CN106164593B - 具有包括反射体元件的波导的微波炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波炉，该微波炉包括炉腔(2)、用于产生微波的微波发生器(3)以及用于引导这些微波至该炉腔(2)的波导(4)，其中，该波导(4)包括反射体元件(5)，该反射体元件包括多个反射表面(5.2)，该反射体元件(5)固定安排在该波导(4)内或者整合在该波导壁内以便将这些微波以分布式方式反射进入该炉腔(2)。
Description
技术领域
本发明总体上涉及微波炉领域。更具体地，本发明涉及微波炉内的增强的微波分布。
背景技术
用于准备食物的微波炉在现有领域中是众所周知的。典型地，在微波炉内均匀的能量分布是期望的，因为待准备的食物应被均匀地加热。此外，应获得至待准备的食物的最大能量转移，由此使微波炉的微波发生器保持在允许的阻抗范围内工作。
微波炉可以包括转盘，有待准备的食物位于该转盘上。通过使该转盘旋转，获得均匀分布的食物加热。另一种类型的微波炉包括波模搅拌器以获得均匀加热。所述微波炉允许微波发生器的工作点改变，从而避免在不匹配的载荷或甚至无载荷的情况下的临界操作。
通过炉腔与波导之间的干扰的适当的尺寸和成形，获得微波发生器与炉腔之间的阻抗匹配，该波导连接微波发生器与炉腔。
已知的微波炉的缺点为由电机驱动的旋转元件是必要的，以便在不匹配的负载的情况下分别获得均匀加热、避免临界操作。
发明内容
本发明的实施例的目标是提供技术简单且廉价的装置，用于在微波发生器与炉腔之间的阻抗匹配，并且用于提高在炉腔内的微波分布。该目标是通过独立权利要求的特征来实现的。在从属权利要求中给出了多个优选实施例。若无另外明确指明，本发明的多个实施例可以彼此自由组合。
根据第一方面，披露了一种微波炉。该微波炉包括炉腔、用于产生微波的微波发生器以及用于引导这些微波至该炉腔的波导。该波导包括反射体元件，该反射体元件包括多个反射表面，该反射体元件固定安排在该波导内或者整合在该波导壁内以便将这些微波以分布式方式反射进入该炉腔。通过该反射体元件，获得这些微波的散射，由此产生不具有旋转元件的炉腔内的均匀的微波分布。此外，获得微波发生器与炉腔之间的阻抗匹配的装置。
根据实施例，这些反射表面相对于该波导的表面倾斜，该反射体元件位于该波导的表面上。这些反射表面相对于该波导的表面可以倾斜的角度在0°至90°之间，优选地在0°至60°之间，最优选地在0°至45°之间，该反射体元件位于该波导的表面上。由此，传播通过该波导的微波通过开口从该波导被反射出去进入该炉腔。甚至可以获得在该反射体元件与该波导的壁之间的多次反射，从而增强在该炉腔内的微波分布。
根据实施例，这些反射表面相对于该反射体元件的中央轴线以旋转对称方式安排。由此，获得反射体元件，其是旋转对称的并且可以放置在波导的相应部分以便增强波导与炉腔之间的耦合。此外，优化反射体元件的散射行为。
根据实施例，这些反射表面周向地安排在反射体元件处。具体地，这些反射表面可以安排在反射体元件的整个圆周处。通过波导传播的微波可以直接击中反射体元件或者可以通过波导壁反射后间接击中反射体元件。由此，安排在微波发生器的远侧的这些反射表面可以有助于反射体元件的散射效果。
根据实施例，这些反射表面包括菱形形状。根据其他实施例，这些反射表面包括三角形、矩形、梯形或多边形形状。这些反射表面的形状可以取决于波导的成形，该反射元件的位置以及对炉腔的干扰。
根据实施例，该反射体元件包括截棱锥形状或棱锥形形状。该反射体元件的底座可以是三角形、矩形、多边形等等。可替代地，该反射体元件包括截头锥体形状或棱锥形形状。这些反射表面可以安排在所述反射体元件的侧向表面处。
根据实施例，该反射体元件的边缘包括介于λ与λ/12之间的长度，其中λ为微波的波长。通过选择所述尺寸原则，分别获得进入炉腔的微波的改善的阻抗匹配和耦合。
根据实施例，该反射体元件包括多组反射表面，并且其中，每组反射表面包括相同的或不同的倾度或倾斜角。例如，该反射体元件可以包括若干行反射表面，所述行彼此上下安排。由此，获得改善的散射效果。
根据实施例，该波导包括馈入区域和耦合区域，该微波发生器安排在该馈入区域，在该耦合区域，这些微波被耦合进入该炉腔，其中，该反射体元件位于该耦合区域，并且该耦合区域可以包括可比得上或比该馈入区域更大的宽度。通过加宽在耦合区域内的波导，增强反射体元件的耦合效率和散射效果，并且甚至在插入该反射体元件时获得该波导的恒定波阻抗。
根据实施例，该波导包括馈入区域和耦合区域，该微波发生器安排在该馈入区域，在该耦合区域，这些微波被耦合进入该炉腔，其中，该耦合区域可以包括可比得上或比该馈入区域更大的高度。波导在该耦合区域内的所述更大的高度是有利的，因为可以使用具有更大体积的反射体元件以便增强散射效果。
根据实施例，该耦合区域包括杯状形状。由此，可以使用具有旋转对称形状的反射体元件，该反射体元件从该耦合区域的不同区和/或不同方向将微波反射进入该炉腔。另外，所述杯状形状是有利的，因为获得的是改善的阻抗匹配。
根据实施例，该反射体元件是由金属制成的。可替代地，该反射体元件可以由任何电磁反射材料制成。
根据实施例，该反射体元件被安排成在该炉腔的开口对面，这些微波穿过该开口被传输至该炉腔。所述开口可以在该炉腔的上壁上。通过该反射体元件，在该波导内传播的微波可以通过该开口被反射进入该炉腔。由于多个反射表面和波导的形状，这些微波可以沿不同方向反射进入该炉腔，从而获得在该炉腔内的均匀的微波分布。
根据另一方面，披露了一种用于微波炉的波导。该波导包括馈入区域和辐射区域，该馈入区域用于与微波发生器耦合，该辐射区域用于将微波发生器产生的微波耦合进入该炉腔。该波导包括反射体元件，该反射体元件包括多个反射表面，该反射体元件固定安排在该波导内或者整合在该波导壁内以便将这些微波以分布式方式反射进入该炉腔。
在本发明中使用的术语“基本上”或“大致”是指与准确值偏差+/-10％、优选地+/-5％，和/或对功能而言无关紧要的变化形式的偏差。
附图说明
从以下详细说明和附图中将容易理解本发明的这些不同方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1示出了微波炉的示意图；
图2以第一透视图的方式示出了具有反射体元件的波导；
图3以第二透视图的方式示出了具有反射体元件的波导；并且
图4示出了反射体元件的示意图。
具体实施方式
现在将参照这些附图对本发明进行更全面的描述，在附图中示出了多个示例性实施例。然而，本发明不应该被解释为局限于在此阐述的这些实施例。贯穿以下说明，当适用时，使用类似的参考数字来表示类似的元件、部件、物件或特征。
图1示出了微波炉1的示意图。微波炉1包括被适配成用于收纳待加热食物的炉腔2、被适配成用于产生微波(电磁波具有10cm-40cm的波长)的微波发生器3以及用于将微波发生器3与炉腔2耦合的波导4。波导4可以为矩形波导或发射器。微波发生器3可以由磁控管构成。
波导4可以包括将微波耦合进入的馈入区域4.1。微波发生器3产生的这些微波可以沿波导4的纵向方向L从馈入区域4.1传播至耦合区域4.2，在该耦合区域，这些微波经由腔壁上的开口2.1从波导4耦合进入炉腔2。该开口可以安排在炉腔2的上腔壁上。
为了获得在炉腔2内均匀的微波分布并且从而均匀加热待准备的食物，波导4包括反射体元件5。反射体元件5安排在距耦合区域4.2内的微波发生器3一定距离处。反射体元件5固定安排在波导4处或者是波导壁的组成部分。更详细地，反射体元件5可以直接安排在波导4的外壁处，该外壁安排在距包括开口2.1的腔壁一定距离处。反射体元件5可以包括底座表面5.1，该底座表面直接附接至波导4的壁部。根据另一实施例，反射体元件5可以由波导壁的壁部构成，即反射体元件5与波导4的壁部是一体形成的。
反射体元件5包括多个反射表面5.2，借助这些反射表面，由微波发生器3传输的微波沿多个不同方向反射。因此，这些微波被分布在不带任何移动零件或旋转零件的炉腔2内，并且获得待准备的食物的均匀加热。反射表面5.2可以相对于波导表面倾斜，反射体元件5安排在该表面上。换言之，反射表面5.2可以相对于在开口2.1对面的波导壁倾斜，对应地倾斜至反射体元件5的底座表面5.1。这些反射表面5.2的倾斜角相对于水平面可以在0°至90°的范围内。从而，沿着波导4的纵向方向L传播的微波可以被反射在这些反射表面5.2处并且可以通过开口2.1传播进入炉腔2。
图2和图3更详细地示出了包括反射体元件5的波导4。波导4可以为由金属板制成的深拉件。波导4可以包括用于将波导4连接至炉腔2的壁的外侧的凸缘。波导4在馈入区域4.1处包括开口4.3，微波发生器3的天线可以通过该开口伸入波导4。馈入区域4.1可以包括具有宽度w1和高度h1的长方体形状。馈入区域4.1可以通过过渡区域4.4与波导4的耦合区域4.2耦合。
通过过渡区域4.4，波导4可以从宽度w1加宽至宽度w2，高度从h1增加至h2，其中h2>h1并且w2>w1。换言之，耦合区域4.2包括比馈入区域4.1更大的横断面积，其中，所述横断面积垂直于波导4的纵向方向L。
耦合区域4.2可以包括杯状或基本上杯状的形状。例如，在耦合区域4.2内的波导4可以包括圆形或基本上圆形的底座4.2.1和从底座4.2.1垂直伸出的侧向表面4.2.2。根据第一实施例，反射体元件5固定安排在底座4.2.1处，其中，反射体元件5的底座表面5.1直接抵靠于底座4.2.1并且固定安排在所述底座4.2.1处。根据另一实施例，反射体元件5为波导4的组成部分，具体为底座4.2.1，例如通过深拉获得。反射体5可以同心地安排在耦合区域4.2内以便获得炉腔2的微波发生器3的阻抗的优化匹配。
如图2至4中所示，反射体元件5包括具有多个反射表面5.2的三维结构。反射体元件5可以包括相对于反射体元件5的竖直中央轴线旋转对称形状，该中央轴线被安排成垂直于底座4.2.1。这些反射表面5.2可以周向地安排在反射体元件5处，即这些反射表面5.2包括在波导4内的不同取向，从而产生微波的散射以及因此微波在炉腔2内的均匀分布。在本实施例中，反射体元件5具有截棱锥形状，该截棱锥形状具有多个梯形形状的反射表面5.2。根据另外的实施例，这些反射表面5.2可以包括三角形、矩形、多边形或菱形形状。
根据本实施例，这些反射表面5.2在反射体元件5处被安排成单行。根据其他实施例，这些反射表面5.2可以被安排成多组，其中，每组反射表面5.2被安排成不同行。这些反射表面5.2还可以具有不同的倾斜角，例如，针对每一行，倾斜角不同。取决于炉腔2和波导4的几何形状，反射表面5.2和倾斜角的数量可以变化。另外，反射体元件5和反射表面5.2的几何形状可以适配于微波发生器3产生的微波的波长。例如，尺寸l1、l2和d可以在λ与λ/12之间的范围内以便获得反射体元件的优化反射行为。
上文已经描述了所附权利要求书限定的根据本发明的微波炉和波导的实施例。这些应被视为只是非限制性的实例。如本领域技术人员所理解的，许多修改和替代实施例在本发明的范围内都是可能的。
参考号清单
1 微波炉
2 炉腔
2.1 开口
3 微波发生器
4 波导
4.1 馈入区域
4.2 耦合区域
4.2.1 底座
4.2.2 侧向表面
4.3 开口
4.4 过渡区域
5 反射体元件
5.1 底座表面
5.2 反射表面
d 宽度
h1 高度
h2 高度
l1 长度
l2 长度
L 纵向方向
w1 宽度
w2 宽度
Claims (13)
1.微波炉，该微波炉包括炉腔(2)、用于产生微波的微波发生器(3)以及用于引导这些微波至该炉腔(2)的波导(4)，其中，该波导(4)包括反射体元件(5)，该反射体元件(5)固定安排在该波导(4)内或者整合在该波导的壁内以便将这些微波以分布式方式反射进入该炉腔(2)，其中，该波导(4)包括馈入区域(4.1)和耦合区域(4.2)，
其特征在于，该耦合区域(4.2)包括杯状形状，该反射体元件(5)布置在该耦合区域(4.2)中，并且该反射体元件(5)包括多个反射表面(5.2)，所述多个反射表面(5.2)相对于该波导(4)的底座倾斜，该反射体元件(5)位于该底座上。
2.根据权利要求1所述的微波炉，其中，所述多个反射表面(5.2)相对于该反射体元件(5)的中央轴线以旋转对称的方式安排。
3.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，所述多个反射表面(5.2)周向地安排在该反射体元件(5)处。
4.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，所述多个反射表面(5.2)为菱形表面。
5.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，所述多个反射表面(5.2)包括三角形、矩形、梯形或其它多边形形状。
6.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该反射体元件(5)包括截棱锥形状或棱锥形形状。
7.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该反射体元件(5)的边缘包括介于λ与λ/12之间的长度。
8.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，所述多个反射表面(5.2)为多组反射表面(5.2)，并且其中，每组反射表面(5.2)包括一个不同的倾角。
9.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该微波发生器(3)安排在该馈入区域(4.1)，这些微波在该耦合区域(4.2)被耦合进入该炉腔(2)，其中，该耦合区域(4.2)包括比该馈入区域(4.1)更大的宽度(w2)。
10.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该微波发生器(3)安排在该馈入区域(4.1)，这些微波在该耦合区域(4.2)被耦合进入该炉腔(2)，其中，该耦合区域包括比该馈入区域(4.1)更大的高度(h2)。
11.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该反射体元件(5)由金属制成。
12.根据权利要求1或2所述的微波炉，其中，该反射体元件(5)被安排成在该炉腔(2)的开口(2.1)对面，这些微波穿过该开口被传输至该炉腔(2)。
13.用于微波炉的波导，该波导包括用于与微波发生器(3)耦合的馈入区域(4.1)以及用于将该微波发生器(3)产生的微波耦合进入该微波炉的炉腔(2)的耦合区域(4.2)，其中，该波导(4)包括反射体元件(5)，该反射体元件(5)固定安排在该波导(4)内或者整合在该波导的壁内以便将这些微波以分布式方式反射进入该炉腔(2)，其特征在于，该耦合区域(4.2)包括杯状形状，该反射体元件(5)布置在该耦合区域(4.2)中，并且该反射体元件(5)包括多个反射表面(5.2)，所述多个反射表面(5.2)相对于该波导(4)的底座倾斜，该反射体元件(5)位于该底座上。
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