CH674563A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einkopp- eine gleichmässige Ausrichtung der resultierenden Spannungs-lung eines Mikrowellenfeldes an einem Mikrowellenherd, wobei vektoren des Mikrowellenfelds in mindestens zwei Dimensionen das von mindestens einem Mikrowellensender erzeugte Mikro- 50 und damit eine gleichmässige Erwärmung erzielt werden. wellenfeld über mindestens einen Hohlleiter zum Garraum des Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Ausführungsbei-

Herdes gelangt. Wichtigist bei solchen Vorrichtungen einerseits, spiele die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

dass das als Mikrowellensender vorgesehene Magnetron in den Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer ersten Aus richtig dimensionierten Hohlleiter hineinschaut. Anderseits ist führung der Vorrichtung, worin die Kopplungselemente nicht der Obergang vom Hohlleiter in den Garraum von Bedeutung. 55 eingezeichnet sind;

Dieser Übergang bestimmt weitgehend die optimale Feldvertei- Fig. 2 eine schematische Darstellung der Ausrichtung des lung im Garrum. Dabei möchte man möglichst erreichen, dass im Spannungsvektors im Hohlleiter;

Garraum an jedem Punkt genau dieselbe Erwärmung stattfindet. Fig. 3 eine Detailansicht des Resonatorraums mit den Kopp-Die Ankopplungdes Garraumes geschieht z. B. mittels Durch- lungselementen, und brüchen zwischen Hohlleiter und Garraum. Ein Feldverteiler 60 Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführung mit zwei (Propeller oder Drehantenne), der zusätzlich eingebaut ist, sorgt Sendern, worin ebenfalls die Kopplungselemente nicht einge-dafür, dass das ganze Mikrowellenfeld in Bewegung ist, d. h. dass zeichnet sind.

die zwangsmässig durch die physikalische Ausbreitung der In Fig. 1 ist ein Mikrowellensender 1 mit einem Magnetron 4

Mikrowelle im Garraum entstehenden heissen und kalten Punkte ersichtlich, das in einen Rechteck-Hohlleiter 2 hineinragt. Das gegeneinander verschoben werden und somit an jeder Stelle «5 Magnetron 4 erzeugt in bekannter Weise ein Mikrowellenfeld, gleich starke Erwärmung stattfindet. das über den Hohlleiter 2 einem Garraum 3 zugeführt wird, der

Bekannt sind auch Einrichtungen, bei welchen der Hohlleiter zur Aufnahme des Kochguts ausgestaltet ist. Der Rechteckhohlfrontal direkt an den Garraum angeschlossen ist. Somit geschieht leiter 2 ist so dimensioniert, dass der resultierende Spannungs-

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vektor Ez des Mikrowellenfelds im Hohlleiter senkrecht zu dessen Breitseite steht, wie in Fig. 2 angedeutet.

Wirdz. B. ein dünner, langer, elektrisch schlecht leitender Stab parallel zum obigen Spannungsvektor in den Hohlleiter gehalten, nimmt er Energie auf, d. h. er erwärmt sich. Wird er 5 senkrecht zum Spannungsvektor in den Hohlleiter gehalten, so nimmt er keine Energie auf, weil die Ausdehnung des Stabes in die Richtung des Spannungsvektors zu klein ist.

Sind in einem Hohlraum Spannungsvektoren in allen drei Richtungen (Dimensionen) vorhanden, so wird der Stab immer io aufgeheizt, unabhängig in welcher Richtung er im Hohlraum steht. Dieses illustriert, auf das Kochgut übertragen, die Bedeutung der Spannungsvektoren-Ausrichtung im Garraum 3. Der Garraum 3 bildet einen Hohlraum, in welchem bei herkömmlichen Anordnungen ein Spannungsvektor in der Richtung, in 15 welcher er eingekoppelt wird, vorherrscht.

Der Hohlleiter 2 ist gemäss Fig. 1 an einen Resonatorraum 5 angeschlossen, der kastenförmig ausgestaltet ist. Dieser ist metallisch abgeschlossen und durch Koppelöffnungen 6 mit dem Garraum 3 verbunden. Die Koppelöffnungen sind in einer 20 Trennwand 8 angeordnet, die dem Resonatorraum 5 und dem Garraum 3 gemeinsam ist. Die Koppelöffnungen 6, welche in ihren Abmessungen kleiner sind als die Trennwand 8 dienen dazu, die Ausrichtung des Mikrowellenfeldes in mehrere Richtungen zu bewirken. Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen. 25 Gemäss Fig. 1 wird durch die schlitzförmige Ausgestaltung der Koppelöffnungen 6 bewirkt, dass Spannungsvektoren Exund Ey eingekoppelt werden, welche je senkrecht zur Schlitzausdehnung verlaufen. Ferner sind im Resonatorraum 5 Koppelelemente angeordnet, welche in Fig. 1 nicht eingezeichnet, jedoch Fig. 3 30 entnehmbar sind.

Die Koppelöffnungen 6 können auch andere Formen (rund, quadratisch) aufweisen und z.B. quer im Raum 5 angeordnet sein, um das Feld so zu beeinflussen, dass im Garraum 3 eine gleichmässige Verteilung der Mikrowellenenergie in allen drei 35 Dimensionen erreicht wird.

In Fig. 3 sind die erwähnten Koppelelemente 9 dargestellt, welche zum erwähnten Zweck inForm von Koppelstiften vorgesehen sind. Damit kann erreicht werden, dass der Spannungsvektor Ez aus der Einkoppelrichtung auch in die übrigen zwei richtungen Ex und Ey gekoppelt wird. Solche Koppelelemente können mit unterschiedlichen Koppelöffnungen 6 kombiniert werden. In Fig. 3 ist eine kreisförmige Koppelöffnung 11 gezeigt.

Während die bisher beschriebenen Massnahmen die statische Gleichverteilung der Mikrowellenenergie in den drei Dimensionen anstreben, ist ferner auch erwünscht, das Mikrowellenfeld im Garrum 3 zu bewegen, um die im Garraum entstehenden heissen und kalten Punkte gegeneinander zu verschieben und an jeder Stelle eine gleichmässige Erwärmung des Kochguts zu ermöglichen. Hierfür ist gemäss Fig. 1 ein beweglicher Feldverteiler 7 (Propeller oder Drehantenne) im Resonatorraum 5 angeordnet. Das in der beschriebenen Weise ausgestaltete, mehrdimensional verteilte Mikrowellenfeld wird auf diese Weise zusätzlich bewegt. Der Feldverteiler 7 kann dazu auch im Garraum 3 selbst angeordnet sein.

Schliesslich ist in Fig. 4 eine entsprechend ausgebildete Einkoppelungsvorrichtung gezeigt, bei welcher zwei Sender 1,1' mittels je einem Hohlleiter 2,2' an einen gemeinsamen Resonatorraum 5 angeschlossen sind, der seinerseits über Koppelöffnungen 11,11' an den Garraum 3 gekoppelt ist. Die übrigen Teile, wie Koppelelemente und Feldverteiler, sind zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der beschriebene Einkopplungsresonator kann wahlweise an der Deck- oder Grundfläche des Garraums oder an einer seiner Seitenflächen angesetzt sein. Der Hohlleiter 2 mündet dabei jeweils an einer Seite 10 des kastenförmigen Resonatorraums 5, welche an die Trennwand 8 zum Garraum anstösst.

Mit der beschriebenen Vorrichtung wird ein Einkoppelsystem beschrieben, mit dem nebst der besseren Entkopplung von Sender und Garraum auch verschiedene Möglichkeiten gegeben sind, das Mikrowellenfeld vor oder während der Einkopplung in den Garraum in zwei oder in allen drei Dimensionen auszurichten. Der Feldverteiler bewegt zusätzlich das Mikrowellenfeld in allen drei Dimensionen. Daraus erfolgt eine optimale Wärmeverteilung im Garraum.

M

2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

674 563 2 PATENTANSPRÜCHE die Einkopplung direkt vom Hohlleiter in den Garraum. Die

1. Vorrichtung zur Einkoppelung eines Mikrowellenfeldes an ganze Feldverteilung im Garraum wird dann durch den Feldver-einem Mikrowellenherd, wobei das von mindestens einem teiler optimiert.

Mikrowellensender (1) erzeugte Mikrowellenfeld über minde- Es sind ferner Lösungen bekannt, bei denen eine Kiste auf stens einen Hohlleiter (2) zum Garraum (3) des Herds gelangt, 5 t'en Garraum aufgebaut ist, die durch eine Keramikabdeckung, wobei zwischen dem Garraum (3) und dem Hohlleiter (2) ein eventuell durch eine Glas- oder Plastikabdeckung, vom Garraum metallisch geschlossener Resonatorraum (5) vorgesehen ist, an getrennt ist. Der Hohlleiter ist jeweils frontal an die Kiste den der Hohlleiter angeschlossen ist und der über mindestens angeblockt und der Feldverteiler ist üblicherweise in dieser Kiste eine Koppelöffnung (6) mit dem Garraum (3) verbunden ist, angebracht, welche im Hinblick auf das Mikrowellenfeld ein Teil dadurch gekennzeichnet, dass im Resonatorraum (5) stationäre 10 ^es Garraums darstellt.

Kopplungselemente (9) angeordnet sind, um den Spannungsvek- Bei all.diesen Lösungen besteht das Problem der schlechten tor aus der Einkoppelrichtung (Ez) auch in die zwei übrigen Entkopplung des Senders vom Garraum. Wenn im Garraum

Dimensionen (Ex, Ev) zu koppeln. verschiedene Lasten stehen, wie dies beim praktischen Einsatz"

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, des Mikrowellenherdes üblich ist, dann arbeitet der Sender dass als Kopplungselement (9) zwei Koppelstifte (9) vorgesehen 15 jeweils unter ganz verschiedenen Bedingungen. Sein Wirkungs-sincj. grad, seine Eigenerwärmung und die Reflexionen vom Garraum

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zurück zum Sender sind entsprechend unterschiedlich. Zudem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Resonatorraum durch eine üblicherweise der resultierende Spannungsvektor des Mikrowel-metallische Trennwand (8) vom Garraum (3) getrennt ist, welche lenfeldes ausgehend von der Vektorrichtung im Hohlleiter in mindestens eine Einkoppelungsöffnung (6) aufweist, deren 20 einer Richtung ausgerichtet. Der Feldverteiler bewirkt zwar in Abmessungen kleiner sind als diejenigen der Trennwand. beschränktem Mass, dass sich dieser Spannungsvektor auch in

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die andern beiden Dimensionen ausbreitet. Dies ist jedoch oft dass die Einkoppelungsöffnungen (6) derart geformt sind, dass ungenügend, indem weiterhin der Spannungsvektor in der einge-die resultierenden Spannungsvektoren des Mikrowellenfeldes im koppelten Richtung überwiegt, womit die Erwärmung nicht Garraum gleichmässig in mindestens zwei Dimensionen ausge- 25 optimal erfolgt.

richtet sind. Es stellt sich damit die Aufgabe, die eingangs erwähnte

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 Einkopplungsvorrichtung so auszugestalten, dass einerseits die bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonatorraum (5) im Entkopplung von Sender und Garraum verbessert wird und wesentlichen kastenförmig ausgestaltet ist, wobei der Hohlleiter gleichzeitig die Voraussetzung geschaffen wird, das Mikrowel-an einer Wand (10) mündet, die an die Trennwand (8) anstösst.30 lenfeld bei seiner Einkopplung in den Garraum in mindestens

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zwei, vorzugsweise allen drei Dimensionen auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass im abgeschlossenen Resonator- Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 genannten räum (5) ein beweglicher Feldverteiler (7) angeordnet ist. Merkmale gelöst.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, Vorzugsweise ist er Resonatorraum durch eine metallische dadurch gekennzeichnet, dass im Garraum ein Feldverteiler 35 Trennwand vom Garraum getrennt, welche Einkopplungsöff-vorgesehen ist. nungen aufweist, deren Abmessungen kleiner sind, als diejeni-

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gen der Trennwand und die derart geformt sind, dass die dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mikrowellensender (1, resultierenden Spannungsvektoren des Mikrowellenfeldes im 1') vorgesehen sind, die über Hohlleiter (2,2') an den Resonator- Garraum gleichmässig in mindestens zwei Dimensionen ausgeraum (5) angeschlossen sind. 40 richtet sind.

Um das Mikrowellenfeld im Garraum zu bewegen, ist mit Vorteil ein beweglicher Feldverteiler im geschlossenen Resonatorraum angeordnet.

Der vorgesehene Resonatorraum entkoppelt den Garraum 45 vom Mikrowellensender, welcher damit von der jeweiligen Last im Garraum unbeeinflusst bleibt und damit bei optimalem BESCHREIBUNG Wirkungsgrad betrieben werden kann. Ferner kann im Garraum