WO2002102116A1

WO2002102116A1 - Mikrowellentechnischer durchlauferhitzer

Info

Publication number: WO2002102116A1
Application number: PCT/EP2002/005335
Authority: WO
Inventors: Lambert Feher; Hartmut BAUMGÄRTNER; Guido Link
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2002-12-19
Also published as: EP1393595A1; US6917022B2; JP2004529480A; DE10128038C1; US20040155034A1

Abstract

Der mikrowellentechnische Durchlauferhitzer zum Erwärmen fluider Medien besteht aus einer Mikrowellenquelle, die direkt oder indirekt an einen Applikator angeflanscht ist. Der Applikator ist ein quaderförmiger Resonatorraum, in dem auf einer Seitenwand die Mikrowelle über eine Öffnung einkoppelt und darin den linear polarisierten Grundmode TE10 anregt. Zwischen derselben Seitenwand und der gegenüberliegenden ist das dielektrische Rohr eingespannt, in der das zu erwärmende Fluid durchströmt. Beides, dielektrisches Rohr und durchströmendes Fluid im wesentlichem bilden die Last für die Mikrowellenquelle. Die Abstimmung der Einrichtung geschieht derart, dass die gesamte Mikrowellenenergie in die Last dissipieren kann.

Description

Mikrowellen echnischer Durchlauferhitzer

Die Erfindung betrifft einen mikrowellentechnischen Durchlauferhitzer zum Erwärmen fluider Medien.

Die Mikrowelle eignet sich zum Erwärmen in vielfältiger Form. Sie findet daher Einsatz in der Ernährungsindustrie, im Haushalt, in der Medizin, in der industriellen Materialprozessierung in unterschiedlicher Weise, sei es, dass ein Prozessgut einfach angestrahlt wird, sei es, dass ein Applikator Bestandteil einer mikrowellentechnischen Anlage zur Erwärmung ist, wie etwa die hinlänglich bekannte Haushaltsmikrowelle oder bei der Temperierung und Thermostatisierung eines Wärmebades in der Materialbearbeitung.

Letzteres ist aus der DE 199 35 387 AI bekannt. Dort ist an einer Seitenwand des Beckens der Mikrowellen-Applikator angebracht, der eine Seitenwand mit dem Becken gemeinsam hat. Diese Wand besteht aus einem Gitter, das eine Maschenweite hat, die die Mikrowelle nicht mehr durchtreten lässt, wohl aber die Flüssigkeit des Bades im eigentlichen Nutzbecken und dem Applikator durch die Gitterwand hindurch zirkulieren bzw. umgewälzt werden kann.

Solche Aufbauten sind recht komplex, wenn der mikrowellentechnische Teil und der Nutzbereich, von außen gesehen, eine bauliche Einheit bilden. Damit einher gehen Schutzmaßnahmen, die aufgrund der räumlichen Enge gewichtige Beachtung finden müssen.

Aus den Schriften DE 697 01 702 T2, DE 199 25 493 Cl und DE 196 06 517 C2 ist jeweils ein Mikrowellenresonator bekannt, der von einem mikrowellendurchlässigen Rohr durchquert wird:

So wird in der DE 697 01 702 T2 ein Verfahren zur Zersetzung von Polymeren zu Monomeren angegeben, wobei sich anfänglich der Po- lymer in einem Quarzrohr befindet, das durch die Mikrowellenka- vität ragt, die ein Hohlleitersystem abschließt.

In der DE 199 25 -493 Cl wird eine linear ausgedehnte Anordnung zur großflächigen Mikrowellenbehandlung und zur großflächigen Plasmaerzeugung vorgestellt. Eine Ausgestaltung besteht aus einem Hohlraumresonator mit ellipsenförmigem Querschnitt, entlang dessen einer Brennlinie ein linear gestreckte Mikrowellenantenne vorhanden ist. Dieser ist mit einem für die Umgebung inerten Dielektrikum umgeben, das mikrowellendurchlässig ist. Entlang der zweiten Brennlinie verläuft als Last ebenfalls ein mikrowellendurchlässiges Rohr, in dem ein zu behandelndes Werkstück liegt, das darin dem durch die Mikrowelle erzeugten Plasma ausgesetzt ist.

Die DE 196 06 517 C2 stellt einen Druckreaktor mit Mikrowellenheizung für kontinuierlichen Betrieb vor. Er besteht aus aneinandergereihten einzelnen, mit Mikrowellensendeantennen ausgerüsteten Zellen mit massebezogenen Trennwänden. Durch die Trennwände und Zellen hindurch führen Rohre aus mikrowellentransparentem Material, die nach außerhalb in Metallrohrleitungen übergehen. In diesen Rohren fließt das Medium, das durch die Einwirkung der kammerweise eingekoppelten Mikrowelle erwärmt wird. Kammerreihe ist über Ankerbolzen druck- und mikrowellendicht verspannt.

Aufgabe ist, eine technisch einfache Einrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten/Fluiden mittels Mikrowelle bereitzustellen, in deren Applikator Mikrowellenenergie reflexionsfrei oder bis zu einem tolerablen Maß reflexionsarm einkoppelbar ist.

Die Aufgabe wird durch einen mikrowellentechnischen Durchlauferhitzer zum geführten Erwärmen fluider Medien gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Mikrowellenquelle der Einrichtung hat eine Auskoppeleinrichtung/Antenne, die je nach räumlicher Vorgabe direkt oder über einen Rechteckhohlleiter an die Mikrowelleneinkoppelöffnung in der Seitenwand eines rechteckigen Applikators angeflanscht ist.

Die Last ist ein mit dem zu erwärmenden Medium durchströmtes dielektrisches Rohr, das parallel zur Achse der Einkoppelöffnung für die Mikrowelle zwischen zwei zueinander parallelen Seitenwänden des Applikators eingebaut ist und auf der Längsachse der jeweiligen Seitenwand stößt.

An das dielektrische Rohr schließt sich an seinen beiden Enden nach außen hin je ein metallischer Rohrstutzen an, beide freien Enden sind an einen Strömungskreislauf angeschlossen. Beide Rohrstutzen setzen einerseits fluid/gasdicht am jeweiligen Ende des dielektrischen Rohres an und sind andrerseits mindestens mikrowellendicht, aber auch mechanisch hinreichend stabil an der jeweiligen Seitenwand des Applikators angeflanscht, hart angelötet oder angeschweißt.

Die Geometrie des mikrowellentechnischen Aufbaus wird von der Wellenlänge λ der von der Quelle ausgekoppelten Mikrowelle und der Ausbildung des linear polarisierten Grundmodes TEio bestimmt. Damit liegt der Applikator in seiner Geometrie als Rechteckhohlleiter fest.

Die Achse der Mikowellen-Einkoppelöffnung und die Längsachse des dielektrischen Rohrs stehen parallel zueinander, beide Achsen stehen senkrecht zu zwei einander gegenüberliegenden Applikator- wänden und gehen durch deren jeweilige Längsmittellinie. Beide haben einen Abstand von etwa λ/4 zur jeweils nächstliegenden Stirnseite des Applikators.

Der Abstand zwischen der Antenne und dem dielektrischen Rohr ist so groß ist, dass die in den Applikator eingekoppelte Mikrowelle in dem in dem dielektrischen Rohr durchströmenden Fluid, der Last, nahezu völlig oder völlig dissipiert. Zur Feinabstimmung oder Feineinstellung ist deshalb die der Last naheliegende Stirnseite im Gegensatz zu der der Mikrowelleneinkoppelöffnung naheliegenden justierbar, d.h. sie kann mikrowellentechnisch auf die Last justiert werden und ist damit ein Kurzschlussschieber. Diese Einrichtung erübrigt sich nach entsprechender, last- und damit material- bzw. mediumabhängiger Einstellung des Abstandes, wenn stets nur eine Sorte Medium erwärmt werden soll.

Das dielektrische Rohr, in dem das zu erwärmende Medium durchströmt, kann maximal den lichten Abstand der beiden einander gegenüberliegenden Applikatormantelwände haben, zwischen denen das Rohr hindurchgeht. Das dielektrische Rohr verläuft mittig zwischen den beiden Applikatormantelwänden und senkrecht zu den andern beiden, mit denen es stößt. Die durchströmende Flüssigkeit wird volumetrisch erwärmt, im allgemeinen über den lichten Querschnitt des dielektrischen Rohres nicht gleichmäßig sondern im wesentlichen im Profil, etwa eine Sinusform, des linearpolarisierten Grundmodes TEι₀, der für die maßgebliche leistungsstarke Aufwärmung vorgesehen ist. Da die Längsachse des Rohres mit dem Feldmaximum, der Amplitude des elektrischen Feldes und mit der Polarisationsrichtung des linear polarisierten Grundmodes TEio zusammenfällt, ist daraus ersichtlich, wie gut die gleichmäßige Erwärmung des durchströmenden Mediums, über den lichten Querschnitt gesehen, ist: in naher radialer Umgebung ist sie konstant, in größerer radialer Entfernung nimmt sie ab. Das Konstanz- bzw. Abnahmeverhalten kann durch den ähnlichen Verlauf des linear polarisierten Grundmodes über den Applikator- querschnitt wie der einer sinusförmigen Halbwelle veranschaulicht werden. Nahe der Mitte zwischen zwei einander gegenüberstehenden Seitenwänden des Applikators ist es etwa konstant entsprechend sin(π/2), darüber hinaus ist der Verlauf ähnlich wie sin , für 0 < < π Die lichte Weite der beiden Rohrstutzen ab der jeweiligen Appli- katorwand ist zunächst gleich dem Außendurchmesser des dielektrischen Rohrs. In Bezug auf die Mikrowellenlänge λ bewegt sich diese Teillänge l_g in dem Bereich λ/4 < lg < λ/2. Weiter nach außen hin sind die beiden Rohrstutzen in ihrer lichten Weite über eine Länge l_cut-off > λ/4 derartig verjüngt, dass für die Mikrowelle abhängig von der relativen Dielektrizitätskonstanten _εr des zu erwärmenden Mediums dort Cut-Off-Bedingungen für die Mikrowelle bestehen, sie dort also nicht in die Umgebung austreten kann.

In den Unteransprüchen sind noch weitere, an sich bekannte Maßnahmen beschrieben, mit denen der Durchlauferhitzer zweckmäßig ausgestattet werden kann.

An das dielektrische Rohr werden außer der elektrischen Eigenschaft, dass es fluiddicht ist, keine weitern außergewöhnlichen Forderungen gestellt. Es muss natürlich gegenüber der berührenden, zu erwärmende Flüssigkeit inert sein. All diese Forderungen erfüllt Aluminiumoxid, das hinsichtlich des durchströmenden Flu- ids lediglich auf sein chemisches Verhalten, d.h. seine Reaktionsträgheit hin überprüft werden muss. Beispielsweise ist A1₂0₃ für die Mikrowelle von 700 MHz bis 25 GHz nahezu völlig transparent, d. h. es gibt nur mehr geringe bzw. gar keine Mikrowellen- ankopplung und damit keine problematische Erwärmung des dielektrischen Rohres. Dieses Überprüfen gilt aber für alle dielektrischen Materialien, die als Rohrwand in Frage kommen. Glas, Quarzglas, um weitere Beispiel zu nennen, kommen deshalb auch in Betracht .

In Anspruch 3 wird die Feinabstimmungsmöglichkeit mit der der Last naheliegenden Stirnwand des Applikators aufgeführt. Diese technische Einrichtung ist ein Kurzschlussschieber und nur bei elektrisch unterschiedlichen Medien notwendig. Bei ein und dem- selben, zu erwärmenden Medium kann diese Stirn wie die gegenüberliegende von Anbeginn an schon fest eingebaut sein, bzw. ist fest eingebaut.

Welcher Typ Mikrowellenquelle im Einzelfall eingesetzt wird, orientiert sich am Leistungsbedarf und der Frequenz v bzw. Wellenlänge λ der Mikrowelle. Das technisch heute völlig ausgereifte Magnetron dürfte in Leistungsbereichen < 10 kW konkurrenzlos sein (Anspruch 4). Weiter in Frage kommende Mikrowellenquellen sind ein Klystron oder ein Backward-Wave-Oscillator, BWO, oder eine sonstige für die notwendige Mikrowellenleistung technisch geeignete Mikrowellenröhre. Der rechteckige Hohleiter samt Applikator haben eine einfache, an der Betriebsfrequenz orientierte Geometrie. Im Grunde könnte damit jede Frequenz verwendet werden, solange es dafür auch die entsprechend leistungsstarken Mikrowellenquellen gibt.

Mit dem mikrowellentechnischen Durchlauferhitzer können polare und nichtpolare Fluide/Flüssigkeiten gelenkt erwärmet werden. Unter polaren Fluiden werden Flüssigkeiten verstanden, deren Moleküle ein permanentes elektrisches Dipolmoment haben, wie Wasser,

Säuren, Ölsäuren und dergleichen. Dadurch können bekanntermaßen elektrische Felder gut ankoppeln. Die komplementäre Gruppe der nichtpolaren besteht aus Molekülen, die dieses elektrische Dipolmoment nicht permanent haben, sind also meist organischer Natur wie säurefreie Öle und Fette, Alkohole, um nur einige zu nennen. Bei beiden Arten ist das volumetrische Erwärmen maßgebend.

Der mikrowellentechnische Durchlauferhitzer ist ein technisch sehr einfacher Aufbau, der komplett aus Standardkomponenten besteht. Mikrowellentechnische Abschirmmaßnahmen zur Umwelt hin bestehen gewissermaßen inhärent, da die Mikrowellenquelle als Baugruppe mit einem Metallgehäuse umgeben ist. Sie ist mit Kühlrippen und einem Gebläse zur Kühlung oder Kühlrippen mit kühl- mitteldurchströmbaren Kanälen versehen, die an einen Kühlkreislauf anschließbar sind. Der Applikator ist unmittelbar oder über ein kurzes Hohlleiterstück angeflanscht. Über die beiden metallischen Rohrstutzen, die an den beiden Enden des dielektrischen Rohrs ansetzen, ist die Schließung des Strömungskreislaufs mit zwei Schlauchanschlüssen einfach erledigt.

Die mikrowellentechnischen Einrichtung ist von der Nutzung des erwärmten Fluids entkoppelt, das bedeutet, dass nur die mikrowellentechnische Einrichtung zur Umgebung hin sicher abgeschirmt werden muss, nicht aber die Nutzeinrichtung, wie ein Wärmebad, ein Radiator, eine Temperiereinrichtung oder sonst eine in dieser Art brauchbare Erwärmungseinrichtung in Verfahrensanlagen, in der das erwärmte Fluid schließlich genutzt wird. Statt des Fluids kann prinzipiell auch ein Gas auf diese Weise erwärmt werden, sofern die Mikrowelle im lichten Bereich des dielektrischen Rohrs überhaupt brauchbar, d.h. konkurrierbar mit andern Erwärmungssystemen ankoppeln würde.

Ein wirtschaftlicher Vorteil ist auch darin zu sehen, dass bei auf die fluiddurchströmte Last angepasster Applikatorgeometrie ein Zirkulator als Schutz für in die Mikrowellenquelle zurücklaufende Wellen nicht mehr notwendig ist, da die von der Quelle emittierte Welle vollständig in der Last dissipiert und damit in Wärme gewandelt wird. Ein solcher wäre redundant und daher nur als zusätzlich Schutzeinrichtung eingebaut.

Im Applikator besteht bei wohl angepasster Geometrie die Situation der elektromagnetischen Quelle in Form der Antenne bzw. Einkoppelöffnung und der ohne Reflexion aufnehmenden Senke, in Form der gesamten Last aus dielektrischem Rohr und darin durchströmendem Fluid, wobei bei der technischen Auslegung darauf geachtet wird, dass die eingekoppelte elektromagnetische Energie ins durchströmenden Fluid völlig, zumindest aber hauptsächlich dissipiert. Bei Puls-Breitengeregeltem Betrieb der Mikrowellenquelle kann die Leistung der Einrichtung kontinuierlich von Null bis auf Nennleistung geregelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung besteht aus den Figuren 1 bis 3. Sie zeigen:

Figur 1 den Applikator,

Figur 2 die Intensitätsverteilung im beladenen Applikator bei Abstimmung, Figur 3 die Intensitätsverteilung im leeren Applikator.

Der im folgenden beschriebene mikrowellentechnische Durchlauferhitzer arbeitet bei der Mikrowellen-Frequenz v = 2,45 GHz, das ist der Wellenlänge λ « 12 cm im Vakuum äquivalent. Die Geometrie orientiert sich daran. Zwei weiter nutzbare ISM-Frequenzen sind die niedrigere von 915 MHz und die höhere von 5,85 GHz beispielsweise. Technisch einsetzbare Mikrowellenquellen sind dafür noch standardmäßig zu bekommen.

Im jetzt beschriebene Ausführungsbeispiel wird als Mikrowellenquelle ein Magnetron eingesetzt. Es hat beispielhaft die folgenden technischen Daten: Mikrowellenleistung 1000 W, Frequenz 2,45 GHz,

Spannung 4,2 kV,

Strom 0,33 A.

Das Magnetron bildet mit seiner Kühleinrichtung meist schon ab Werk eine bauliche Einheit. An seinen Kopf ist der rechteckige Hohlleiter offen und dort mit einem Koppelflansch versehen. Daran flanscht der Applikator 1 an, an dessen nahe der Einkoppelöffnung liegenden Stirn zum eventuell notwendigen Leerpumpen ein Evakuierungsstutzen ansetzt. Die andere Stirn 8 des Applika- tors 1 sitzt entweder fest oder ist als Kurzschlussschieber 8 ausgebildet .

Figur 1 zeigt diese Situation nicht in diesem Umfang. Es wird lediglich der quaderformige Applikator 1 dargestellt, der hier beispielsweise aus Aluminium ist. In seiner oberen Deckwand 3 ist die Öffnung 5 für die Mikrowelleneinkopplung. Weiter auf der Langsachse in der Figur nach links ist zwischen der Deck- 3 und Bodenwand 4 des Applikators 1 das dielektrische Rohr 2 eingebaut, hier ein Keramikrohr aus AI₂O₃. Nach außen hin setzen daran auf der einen Seite 3 der metallisch geschirmte Abfluss 6 und auf der andern Seite 4 der metallisch geschirmte Zufluss 7 an. Jeweils daran schließt der Übergang auf den Schlauch 10 bzw. 9 des Kreislaufs an.

In Figur 2 ist der elektromagnetische Zustand im Applikator 1 bei auf den Lastfall abgestimmter Geometrie auf der zur Ein- kopplungsebene parallellen Mittelebene durch den Applikator 1 dargestellt, d.h. der Applikator 1 bzw. das dielektrische Rohr 2 ist fluiddurchstromt . In der Nahe der im Bild rechts oberen Stirnwand, λ/4-Abstand * 3 cm, ist die Quelle, also die Einkopp- lung der Mikrowellenenergie mit zunächst noch hoher Energiedichte relativ zum weiteren Innern des Applikators 1. In der Nahe der im Bild linken Stirnwand 8, im lastabhangigen λ/4-Abstand davon versinkt die gesamte elektromagnetische Energie, d.h. sie wird volumetrisch in der stromende Last in thermische Energie dissipiert. Bei dieser Situation gibt es keine Reflexion/Resonanz im Applikator, die Mikrowelle wird in der Last völlig aufgesaugt. Zum anschaulichen Vergleich zeigt die Figur 3 den lastlosen Fall, der sich durch die Reflexion/Resonanz im Applikator darstellt. Dieser Resonanzfall ist zu vermeiden, da ohne einen Zirkulator zwischen der Mikrowellenquelle, hier dem Magnetron, und der Einkoppeloffnung 5 im Applikator 1, dieselbe durch Ruckwartseinkopplung aus dem Applikator 1 gefährdet wäre. Ganz allgemein muss die Ruckwartseinkopplung in eine Mikrowel- lenquelle durch Anpassung vermieden oder zumindest bis auf ein tolerables Maß durch Schutzmaßnahmen wie den Zirkulator unterdrückt werden.

Die Baugruppe der standardmäßig verwendeten Mikrowelle, also die Mikrowellenquelle als solche mit ihrer Kühleinrichtung in Form eines Gebläses oder in Form einer Kühlschlangengruppe, an wärmeabzuführender Stelle ankoppelnd, die Stromversorgung mit Steuer- und Schalteinrichtung, ist nicht angedeutet, da die für die Erläuterung der Erfindung die Einkoppelöffnung 5 am Applikator 1 ausreicht. Dort koppelt bekanntermaßen die Auskoppelöffnung der Mikrowellenquelle direkt oder indirekt über ein Wellenleiterstück an. Weitere, technisch übliche Maßnahmen zu Überwachungs-, Schutz- und Steuerungszwecken sind in der Figur 1 der Übersicht und der Hervorhebung halber auch nicht angedeutet.

Bezugszeichenliste :

1 Applikator

2 Keramikrohr

3 Seitenwand, Deckwand

4 Seitenwand, Bodenwand

5 Einkoppelöffnung, Mikrowelleneinkoppelöffnung

6 Abfluss

7 Zufluss

8 Stirnwand

9 Schlauchsystem

10 Schlauchsystem

Claims

Patentansprüche

1. Mikrowellentechnischer Durchlauferhitzer zum Erwärmen flui- der Medien, bestehend aus:

- einer Mikrowellenquelle,

- einem an den Ausgang der Mikrowellenquelle direkt oder über einen Rechteckhohlleiter angeflanschten Applikator (1) mit ebenfalls rechteckigem Querschnitt,

- einer Last (2) in Form eines mit dem zu erwärmenden Medium durchflossenen dielektrischen Rohres (2), das parallel zur Achse der Einkoppelöffnung (5) für die Mikrowelle in den Applikator (1) steht und senkrecht auf die jeweilige Längsachse von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (3, 4) des Applikators (1) stößt, wovon in der einen Seitenwand (3) davon die Einkoppelöffnung (5) sitzt,

- je einem metallischen Rohrstutzen (6, 7) an den beiden Enden des dielektrischen Rohres (2), der fluiddicht an der Stoßstelle des dielektrischen Rohres (2) und mikrowellendicht an den gegenüberliegenden r entsprechenden Seitenwänden (3, 4) des Applikators (1) ansetzt, wobei die Rechteckgeometrie des Applikators (1) an die von der Mikrowellenquelle emittierten Mikrowelle der Wellenlänge λ derart angepasst ist, dass im Applikator der linear polarisierte Grundmode TEio angeregt wird, die Achse des dielektrischen Rohrs (2) parallel zur Feldpolarisation des linear polarisierten TEι₀-Modes sowie mit dem Abstand von etwa λ/4 zur jeweils nächstliegenden Stirnseite (8) des Applikators (1) steht, und die Rohrachse des dielektrischen Rohrs (2) mit dem Ort des Feldmaximums des linear polarisierten TEι₀-Modes zusammenfällt, der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Einkoppelöffnung (5) und der Achse des dielektrischen Rohrs (2) so eingestellt ist, dass die in den Applikator (1) eingekoppelte Feldenergie in dem fluiddurchströmten dielektrischen Rohr (2) mindestens nahezu oder völlig absorbierbar und damit in Wärme darin umwandelbar ist, so dass sich im Applikator nur mehr vernachlässigbare oder keine Reflexionen ausbilden, die lichte Weite der beiden Rohrstutzen (6, 7) ab den Seitenwänden (3, 4) des Applikators (1) zunächst gleich dem Außendurchmesser des dielektrischen Rohrs (2) ist, und zwar über eine Länge die zwischen λ/4 und λ/2 liegt und anschließend, von der relativen Dielektrizitätskonstanten abhängig, über eine Länge > λ/4 derart verjüngt ist, dass dort ein vollständige Austrittshinderung für die Mikrowelle besteht.

2. Mikrowellentechnischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Rohr (2) inert gegenüber dem durchströmenden, zu erwärmenden Medium ist.

3. Mikrowellentechnischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem dielektrischen Rohr (2) nächststehende Stirnwand (8) des Applikators (1) zur Ausbildung des Grundmodes TEio auf der Längsachse des Applikators (1) justierbar ist.

4. Mikrowellentechnischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenquelle, in ihrer Art an der Nennleistung orientiert, ein Magnetron oder ein Klystron oder ein Backward-Wave-Oscillator .