymałość na przebicia. [0002] Tych wad moŝna uniknąć przez stosowanie falowodów. Chodzi przy tym o najczęściej metaliczne rury, zazwyczaj o przekroju prostokątnym, okrągłym lub owalnym. WzdłuŜ takich falowodów, w odróŝnieniu od kabli, moŝna przenosić wysokie częstotliwości z niewielkimi stratami. [0003] Sygnały mogą się rozprzestrzeniać dopiero od określonej częstotliwości w falowodzie. Ta częstotliwość jest zaleŝna od wymiarów falowodu. Rozprzestrzenianie się fal jest zaleŝne od tak zwanej granicznej długości fali, która dla prostokątnych falowodów przedstawia się w następujący sposób: λ grenz = 2a 1 2 gdzie λ grenz = graniczna długość fali [m] a = dłuŝszy bok falowodu [m] w przekroju prostokątnym. [0004] Falowody wymienionego rodzaju są znane. Są one stosowane przykładowo w kuchenkach mikrofalowych, w instalacjach teletransmisji radiowej oraz w satelitach. [000] Przedmiotem wynalazku jest zamknięcie zasuwowe z zastosowaniem falowodu do przenoszenia fal elektromagnetycznych wzdłuŝ co najmniej jednego odcinka częściowego do ogniotrwałego ceramicznego elementu konstrukcyjnego, w którym jest zintegrowany czujnik według WO 08/1313 A2. [0006] Ujawniana treść tego zgłoszenia pod tym względem odnosi się całkowicie do ujawnianej treści z WO 08/1313 A2. [0007] Przedmiotem tego odniesienia jest element konstrukcyjny na bazie masy ceramicznej, która w temperaturach powyŝej 800 C jest w największym stopniu stabilna i tak dalece ogniotrwała, przy czym w elemencie konstrukcyjnym jest zintegrowany co najmniej jeden czujnik, za pomocą którego co najmniej jedna z poniŝszych informacji moŝe być rejestrowana podczas zastosowania elementu konstrukcyjnego i moŝe być przekazywana
2 1 2 30 3 do urządzenia do przetwarzania danych: Identyfikacja elementu konstrukcyjnego, fizyczne właściwości elementu konstrukcyjnego, ruchy elementu konstrukcyjnego, czas stosowania elementu konstrukcyjnego, miejsce elementu konstrukcyjnego. Temperatura graniczna dla wspomnianej ogniotrwałości wynosi często > 00 C lub > 10 C. [0008] W celu transmisji danych od czujnika do urządzenia do przetwarzania danych mogą według WO 08/1313 A2 zostać zastosowane kable takie jak kable koncentryczne. [0009] Z powodu wysokich temperatur stosowania takich elementów konstrukcyjnych (co najmniej 800 C, często więcej niŝ 100 C) w praktyce problemy wynikają odnośnie odporności temperaturowej kabli oraz przynaleŝnych anten. [00] Z powodu korozji sprawność kabli jest zmniejszana lub przerywana. Łączniki wtykowe mają odporność temperaturową często tylko do 20 C. [0011] Według wynalazku, tak jak zdefiniowano to w zastrzeŝeniu 1, przenoszenie fal elektromagnetycznych w zamknięciu zasuwowym teraz co najmniej częściowo ma następować przez falowód. [0012] Falowód, który jest zazwyczaj rurą metalową, jest znacznie większym stopniu odporny pod względem temperaturowym niŝ kabel. Falowód jest zarówno termicznie jak i mechanicznie stabilny i nie zmienia właściwości transmisyjnych równieŝ przy silnym obciąŝeniu lub zmienia je tylko nieznacznie. Falowód moŝe być sztywny lub giętki (elastyczny). [0013] Według jednej postaci wykonania falowód ma przekrój prostokątny. Są moŝliwe inne kształty przekroju jak okrągły, owalny itd. Według kolejnej postaci wykonania falowód jest wykonany z metalu. [0014] Tak jak przedstawiono na wstępie, dobór wymiarów falowodu naleŝy dopasować do częstotliwości fal elektromagnetycznych. [001] Stanowi to stan techniki i nie jest tutaj bliŝej wyjaśniane. [0016] Otwarte końce falowodu, w szczególności w krótkich drogach przenoszenia, mogą być wykorzystane jako anteny. W szczególności wtedy, gdy odpowiednie końce falowodu mogą być ściśle zintegrowane w leŝące blisko powierzchnie, uszkodzenia są praktycznie wykluczone. [0017] Alternatywnie do właściwego falowodu mogą być jednak równieŝ przyłączone osobne anteny, przykładowo znane ze stanu techniki anteny dyszowe lub anteny falowodowa szczelinowa. [0018] Antena dyszowa jest formą anteny dla fal elektromagnetycznych z powierzchnią metalową zbliŝoną do kształtu lejka, która uchodzi do właściwego falowodu (przewodu rurowego). Falowód moŝe być co najmniej odcinkami napełniony materiałem dielektrycz-
3 1 2 30 3 nym, w szczególności materiałem stałym, takim jak materiał ceramiczny. Jako materiał dielektryczny wchodzą w grę równieŝ ciekłe materiały, takie jako izolacyjne oleje. [0019] W odniesieniu do anteny, moŝna wybrać następującą postać wykonania. Falowód przechodzi w antenę w taki sposób, Ŝe przekrój dielektryka zmniejsza się stopniowo, podczas gdy średnica falowodu zwiększa się na zewnątrz, wskutek czego tworzy się układ z metalowego lejka, we wnętrzu którego jest osadzony stoŝek z materiału dielektrycznego, którego wierzchołek wystaje aŝ do wejścia lejka. [00] We wszystkich przypadkach własności przenoszenia falowodu zaleŝą od częstotliwości sygnału przeznaczonego do przenoszenia, od przekroju falowodu oraz względnej stałej dielektrycznej ewentualnie konfekcjonowanego we wnętrzu falowodu dielektryka. Taki środek wypełniający we wnętrzu falowodu moŝe się składać z materiału ceramicznego, który równieŝ moŝe wykazywać właściwości ogniotrwałe. [0021] Falowód powinien być po stronie wewnętrznej moŝliwie gładki, aby minimalizować straty sygnału spowodowane szorstką powierzchnią. O tyle moŝe być korzystne gładka, ognioodporna powłoka wewnętrzna falowodu. Aby utrzymać opór elektryczny na niskim poziomie (i tym samym aby zredukować straty sygnałów podczas transmisji) korzystnymi są falowody, które co najmniej po stronie wewnętrznej składają się z miedzi lub aluminium, chociaŝ dla krótkich falowodów (do m) moŝliwe jest zastosowanie stali. [0022] Falowód, który przykładowo przy przekroju prostokątnym ma średnicę wewnętrzną 4 razy 8 cm, moŝe być pośrednio lub bezpośrednio przyłączony do ukształtowanego z czujnikiem, ogniotrwałego elementu konstrukcyjnego. [0023] Falowód względnie antena mogą być konstrukcyjnie zintegrowane w strukturze metalicznej, która słuŝy do konfekcjonowania ogniotrwałego elementu konstrukcyjnego. Części struktury metalicznej mogą przy tym funkcjonować jako falowód względnie antena. Wynalazek jest zamknięciem zasuwowym z kasetą metalową oraz włoŝoną płytą zasuwową dla naczynia metalurgicznego ze zintegrowaną pustą przestrzenią, która jest stosowana jako falowód. W ramach tego wynalazku pojęcie ogniotrwały ceramiczny element konstrukcyjny obejmuje o tyle równieŝ przynaleŝne metaliczne lub ceramiczne obramowania do konfekcjonowania. [0024] Falowód moŝe bocznikować pojedyncze odcinki częściowe między czujnikiem i urządzeniem do przetwarzania danych, moŝe on przebiegać jednak równieŝ w sposób ciągły od czujnika do urządzenia do przetwarzania danych. [002] Dalsze cechy wynalazku wynikają z cech zastrzeŝeń zaleŝnych oraz pozostałych materiałów zgłoszenia. [0026] Wynalazek jest poniŝej bliŝej wyjaśniany na podstawie przykładu wykonania. Je-
4 1 2 dyna figura przedstawia przy tym w widoku schematycznym perspektywiczny widok cząstkowy mechanizmu zasuwy z włoŝoną ceramiczną płytą zasuwową, tak jak jest on uŝywany do regulacji wypływu stopionego metalu z metalurgicznego naczynia do topienia. [0027] Chodzi przy tym zasadniczo o układ i element konstrukcyjny analogiczne do figury 4 będącego przedmiotem odniesienia WO 08/1313 A2. W oznaczonym oznacznikiem 40 mechanizmie zasuwy jest umieszczona kaseta metalowa 32, która przyjmuje ogniotrwałą ceramiczną płytę zasuwową 30, która jest ukształtowana z otworem 32b (otwór przepływowy dla stopionego metalu w trakcie uŝywania). [0028] Układ zasuwowy reguluje przepływ stali z kadzi do umieszczonej dalej kadzi pośredniej. [0029] W obszarze końcowym płyty zasuwowej bliskim brzegu jest wbudowany czujnik z anteną 16, tak jak jest to opisane w WO 08/1313 A2 i stąd jest to tutaj zaznaczone tylko schematycznie za pomocą X oraz symboli odniesienia, 16. W sąsiadującej z X strefie kasety metalowej 32 jest ukształtowana szczelina 38 (mniej więcej w środku w obszarze zakrzywienia kasety metalowej 32). Na przedłuŝeniu drogi liniowej z X przez szczelinę 38 znajduje się zgodny z wynalazkiem falowód 90 z miedzi, o przekroju prostokątnym (wymiary wewnętrzne 8 razy 4 cm), a mianowicie w taki sposób, Ŝe fale elektromagnetyczne bez przeszkód są prowadzone z i do czujnika względnie anteny 16 przez szczelinę 38 do falowodu 90 i stamtąd są prowadzone przez falowód 90 do jego otwartego końca 90o, który jest ukształtowany w ramie 40r mechanizmu zasuwy. Ta część ramy 40r względnie odpowiedni koniec falowodu 90 jest przy tym ukształtowany jako antena dyszowa 9. Antena dyszowa 9 ma kształt lejka, który otwiera się od ramy 40r w kierunku, która wskazuje przeciwnie do płyty zasuwowej 30. [0030] Z tej anteny 9 moŝe wychodzić dalsza transmisja danych/sygnałów wzdłuŝ linii radiowej do kolejnej anteny, tak jak jest to szczegółowo opisywane z kolei w WO 08/1313 A2, którego odpowiednie ujawnienie jest przedmiotem równieŝ tego zgłoszenia. ZastrzeŜenia patentowe 30 1. Zamknięcie zasuwowe dla naczynia metalurgicznego ze strukturą metaliczną do konfekcjonowania ogniotrwałego ceramicznego elementu konstrukcyjnego (30), przy czym w elemencie konstrukcyjnym (30) jest zintegrowany czujnik (), znamienne przez zintegrowany konstrukcyjnie w strukturę metaliczną falowód (90) do transmisji fal elektromagnetycznych z oraz do czujnika ().
1 2. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, w którym falowód (90) jest ukształtowany jako część struktury metalicznej. 3. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, z anteną, która jest ukształtowana jako część struktury metalicznej. 4. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, w którym struktura metaliczna obejmuje kasetę metalową (32) do przyjęcia ogniotrwałego ceramicznego elementu konstrukcyjnego (30) w postaci płyty zasuwowej. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 4, w którym w kasecie metalowej (32) jest ukształtowana szczelina (38). 6. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia, w którym falowód (90) z miedzi o przekroju prostokątnym przylega do szczeliny (38), tak Ŝe fale elektromagnetyczne są bez przeszkód przewodzone od i do czujnika () przez szczelinę (38) do falowodu (90) i stamtąd są prowadzone przez falowód (90) do jego otwartego końca (90o), który jest ukształtowany w ramie (40r) zamknięcia zasuwowego. 7. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 6, w którym część ramy (40r) względnie odpowiedni koniec falowodu (90) jest ukształtowany jako antena dyszowa (9). 8. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, w którym otwarte końce falowodu (90) są wykorzystywane jako anteny. 9. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 8, w którym otwarte końce falowodu (90) są ściśle zintegrowane w leŝące blisko powierzchnie.. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, w którym falowód ma przekrój prostokątny. 11. Zamknięcie zasuwowe według zastrzeŝenia 1, w którym falowód (90) jest przynajmniej odcinkami wypełniony materiałem dielektrycznym. Uprawniony: Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Pełnomocnik: mgr inŝ. Małgorzata Grabowska Rzecznik patentowy
6
7 DOKUMENTY PRZEDSTAWIONE W OPISIE Ta lista dokumentów przedstawionych przez Zgłaszającego została przyjęta jedynie dla informacji czytającego i nie jest częścią składową europejskiego opisu patentowego. Została ona utworzona z duŝą starannością; Europejski Urząd Patentowy nie ponosi jednak Ŝadnej odpowiedzialności za ewentualne błędy i braki. Dokumenty patentowe przedstawione w opisie WO 081313 A2 [000] [0006] [0008] [0027] [0029] [0030]