CN102319019A

CN102319019A - 一种利用微波能加热的蒸柜

Info

Publication number: CN102319019A
Application number: CN201110230512A
Authority: CN
Inventors: 殷勇; 蒙林; 王彬; 李海龙
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-08-12
Also published as: CN102319019B

Abstract

该发明公开了一种大功率微波蒸柜，包括带蒸柜门的蒸柜本体、设于蒸柜内腔的蒸格、蒸汽混合腔，位于蒸汽混合腔下部带出水口的水箱及设于水箱周围且由一组相互独立设置的含变压器、高压电容、冷却风扇、微波发生器、控制器及控制面板在内的传统微波发生装置组成的加热装置，水箱内则通过隔离微波而确保水对流的多孔板将其分隔成各微波发生装置的工作腔、各工作腔的顶部与蒸汽混合腔之间亦设有隔离微波而确保水蒸汽输出的多孔板。该发明具有可有效提高多磁控管微波炉微波能的有效利用率，实现了对批量食物进行蒸汽加热烹饪，扩大了微波炉的使用范围，在确保食物口感的同时、提高了蒸制食物的效率，降低了能耗、减少了环境污染等特点。

Description

一种利用微波能加热的蒸柜

技术领域

本发明属于微波技术领域中的大功率微波蒸柜，特别是一种采用多磁控管合成的大功率微波快速加热水、并利用其产生的高温蒸汽加热食物的蒸柜。

背景技术

在微波加热技术领域中，广泛采用微波炉来快速加热食物。微波炉是利用微波频段的电磁能量来加热腔体中食物和饮料的家用炊具，其加热食物的原理是通过磁控管把电能转变为微波能后传送给炉腔，使炉腔内形成分布式的微波场，当食物处于微波场中时，食物会吸收微波能量而使食物内外同时被加热。这种加热方式对于用来加热汤类食品、牛奶等饮料、不带硬壳的食物，以及加热冷菜、冷饭等，具有加热速度快、加热时间易控制等特点；但若用于蒸馒头、包子等需要在蒸制过程中发泡的食品时则会造成“内硬”、脱水等问题，同时、对于加热带有硬壳的食物，如：鸡蛋、栗子类坚果、带壳花生，甚至带骨的肉类等食物时，则会引起“爆炸”，同时对盛食物的容器等也有要求，如对罐头、带金属边的瓷碗等均不能在微波炉中加热。因而传统微波炉存在使用范围窄、利用率低等缺陷。为了扩展微波炉的用途、充分发挥微波炉的优越性；在公开号为CN101766440A、名称为《微波蒸汽烹饪容器系统》的专利文献中、公开了一种可置于常规微波炉中以实现蒸汽加热食物的容器系统，该容器系统主要由水容器、食品容器和盖子三部分组成，其中盖子部分设有微波屏蔽金属，使其在烹饪过程中食物不直接暴露于微波场中、而主要通过水蒸汽对食物进行加热；该容器系统一是整体结构及各部件结构复杂，各部件之间配合精度要求高，加之盛食物的容器系统中含有金属材料，不但与微波炉工作腔的匹配困难、效率较低，而且对使用时的放置要求高，且为了避免微波炉工作时产生打火又要求其金属部分不能有即使是较小的变形，以及使用不方便等弊病。

而在公告号为CN2786470Y、名称为《具有蒸汽加热的微波炉》的专利文献中、公开了一种在常规微波炉的侧壁附设一蒸汽发生装置，该装置通过大功率(通常为1800W左右)的电加热方式产生高温蒸汽后，通过喷头注入微波炉中对食物进行加热；但该微波炉由于需要增加额外的大功率蒸汽发生装置、且因其蒸汽的产生是通过电加热来实现的、而不是通过微波能加热实现的；即这种具有蒸汽加热微波炉的工作方式是或采用微波炉加热、或采用蒸汽加热两种方式分别独立进行，而不能同时进行微波和蒸汽加热；因此，该《具有蒸汽加热的微波炉》在采用蒸汽加热时不能发挥微波炉的优点；此外，由于蒸汽发生装置中水箱大小的设置受微波炉体积的限制、其水量有限(仅100-200ml)，加之蒸汽进入微波工作腔后、因工作腔空间大且内壁多为金属，这将导致蒸汽温度急剧下降及结露、且结露的水不能回收，水量消耗大；因而该《具有蒸汽加热的微波炉》存在或采用微波炉加热、或采用蒸汽加热，不能同时进行微波和蒸汽加热，也不能用于需要较长时间或需大量高温蒸汽的食物的烹饪、如蒸馒头、米饭、蒸肉等，其使用范围仍较窄、利用率仍较低等缺陷。

此外，目前各烹饪用微波炉由于受磁控管功率的制约、基本上都是针对以家庭为用户单位设计和生产的；而对于诸如食堂等需要大规模的快速加热需求来说，单只磁控管功率远达不到要求，如果直接采用多个磁控管组成一个微波炉、利用其同时工作来加热食物，则又存在磁控管间的耦合(协同效果)等问题。如：对于两个磁控管同时加热时，可以通过物理上的排布使得其在微波炉腔体中所激励的场是正交的来去除磁控管间的耦合；而当磁控管的数目多于两个时，就没有办法采用正交的方法去除磁控管间的耦合，在这种情况下，就有可能使得一个磁控管产生的能量耦合到另一个磁控管中，从而使得另一个磁控管的电子效率急剧下降，甚至成为负载，从大大降低多个磁控管同时工作时的有效功率及效率。因此，目前对于采用多个磁控管共同加热、其结果往往是有效利用的功率远小于各磁控管功率的算术和；因而背景技术存在单磁控管微波炉功率小，而采用多个磁控管组成的微波炉又存在耦合难度大、协同效果差、热效率低，且不能做成可对较大批量食物进行蒸汽加热的蒸柜、用于诸如食堂、快餐店等蒸制馒头、包子、肉类等弊病。而常规用于诸如食堂等需对较大批量食物进行蒸汽加热的蒸柜包括带蒸柜门的蒸柜本体、设于蒸柜本体上部的蒸格、设于蒸格下部的水箱及燃气(天然气)加热装置或采用煤等作燃料的炉膛，此类蒸柜虽然具有可对较大批量食物进行蒸汽加热的特点，但却存在不但热效率很低，而且对环境污染大等弊病。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种利用微波能加热的蒸柜，向诸如食堂等提供可批量蒸制馒头、包子、肉类等且利用微波能加热的蒸柜。达到有效提高多磁控管微波炉微波能的有效功率，充分利用微波加热的优点、通过微波快速加热水产生的蒸汽实现对批量食物进行蒸汽加热烹饪，扩大微波炉的使用范围，在确保食物口感的同时、提高蒸制食物的效率，降低能耗、减少环境污染等目的。

本发明的解决方案是采用多套包含变压器、高压电容、冷却风扇、微波发生器、控制器及控制面板在内的传统微波发生装置作为加热装置，共同对水箱内的蒸汽用水进行加热；各微波发生装置相互独立设置，即给每套微波发生装置在水箱内设定一区域作为该微波发生装置的工作(加热)腔、各工作腔与其它微波发生装置的工作腔之间通过多孔板隔离相互之间的微波(即隔断各个腔体间的微波通道)，以克服相互之间耦合困难的问题，各微波发生装置对各自工作腔内的水进行加热、各工作腔之间的水可经各工作腔前端及两侧多孔板上的孔对流，而各工作腔内因加热产生的高温水蒸汽则通过各工作腔上部的多孔板上所设的蒸汽孔进入设于水箱上部的蒸汽混合腔内、混合并进入蒸柜加热腔对食物加热；从而实现其发明目的。因此，本发明利用微波能加热的蒸柜包括带蒸柜门的蒸柜本体、设于蒸柜内上部的蒸格、位于蒸格下部带出水口的水箱及加热装置，关键在于加热装置为设于水箱周围且相互独立设置的一组共同对水箱内的(蒸汽用)水进行加热的微波发生装置，在水箱和各微波发生装置的上部与蒸格之间还设有蒸汽混合腔，而水箱内则通过隔离微波而确保水对流的多孔板将水箱分隔成与对应微波发生装置配套的工作(加热)腔、各工作腔的顶部亦采用隔离微波而确保水蒸汽输出的多孔板与蒸汽混合腔连通；各微波发生装置可拆卸式紧固于水箱周围对应的(微波发生装置)固定腔内、并通过磁控管前端的微波输出(波导)口经防水及蒸汽的隔离片与配套的工作腔之间连接(通)。

所述相互独立设置的一组共同对水箱内的水进行加热微波发生装置，各微波发生装置均包含变压器、高压电容、冷却风扇、微波发生器、控制器及控制面板在内的传统微波发生装置，各微波发生装置均通过设于其上的控制面板进行独立控制。而所述隔离微波而确保水对流的多孔板、以及隔离微波而确保水蒸汽输出的多孔板，各多孔板上各孔的直径均不大于所采用微波波长的1/25。

本发明由于采用一组包含变压器、高压电容、冷却风扇、微波发生器、控制器及控制面板在内的传统微波发生装置作为加热装置，共同对水箱内的蒸汽用水进行加热；各微波发生装置相互独立设置，即每套微波发生装置在水箱内设定一区域作为该微波发生装置的工作腔、各工作腔与其它微波发生装置的工作腔之间通过多孔板隔离相互之间的微波而确保水的对流，以克服相互之间的耦合问题；各微波发生装置对各自工作腔内的水进行加热产生的高温水蒸汽则通过其工作腔上部的多孔板上的蒸汽孔进入蒸汽混合腔内、混合后进入加热腔对蒸格上的食物加热。因而，本发明具有可有效提高多磁控管微波炉微波功率的有效利用率，充分利用微波加热的优点、通过微波快速加热水产生的蒸汽实现对批量食物进行蒸汽加热烹饪，扩大微波炉的使用范围，在确保食物口感的同时、提高蒸制食物的效率，降低能耗、减少环境污染等特点。

图1为本发明蒸柜结构示意图；

图2为A-A视图(水箱内腔结构及与各微波发生装置的位置关系和连接示意图)。

图中：1.蒸柜本体、1-1.蒸柜门、1-2.手柄、1-3.蒸柜脚、1-4.出水口，2.微波发生装置、2-1.变压器、2-2.磁控管、2-3.高压电容、2-4.风扇、2-5.水及蒸汽隔离片，3.多孔板、3-1.水对流孔，4.工作腔(水箱)，5.多孔板、5-1.蒸汽孔，6.蒸汽混合腔，7.加热腔，8.蒸格、8-1.蒸格座。

具体实施方式

本实施方式加热装置直接采用8套型号为KD23B-DA的微波炉(“美的”公司产)所用含控制面板的微波发生装置2作为本发明蒸柜的加热装置，其中每套装置的微波的输出功率为900W，微波频率为2458MHz(波长为122毫米)，每套微波发生装置2分别固定于水箱周围的微波发生装置固定腔内、并通过磁控管2-2前端的微波输出(波导)口经防水及蒸汽的隔离片2-5与对应的工作腔之间连接(通)；水及蒸汽隔离片2-5采用(长×宽×厚)为100×60×1mm的聚四氟乙烯片通过硅橡胶与工作腔(水箱)4热压密封固定；蒸柜本体1采用厚为2毫米的不锈钢板，蒸柜本体1(宽×厚×高)1200×900×1300mm，其中：底部水箱内各工作腔4高400mm、本实施方式对应分成8个工作腔，蒸汽混合腔6高150mm，蒸格8本实施方式采用(长×宽×高)1190×850×80mm的抽屉式蒸格，每一层蒸格所在的加热腔7高为150mm，多孔板3上的水对流孔3-1直径均为Φ3.5mm、相邻两孔中心距离6mm，多孔板5上的蒸汽孔5-1直径均为Φ4mm、相邻两孔中心距离6mm，各蒸格座8-1(宽×厚)15×3mm、顺蒸柜本体内腔厚度方向长850mm。

本实施方式由于解决了磁控管间相互耦合的问题，在5分钟的时间内即可将水箱内的水加热至沸腾，从而大大提高了多磁控管同时工作时微波炉微的有效功率，实现了高效率的功率合成，既节约能源、又避免了环境污染，实现了对批量食物进行蒸汽加热烹饪，扩大微波炉的使用范围。

Claims

1.一种利用微波能加热的蒸柜，包括带蒸柜门的蒸柜本体、设于蒸柜内上部的蒸格、位于蒸格下部带出水口的水箱及加热装置，其特征在于加热装置为设于水箱周围且相互独立设置的一组共同对水箱内的水进行加热微的波发生装置，在水箱和各微波发生装置的上部与蒸格之间还设有蒸汽混合腔，而水箱内则通过隔离微波而确保水对流的多孔板将水箱分隔成与对应微波发生装置配套的工作腔、各工作腔的顶部亦采用隔离微波而确保水蒸汽输出的多孔板与蒸汽混合腔连通；各微波发生装置可拆卸式紧固于水箱周围对应的固定腔内、并通过磁控管前端的微波输出口经防水及蒸汽的隔离片与配套的工作腔之间连接。

2.按权利要求1所述利用微波能加热的蒸柜，其特征在于所述相互独立设置的各微波发生装置均包含变压器、高压电容、冷却风扇、微波发生器、控制器及控制面板在内的传统微波发生装置，各微波发生装置均通过设于其上的控制面板进行独立控制。

3.按权利要求1所述利用微波能加热的蒸柜，其特征在于所述隔离微波而确保水对流的多孔板、以及隔离微波而确保水蒸汽输出的多孔板，各多孔板上各孔的直径均不大于所采用微波波长的1/25。