CN210345566U

CN210345566U - 通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性的装置

Info

Publication number: CN210345566U
Application number: CN201920628521.XU
Authority: CN
Inventors: 栾东磊; 陈莹莹; 李立
Original assignee: Shanghai Ocean University
Current assignee: Shanghai Ocean University
Priority date: 2019-05-05
Filing date: 2019-05-05
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2029-05-05

Abstract

本实用新型属于微波炉控制技术领域，公开了一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性的装置，微波炉腔体的内部搁置有烹饪板；微波炉腔体底部安装有伸缩装置；伸缩装置上安装有金属反射板；金属反射板安装在微波炉腔体的底部或侧面金属反射板与烹饪板贴合或分离；微波炉腔体上开设有微波馈入口；微波炉腔体为圆柱形或矩形。本实用新型从原理上解决微波加热不均匀的难题，提高微波加热的均匀性；本实用新型不改变烹饪腔的尺寸，操作简单，此外还可以和现有的金属转子和转盘相结合，达到更好的加热均匀性。

Description

通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性的装置

技术领域

本实用新型属于微波炉控制技术领域，尤其涉及一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性的装置。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

随着社会的发展，快节奏的生活方式导致消费者消费习惯的逐渐变化，人们对方便食品的需求日益增加。很多消费者习惯于将食品加热后再食用。家用微波炉因其快速方便的加热方式而被广泛使用，逐渐成为二次加热的最重要方法。虽然微波炉加热速度快，但是由于微波在腔体内形成驻波导致电场在空间分布并不均匀，进而导致加热不均匀。此外微波炉内的电场分布会受到随食物的材料、大小和形状的影响。为了避免因局部过热和内部压力升高引起的爆炸，在加热食品，尤其是包装食品时必须降低功率并延长加热时间。通常需要在加热一段时间后进行搅拌或翻面以促进加热的均匀性。加热→搅拌→再加热的过程造成使用不便。

现有家用微波炉提高加热均匀性的方法有两种：转盘式微波炉持续改变食品的位置；平板式微波炉，在顶部或平板下面加了转子，通过转子持续改变微波的相位。这两种方式的实质都是通过改变食品和电场的相对位置，让微波在加热腔内的分布尽可能的混乱，让食品各处经历不同的微波场强度，从而使食品的不同部位受到相同概率的微波辐射，达到改善的微波加热的均匀性的目的。虽然两种工作方式的微波炉提高了加热的均匀性，但是实际效果并不令人满意。因为这两种方式没有从根本上解决导致微波加热不均匀的原因：驻波导致的电场分布不均匀。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中，没有从根本上解决微波加热不均匀的问题，没有改变驻波导致的电场分布不均匀问题，造成微波加热的均匀性差。

(2)此外，不管是平板微波炉还是转盘微波炉，食品都放置于微波炉的底部，靠近底部金属反射面，这将导致底部加热过快(微波源在底部时)，或者加热不足(微波源在上部时)。食品在厚度方向上的加热均匀性也收到限制，在微波炉底部设置反射面可以解决该问题。

(3)现有家用微波炉的设计是为了满足更广泛的加热应用，但是对于不同的食品其加热的速率和均匀性都有所不同。因此对于每一种食品都无法达到最优的加热效果。

解决上述技术问题的难度：家用微波炉已经广泛应用，目前的解决方法是在转盘和转子之外，在微波炉内壁上增加固定的多个不规则反射面，其原理还是增加微波的混乱程度，但是效果有限。因为微波炉一旦定型，其微波加热腔尺寸就固定了，食品的高度位置也固定了。因此其加热效果仅仅通过食品和微波相对位置的改变，程度有限。

解决上述技术问题的意义：通过调节底部，或者侧面反射面位置，可以改变微波在加热腔内的驻波位置，提高加热的均匀性。此外，对于不同的食品，可以设计反射面的位置，为其设计最适合的微波加热腔，实现微波炉通用和专用的完美结合。

解决方便食品的二次加热问题具有重要的应用意义，例如：在自动售货机上安装加热快速且均匀的专用微波炉，可以大幅改善方便食品食用的难题，提高加热的自动化程度。本实用新型拟通过改变微波的反射面位置，改变驻波的相位从而提高微波加热的均匀性。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置。

本实用新型是这样实现的，一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性的装置，设置有不同形状的微波炉腔体；

微波炉腔体的内部搁置有烹饪板；微波炉腔体底部安装有伸缩装置；伸缩装置上安装有金属反射板；金属反射板安装在微波炉腔体的底部或侧面金属反射板与烹饪板贴合或分离；

微波炉腔体上开设有微波馈入口。

进一步，微波炉腔体为圆柱形或矩形；

矩形微波炉腔体的微波馈入口安装在微波炉腔体顶部或侧面，则金属反射面装置于不同于馈入口的面上；

圆柱形微波炉腔体的微波馈入口安装在圆柱形微波炉腔体顶部，则金属反射面设置于腔体底部。

进一步，金属反射面面积与玻璃窗口或者塑料窗口面积相等。

进一步，金属反射面的移动位置距离为：0～20mm。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：

本实用新型提供了另一种提高微波加热均匀性的解决思路，主要技术特征是在微波炉烹饪腔尺寸不变的前提下，通过持续改变微波反射面的位置，进而不断改变驻波的相位，提高加热的均匀性。

本实用新型优势还有：

本实用新型从原理上解决微波加热不均匀的难题，提高微波加热的均匀性。

本实用新型不改变烹饪腔的尺寸，操作简单，此外还可以和现有的金属转子和转盘相结合，已达到更好的加热均匀性。例如在现有右侧为微波馈入口，底部加转盘的微波炉中，在其左侧(即微波馈入口的对面)增加可持续调节的反射面，可以实现该装置于转盘的结合，同理，在金属转子的微波加热腔中也可以增加该装置。

本实用新型反射面位置可以设置为持续调节，也可以设置为在某一位置固定，因此针对特定的产品可以设置不同的位置程序，从而微波炉对不同食品的私人定制，改变现有微波炉对不同食品的适应性，实现对不同产品的最优加热。

以圆柱形底面反射为例，在腔体底部设置20mm的反射面移动空间，在玻璃板上放置高40mm的食品，反射面高度为0,10,20mm时，腔体中心位置在高度位置上的电场分布如图4。该图描述了电场强度在微波腔高度方向上的变化。

可以看到当微波进入食品后电场强度减小，反射面在不同位置时，食品内部驻波的相位不同。食品内部电场强度分布如图5。该图描述了反射面在不同位置时，食品内部电场强度在厚度方向上的变化，电场强度高低代表了加热速率的高低。

可以看到反射面位置在0mm和20mm处的波腹和波节位置正好相反，其加热的冷热点位置是互补的，反射面位置在10mm处驻波的相位在这个两个之间，因此通过反射面的往复调节可以改善加热的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置中圆柱形底部反射面微波炉腔体示意图。

图2是本实用新型实施例提供的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置中距形侧面反射面微波炉腔体示意图。

图3是本实用新型实施例提供的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置中距形底部反射面微波炉腔体示意图。

图中：1、微波炉腔体；2、烹饪板；3、金属反射板；4、伸缩装置；5、微波馈入口。

图4是本实用新型实施例提供的以圆柱形底面反射为例，在腔体底部设置 20mm的反射面移动空间，在玻璃板上放置高40mm的食品，反射面高度为 0,10,20mm时，腔体中心位置在高度位置图。

图5是本实用新型实施例提供的当微波进入食品后电场强度减小，反射面在不同位置时，食品内部驻波的相位不同。食品内部电场强度分布图。

图6是本实用新型实施例提供的对于圆柱性波腔，直径为190mm，整体高度为180mm，其中反射面移动腔为20mm，食品为直径140mm，高40mm的圆形食品，其介电常数设置为54，在竖直方向上，圆形位置的电场分布图。

图7是本实用新型实施例提供的圆柱形微波炉高直径190mm高180mm其中烹饪腔160mm，反射面移动距离20mm，微波源在腔体顶部。加热直径为140mm，高40mm的食品，反射面在0mm和20mm处的电场强度纵切面图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现有技术中，没有解决微波加热不均匀的问题，没有改变驻波导致的电场分布不均匀问题。造成微波加热的均匀性差。

为解决上述问题，下面结合具体方案对本实用新型作详细描述。

如图1-图3所示，本实用新型提供一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置设置有不同形状的微波炉腔体1；

微波炉腔体的内部搁置有烹饪板2；微波炉腔体底部安装有伸缩装置4；伸缩装置上安装有金属反射板3；金属反射板安装在微波炉腔体的底部或侧面金属反射板与烹饪板贴合或分离；

微波炉腔体上开设有微波馈入口5。

微波炉腔体1为圆柱形或矩形；

矩形微波炉腔体的微波馈入口5安装在微波炉腔体顶部或侧面；则微波反射面设置在底部或者与之相对的侧面。

圆柱形微波炉腔体的微波馈入口5安装在圆柱形微波炉腔体顶部。则微波反射面设置在底部。

在本实用新型实施例中，金属反射面面积与玻璃窗口或者塑料窗口面积相等。

在本实用新型实施例中，改变的驻波位置为0-30mm。

在本实用新型实施例中，金属反射面的移动位置距离为：0～20mm。

下面结合工作原理对本实用新型作进一步描述。

家用微波炉的微波中心频率为2450MHz，其波长为122mm左右，形成的驻波波长为其一半，当其进入食品时尺寸缩小为其在空气中的

ε_r为食品的相对介电常数，其值一般在40-70直接，因此微波在食品中的波长在15-20mm之间，其驻波波长在7.5-10mm之间。在微波炉内垂直或者水平方向安装一个固定的可透过微波的玻璃窗口，在其后面设置一个深度小于20mm的空腔，空腔底部设置一个可以移动的金属反射面，金属反射面面积与玻璃窗口相等，其位置通过智能控制系统调节，可以持续的往复运动，也可以在某一区间内运动或者在某一位置静止。该设置实现在保持微波烹饪腔尺寸不变的前提下，调节微波的驻波位置，改善微波加热均匀性。

如图1、图2、图3为三种采用变尺寸波腔技术的微波炉模型，烹饪板用玻璃或者其他对微波透明的材料制作，目的将食品物料和金属反射板隔离开，防止食品物料污染金属反射板。整个腔体被烹饪板分为盛装食品的大腔和用于调节谐振腔体大小的小腔，工作时金属反射板在小腔里来回运动改变驻波模式，也可针对特定食品将金属板锁定在固定的位置产生专门的驻波模式。根据实际需要，微波炉腔体可设计成圆柱形或矩形，金属反射板可选择安装在底部或侧面，微波馈入口可安装在顶部或侧面(圆柱形腔体除外)。

下面结合使用效果对本实用新型作进一步描述。

以圆柱形底面反射为例，在腔体底部设置20mm的反射面移动空间，在玻璃板上放置高40mm的食品，反射面高度为0,10,20mm时，腔体中心位置在高度位置上的电场分布如图4。

可以看到当微波进入食品后电场强度减小，反射面在不同位置时，食品内部驻波的相位不同。食品内部电场强度分布如图5。

下面结合计算机模拟对方案效果进行进一步描述。

对于圆柱性波腔，直径为190mm，整体高度为180mm，其中反射面移动腔为 20mm，食品为直径140mm，高40mm的圆形食品，其介电常数设置为54，在竖直方向上，圆形位置的电场分布如图6。

圆柱形微波炉高直径190mm高180mm其中烹饪腔160mm，反射面移动距离 20mm，微波源在腔体顶部。加热直径为140mm，高40mm的食品，反射面在0mm 和20mm处的电场强度纵切面如图7。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置，其特征在于，所述通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置设置有不同形状的微波炉腔体；

微波炉腔体上开设有微波馈入口，反射面于微波馈入口相对或者在微波馈入口侧面。

2.如权利要求1所述的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置，其特征在于，微波炉腔体为圆柱形或矩形；

矩形微波炉腔体内，可移动的金属反射面在微波馈入口的正前方或者侧面；

圆柱形微波炉腔体内，可移动的金属反射面在腔体的顶部或者底部，视微波馈入口位置确定。

3.如权利要求1所述的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置，其特征在于，金属反射面面积与玻璃窗口或者塑料窗口面积相等。

4.如权利要求1所述的通过持续调节反射面位置提高微波炉加热均匀性装置，其特征在于，金属反射面的移动位置距离为：0～20mm。