CH674563A5

CH674563A5 -

Info

Publication number: CH674563A5
Application number: CH113787A
Authority: CH
Inventors: Jakob Heierli; Edwin Schaer
Original assignee: Gigatherm Mikrowellen Ag
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1990-06-15
Also published as: EP0284958A1; DE3871587D1; EP0284958B1

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- The invention relates to a device for coupling-in a uniform alignment of the resulting voltage of a microwave field on a microwave oven, wherein the microwave field generated by at least one microwave transmitter and thus uniform heating are achieved in at least two dimensions. wave field via at least one waveguide to the cooking space below.

Herdes gelangt. Wichtigist bei solchen Vorrichtungen einerseits, spiele die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: Cooker. What is important in such devices is that the invention is described in more detail. Show it:

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; that the magnetron provided as the microwave transmitter in FIG. 1 looks into an overall perspective view of a first waveguide that is correctly dimensioned. On the other hand, guidance of the device in which the coupling elements are not the transition from the waveguide into the cooking chamber is important. 55 are shown;

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; This transition largely determines the optimal field distribution. Fig. 2 is a schematic representation of the orientation of the lung in the Garrum. You want to achieve as much as possible that in the voltage vector in the waveguide;

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. Cooking space takes place at exactly the same temperature at every point. Fig. 3 is a detailed view of the resonator room with the coupling. B. by means of passage elements, and breaks between the waveguide and the cooking space. A field distributor 60 Fig. 4 is a perspective view of an embodiment with two (propeller or rotary antenna), which is additionally installed, provides transmitters, in which the coupling elements are also not inserted, so that the entire microwave field is in motion, i. H. that are drawing.

die zwangsmässig durch die physikalische Ausbreitung der In Fig. 1 ist ein Mikrowellensender 1 mit einem Magnetron 4 1 is a microwave transmitter 1 with a 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 Hot and cold spots arising in the microwave in the cooking space, which protrudes into a rectangular waveguide 2. That are shifted against each other and thus at every point 5 Magnetron 4 generates a microwave field in a known manner, the same amount of heating takes place. that is fed via the waveguide 2 to a cooking space 3, the

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- Devices are also known in which the waveguide is designed to receive the cooking material. The rectangular hollow front is connected directly to the cooking space. Thus, conductor 2 is dimensioned so that the resulting voltage

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vektor Ez des Mikrowellenfelds im Hohlleiter senkrecht zu dessen Breitseite steht, wie in Fig. 2 angedeutet. vector Ez of the microwave field in the waveguide is perpendicular to its broad side, as indicated in FIG. 2.

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. Currently B. a thin, long, electrically poorly conductive rod parallel to the above voltage vector in the waveguide, it absorbs energy, d. H. he warms up. If it is held in the waveguide 5 perpendicular to the voltage vector, it does not absorb any energy because the extension of the rod in the direction of the voltage vector is too small.

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. If there are tension vectors in all three directions (dimensions) in a cavity, the rod is always heated up, regardless of the direction in which it is in the cavity. Applied to the food to be cooked, this illustrates the importance of the voltage vector alignment in the cooking space 3. The cooking space 3 forms a cavity in which, in conventional arrangements, a voltage vector prevails in the direction in which it is coupled.

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. According to FIG. 1, the waveguide 2 is connected to a resonator chamber 5 which is box-shaped. This is metallically sealed and connected to the cooking space 3 by coupling openings 6. The coupling openings are arranged in a partition 8 which is common to the resonator chamber 5 and the cooking chamber 3. The coupling openings 6, which are smaller in their dimensions than the partition 8, serve to effect the alignment of the microwave field in several directions. This can be done in several ways. According to FIG. 1, the slot-shaped design of the coupling openings 6 causes voltage vectors Ex and Ey to be coupled in, which are each perpendicular to the slot extension. Furthermore, 5 coupling elements are arranged in the resonator space, which are not shown in FIG. 1, but can be seen in FIG. 3.

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. The coupling openings 6 can also have other shapes (round, square) and e.g. be arranged transversely in the room 5 in order to influence the field in such a way that a uniform distribution of the microwave energy in all three dimensions is achieved in the cooking chamber 3.

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. FIG. 3 shows the coupling elements 9 mentioned, which are provided in the form of coupling pins for the purpose mentioned. It can thus be achieved that the voltage vector Ez is also coupled from the coupling direction in the other two directions Ex and Ey. Coupling elements of this type can be combined with different coupling openings 6. A circular coupling opening 11 is shown in FIG. 3.

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. While the measures described so far aim for the static uniform distribution of the microwave energy in the three dimensions, it is also desirable to move the microwave field in the Garrum 3 in order to shift the hot and cold points that arise in the cooking chamber against each other and uniform heating of the food at every point to enable. 1, a movable field distributor 7 (propeller or rotary antenna) is arranged in the resonator chamber 5. The multi-dimensionally distributed microwave field configured in the manner described is additionally moved in this way. For this purpose, the field distributor 7 can also be arranged in the cooking space 3 itself.

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. Finally, FIG. 4 shows a correspondingly designed coupling device, in which two transmitters 1, 1 'are connected to a common resonator chamber 5 by means of a waveguide 2, 2', which in turn is coupled to the cooking chamber 3 via coupling openings 11, 11 ' . The remaining parts, such as coupling elements and field distributors, are not shown in the drawing for the sake of simplicity.

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. The coupling resonator described can optionally be attached to the top or base surface of the cooking space or to one of its side surfaces. The waveguide 2 opens in each case on one side 10 of the box-shaped resonator chamber 5, which abuts the partition 8 to the cooking chamber.

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. With the device described, a coupling system is described with which, in addition to the better decoupling of the transmitter and the cooking space, there are also various possibilities for aligning the microwave field in two or in all three dimensions before or during the coupling into the cooking space. The field distributor also moves the microwave field in all three dimensions. This results in optimal heat distribution in the cooking space.

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

674 563 2 PATENT REQUIREMENTS coupling directly from the waveguide into the cooking space. The

1. The device for coupling a microwave field to the entire field distribution in the cooking space is then optimized by the field microwave oven, which is optimized by at least one divider.

Microwave transmitter (1) generated microwave field over min. There are also known solutions in which a box on at least one waveguide (2) arrives at the cooking space (3) of the cooker, and the cooking space is built up by a ceramic cover, with between the cooking chamber (3) and the waveguide (2) is provided with a resonator chamber (5), which is possibly closed by a glass or plastic cover and is metallically closed from the cooking chamber. The waveguide is in each case frontally connected to the box to which the waveguide is connected and which is at least blocked and the field distributor is usually connected to the cooking chamber (3) in this box with a coupling opening (6), which is a part with regard to the microwave field characterized in that in the resonator chamber (5) represents a stationary cooking chamber.

Coupling elements (9) are arranged to the voltage vector. In all these solutions, the problem of the poor gate from the coupling direction (Ez) also exists in the two other decoupling of the transmitter from the cooking space. If in the cooking space

To couple dimensions (Ex, Ev). different loads are standing, like this in practical use "

2. Device according to claim 1, characterized in that the microwave oven is usual, then the transmitter works that as a coupling element (9) two coupling pins (9) provided 15 each under very different conditions. Its impact sincj. degree, its self-heating and the reflections from the cooking space

3. Device according to one of the preceding claims, back to the transmitter are correspondingly different. It is also characterized in that the resonator chamber is separated from the cooking chamber (3) by a usually the resulting voltage vector of the microwave-metallic partition (8), which lenfeldes, based on the vector direction in the waveguide, has at least one coupling opening (6), 20 of which are one Direction. The field distributor causes dimensions that are smaller than those of the partition. to a limited extent that this voltage vector is also

4. The device according to claim 3, characterized in that spreads the other two dimensions. However, this is often the case that the coupling openings (6) are shaped in such a way that they are insufficient, in that the voltage vector in the resulting voltage vectors of the microwave field predominates in the coupled direction, so that the heating of the cooking chamber does not take place uniformly in at least two dimensions .

are aimed. So there is the task mentioned above

5. Device according to one of the preceding claims 2, designing the coupling device such that, on the one hand, the to 4, characterized in that the resonator chamber (5) is improved in the decoupling of the transmitter and the cooking chamber and is essentially box-shaped, the waveguide simultaneously creating the prerequisite , the microwave opens on a wall (10) that abuts the partition (8). 30 lenfeld when it is coupled into the cooking space in at least

6. Device according to one of the preceding claims, two, preferably to align all three dimensions, characterized in that in the closed resonator- This task is arranged by the space (5) mentioned in claim 1, a movable field distributor (7). Features solved.

7. Device according to one of the preceding claims, it is preferably a metal cavity characterized in that in the cooking space, a field distributor 35 separates the partition from the cooking space, which coupling opening is provided. has dimensions whose dimensions are smaller than those

8. Device according to one of the preceding claims, gene the partition and which are shaped such that the characterized in that a plurality of microwave transmitters (1, resulting voltage vectors of the microwave field in 1 ') are provided, which via waveguides (2,2') the resonator cooking space is evenly connected in at least two dimensions (5). 40 are aimed.

In order to move the microwave field in the cooking space, a movable field distributor is advantageously arranged in the closed resonator space.

The resonator space provided decouples the cooking space 45 from the microwave transmitter, which thus remains unaffected by the respective load in the cooking space and can thus be operated with an optimum DESCRIPTION of efficiency. Furthermore, in the cooking space