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Die Erfindung betrifft ein Gargerät, umfassend einen Garraum zur Wärmebehandlung eines Garguts mit Mikrowellen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Derartige Gargeräte, umfassend mindestens einen Mikrowellenerzeuger zur Erzeugung von Mikrowellen, einen Garraum zur Wärmebehandlung eines Garguts mit diesen Mikrowellen, mindestens einen mit dem Mikrowellenerzeuger und dem Garraum elektrisch leitend verbundenen Hohlleiter zur Leitung der erzeugten Mikrowellen von dem Mikrowellenerzeuger in den Garraum und eine Elektronik mit einer Steuerung zur Ansteuerung des Mikrowellenerzeugers zur Erzeugung der Mikrowellen, wobei der Hohlleiter eine elektrisch leitfähige Seitenwand, einen dem Garraum zugewandten und für die Mikrowellen durchlässigen Boden, z.B. aus Glimmer, Keramik oder weiteren nicht-metallischen Werkstoffen, sowie einen gegenüber dem Boden angeordneten und für die Mikrowellen undurchlässigen Deckel aufweist, sind aus dem Stand der Technik in einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Ausführungsformen bereits vorbekannt.
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Aus der
DE 26 16 015 A1 ist ein Backofen mit einem Backraum bekannt, der sowohl durch eine Umluftheizung beheizbar als auch durch einen Mikrowellengenerator mit Mikrowellen beschickbar ist. Ein Hohlleiter ist gegenüber dem Backraum möglichst luftdicht und mikrowellendurchlässig abgeschlossen. Er weist luftdurchlässige Wandungen auf, durch die ein Gebläse Kühlluft fördert. Dazu ist der Hohlleiter mit Löchern in seinen Seitenwänden versehen. Eine ähnliche Anordnung ist bei einem Kochgerät mit einer Mikrowellenheizeinrichtung gemäß der
EP 2 597 930 A1 bekannt.
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Die
US 4 507 529 A offenbart einen Mikrowellenofen, mit einem Garraum, dem von einem Magnetron über einen Hohleiter Mikrowellen zugeleitet werden. Gleichzeitig dient der Hohlleiter zur Leitung von Kühlluft.
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Aus der
DE 196 26 512 B4 ist ein Durchlauf-Mikrowellenofen für Backwaren bekannt, bei dem eine Mikrowellenvorrichtung einen mit Kühlluft kühlbaren Mikrowellengenerator umfasst. Dessen Sendeantenne ist in einem Hohlleiter angeordnet, welcher die von der Sendeantenne ausgesandten Mikrowellen zu einer Abstrahlöffnung leitet. In dem Hohlleiter sind Durchbrüche angeordnet, über die die Kühlluft einleitbar und aus der Abstrahlöffnung ausleitbar ist.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Gargerät, umfassend einen Garraum zur Wärmebehandlung eines Garguts mit Mikrowellen, zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Boden für Luft undurchlässig ist, dass der Mikrowellenerzeuger im Bereich des Deckels mit dem Hohlleiter in Mikrowellenübertragungsverbindung steht und, dass in der Seitenwand eine Mehrzahl von Kühllöchern derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Seitenwand mittels der Kühllöcher für Luft durchlässig und für Mikrowellen im Wesentlichen undurchlässig ist. Der Hohlleiter ist mittels einer Kühlvorrichtung des Gargeräts aktiv kühlbar, wobei die Kühlvorrichtung ein Kühlgebläse und einen mit der Elektronik des Gargeräts in Wärmeleitungsverbindung stehenden Kühlkörper aufweist. Der Hohlleiter und der Kühlkörper sind derart in einem in Strömungsrichtung hinter dem Kühlgebläse angeordneten Kühlkanal zur Führung des Kühlfluidstroms angeordnet, dass das Kühlfluid bei einer Durchströmung des Kühlkanals in Wärmeübertragungskontakt mit einer aus dem Hohlleiter und dem Kühlkörper gebildeten Wärmequelle gelangt. Hierdurch ist der gesamte Kühlfluidstrom für die Kühlung des Hohlleiters und für die indirekte Kühlung der Elektronik mittels des Kühlkörpers nutzbar gemacht.
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Das Gargerät kann dabei als ein Mikrowellengargerät oder als ein Kombinationsgerät mit mehreren Beheizungsarten für den Garraum des Gargeräts ausgebildet sein. Der mindestens eine Mikrowellenerzeuger ist ebenfalls in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar und kann beispielsweise als ein Magnetron oder auf Halbleitertechnik basierend ausgebildet sein. Die Ausbildung des Hohlleiters und dessen elektrisch leitende Anbindung an den Garraum des Gargeräts sorgt zum einen für eine möglichst reflexionsfreie und damit verlustfreie Einkopplung der in dem Mikrowellenerzeuger erzeugten Mikrowellen in den Garraum. Zum anderen sind elektrisch leitende Materialien und elektrisch leitende Verbindungen üblicherweise auch gute Wärmeleiter. Entsprechend besteht bei derartigen Gargeräten die Gefahr, dass mittels des Hohlleiters ein zu großer Wärmeeintrag von dem Garraum in eine Elektronik des Gargeräts erfolgt. Die vorgenannte Temperaturproblematik liegt insbesondere bei als Kombinationsgeräte ausgebildeten Gargeräten vor, die neben der Mikrowellenbeheizung beispielsweise auch Strahlungsheizkörper zur Beheizung des Garraums aufweisen. Eine besondere Herausforderung in dieser Hinsicht stellen Pyrolysegeräte dar, bei denen der Garraum im Pyrolysebetrieb Temperaturen von um die 400°C oder höher aufweist. Die mit der letztgenannten Mikrowellenerzeugungstechnik ausgebildeten Gargeräte werden auch als Solid-State-Geräte bezeichnet. Bei dieser Art von Mikrowellenerzeugung ist die Temperaturempfindlichkeit der elektronischen Bauteile, nämlich der elektronischen Bauteile des Mikrowellenerzeugers, ungleich größer als bei der älteren Magnetron-Technik. Entsprechend verschärft sich hier die vorgenannte Problematik des Wärmeintrags mittels des Hohlleiters. Ferner kann das erfindungsgemäße Gargerät sowohl als ein Haushaltsgerät wie auch als ein für den professionellen Einsatz geeignetes gewerbliches Gerät ausgebildet sein. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Der mit der Erfindung erreichbare Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein Gargerät, umfassend einen Garraum zur Wärmebehandlung eines Garguts mit Mikrowellen, und ein Hohlleiter für ein Gargerät verbessert sind. Insbesondere leisten das erfindungsgemäße Gargerät und der erfindungsgemäße Hohlleiter für ein Gargerät hinsichtlich der oben erläuterten Problematik Abhilfe. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gargeräts und des Hohlleiters kann zum einen in dem Hohlleiter erwärmte Luft aus dem Hohlleiter nach Außen entweichen. Zum anderen ermöglichen die Kühllöcher in den Seitenwänden eine Durchströmung des Hohlleiters mit kühlerer Luft aus der Umgebung des Hohlleiters und/oder einem Kühlfluid, so dass eine Wärmeabgabe von dem Hohlleiter an dessen Umgebung wesentlich verbessert ist. Dies auch deshalb, weil für die Wärmeübertragung von dem Hohlleiter an die den Hohlleiter umgebende Luft und/oder das Kühlfluid nicht lediglich eine der Umgebung des Hohlleiters zugewandte äußere Oberfläche des Hohlleiters, sondern auch eine dem freien Hohlraum zugewandte innere Oberfläche des Hohlleiters für die Wärmeübertragung von dem Hohlleiter an die Umgebung nutzbar ist. Darüber hinaus verringern die Kühllöcher den für die Wärmeleitung von dem mit dem Garraum wärmeleitend verbundenen Boden des Hohlleiters bis zu dem Deckel des Hohlleiters, in dessen Bereich der Mikrowellenerzeuger mit dem Hohlleiter in Mikrowellenübertragungsverbindung steht, zur Verfügung stehenden Wärmeleitungsquerschnitt des Hohlleiters.
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Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Gargerät nach Art, Funktionsweise, Material und Dimensionierung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass die Seitenwand mindestens ein Wandsegment umfasst, wobei mindestens eines des mindestens einen die Kühllöcher aufweisenden Wandsegments quer zu einer Strömungsrichtung eines von der Kühlvorrichtung erzeugten Kühlfluidstroms eines Kühlfluids angeordnet ist, bevorzugt, dass mindestens zwei einander gegenüberliegend angeordnete Wandsegmente, die Kühllöcher aufweisen, quer zu der Strömungsrichtung des Kühlfluidstroms angeordnet sind. Hierdurch ist die Kühlung des Hohlleiters wesentlich verbessert.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass der Kühlkörper quer zur Strömungsrichtung des Kühlfluidstroms angeordnet ist, besonders bevorzugt, dass der Kühlkörper in Strömungsrichtung verlaufende Kühlrippen aufweist. Auf diese Weise ist der Schutz der Elektronik des Gargeräts vor einem für die Funktion und/oder die Lebensdauer der Elektronik zu hohen Wärmeeintrag in die Elektronik weiter verbessert. Ferner ist hiermit neben der Verringerung des Wärmeeintrags von dem Hohlleiter in die Elektronik auch eine aktive Kühlung der Elektronik mittels des Kühlkörpers ermöglicht. Dies gilt besonders für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung und insbesondere für die besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass in dem Kühlkanal mindestens ein Strömungsleitmittel derart angeordnet ist, dass das Kühlfluid in vorher festgelegter Weise auf den Hohlleiter und auf den Kühlkörper verteilbar ist. Darüber hinaus ist es mittels der bevorzugten Ausführungsform dieser Weiterbildung möglich, den Kühlfluidstrom in gewünschter Weise und je nach den Erfordernissen des Einzelfalls zwischen dem Hohlleiter und dem Kühlkörper aufzuteilen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass das Gargerät eine Mehrzahl von Hohlleitern aufweist, wobei die Hohlleiter zueinander als Gleichteile ausgebildet sind. Auf diese Weise ist die Einkopplung von mittels des mindestens einen Mikrowellenerzeugers erzeugten Mikrowellen in den Garraum des Gargeräts wesentlich verbessert.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass mindestens zwei einander gegenüberliegend angeordnete Wandsegmente Kühllöcher aufweisen. Auf diese Weise ist eine Durchspülung des Hohlleiters mit kühler Luft aus der Umgebung des Hohlleiters und/oder eines Kühlfluids weiter verbessert.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts sieht vor, dass die Kühllöcher als kreisrunde Kühllöcher ausgebildet sind, wobei die Kühllöcher einen Durchmesser von kleiner oder gleich 3 mm aufweisen. Hierdurch ist zum einen eine gute Durchströmung der einzelnen Kühllöcher und zum anderen eine Mikrowellendichtigkeit der Seitenwand des Hohlleiters, trotz der Kühllöcher, ermöglicht.
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Ferner sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gargeräts vor, dass die Seitenwand des Hohlleiters als ein einstückiges Biegeteil, bevorzugt als ein einstückiges Biege-Stanz-Teil, ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Hohlleiter auf konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfache Art realisierbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gargeräts mit dem erfindungsgemäßen Hohlleiter in einer teilweisen, geschnittenen Frontalansicht,
- 2 das Ausführungsbeispiel in einer teilweisen Seitenansicht,
- 3 das Ausführungsbeispiel in einer teilweisen, geschnittenen Draufsicht und
- 4 einer der beiden Hohlleiter des Ausführungsbeispiels in einer teilweisen, perspektivischen Einzeldarstellung.
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In den 1 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gargeräts mit dem erfindungsgemäßen Hohlleiter rein exemplarisch dargestellt.
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Das als Kombinationsgerät ausgebildete Gargerät 2 umfasst mindestens einen Mikrowellenerzeuger 4 zur Erzeugung von nicht dargestellten Mikrowellen, einen Garraum 6 zur Wärmebehandlung eines nicht dargestellten Garguts mit diesen Mikrowellen, zwei mit dem Mikrowellenerzeuger 4 und dem Garraum 6 elektrisch leitend verbundene Hohlleiter 8 zur Leitung der erzeugten Mikrowellen von dem Mikrowellenerzeuger 4 in den Garraum 6 und eine Elektronik 10 mit einer Steuerung zur Ansteuerung des Mikrowellenerzeugers 4 zur Erzeugung der Mikrowellen, wobei der jeweilige Hohlleiter 8 eine elektrisch leitfähige Seitenwand 12, einen dem Garraum 6 zugewandten und für die Mikrowellen durchlässigen Boden 14 sowie einen gegenüber dem Boden 14 angeordneten und für die Mikrowellen undurchlässigen Deckel 16 aufweist. Ferner weist das als Kombinationsgerät ausgebildete Gargerät 2 zusätzlich zu der Beheizung mittels der Mikrowellen, also der Mikrowellenbeheizung, zwei Strahlungsheizkörper 18, 19 auf. Wie aus der 1 ersichtlich ist, sind sowohl die Hohlleiter 8 wie auch der Strahlungsheizkörper 18 jeweils an einer Garraumdecke 20 des Garraums 6 angeordnet, wobei die Hohlleiter 8 auf der dem Garraum 6 abgewandten Seite und der Strahlungsheizkörper 18 auf der dem Garraum 6 zugewandten Seite der Garraumdecke 20 angeordnet sind. Der Mikrowellenerzeuger 4 basiert auf der Halbleitertechnik, so dass das Gargerät 2 als ein sogenanntes Solid-State-Gerät ausgebildet ist.
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Die beiden Hohlleiter 8 sind zueinander als Gleichteile, also baugleich, ausgebildet. Einer der beiden Hohlleiter 8, nämlich der in der Bildebene der 3 oben angeordnete Hohlleiter 8, ist in der 4 in einer Einzeldarstellung exemplarisch für beide Hohlleiter 8 teilweise dargestellt.
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Der Boden 14 des jeweiligen Hohlleiters 8 ist als sogenannte Glimmerplatte ausgebildet und für Luft undurchlässig. Der Mikrowellenerzeuger 4 steht im Bereich des Deckels 16 mit dem jeweiligen Hohlleiter 8 in Mikrowellenübertragungsverbindung. In der Seitenwand 12 des jeweiligen Hohlleiters 8 ist eine Mehrzahl von Kühllöchern 22 derart ausgebildet und angeordnet, dass die Seitenwand 12 mittels der Kühllöcher 22 für Luft durchlässig und für Mikrowellen im Wesentlichen undurchlässig ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühllöcher 22 jeweils kreisförmig ausgebildet, wobei jedes der Kühllöcher 22 einen Durchmesser von 3 mm aufweist. Die Seitenwand 12 weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Wandsegmente 24, 26 auf, wobei lediglich die Wandsegmente 26 Kühllöcher 22 aufweisen. Die Kühllöcher 22 des jeweiligen Hohlleiters 8 nehmen mindestens ein Drittel einer Oberfläche des die Kühllöcher 22 aufweisenden Wandsegments 26 ein. Die beiden Hohlleiter 8 sind hier jeweils als ein Biege-Stanz-Teil ausgebildet und damit auf fertigungstechnisch einfache Weise realisierbar.
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Der jeweilige Hohlleiter 8 ist mittels einer Kühlvorrichtung 28 des Gargeräts 2 aktiv kühlbar. Nämlich derart, dass der in der Bildebene der 3 oben angeordnete Hohlleiter 8 mit dessen Wandsegmenten 26 quer zu einer Strömungsrichtung eines von der Kühlvorrichtung 28 erzeugten Kühlfluidstroms 30 eines Kühlfluids angeordnet ist, wobei die einander gegenüberliegend angeordneten Wandsegmente 26 mit den Kühllöchern 22 quer zu der Strömungsrichtung des Kühlfluidstroms angeordnet sind. Die Strömungsrichtung und der Kühlfluidstrom sind in den 3 und 4 durch Strömungspfeile 30 symbolisiert.
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Das Kühlfluid ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühlluft ausgebildet, die mittels eines Kühlgebläses 32 der Kühlvorrichtung 28 durch einen Kühlkanal 34 förderbar ist. Ferner weist die Kühlvorrichtung 28 einen mit einem zu kühlenden Bauteil des Gargeräts 2, nämlich der Elektronik 10, in Wärmeleitungsverbindung stehenden Kühlkörper 36 auf, wobei der Kühlkörper 36 quer zur Strömungsrichtung 30 des Kühlfluidstroms angeordnet ist, und wobei der Kühlkörper 36 in Strömungsrichtung 30 verlaufende Kühlrippen 38 aufweist. Siehe hierzu die 1 bis 3.
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Wie aus den 1 bis 3 ferner ersichtlich ist, ist der in der Bildebene der 3 unten dargestellte Hohlleiter 8 zu dem oben dargestellten Hohlleiter 8 um 90° gedreht in dem Kühlkanal 34 angeordnet, nämlich, dass die Wandsegmente 24 quer zur Strömungsrichtung 30 verlaufen.
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Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, sind die beiden Hohlleiter 8 und der Kühlkörper 36 derart in dem in Strömungsrichtung 30 hinter dem Kühlgebläse 32 angeordneten Kühlkanal 34 zur Führung des Kühlfluidstroms angeordnet, dass das Kühlfluid bei einer Durchströmung des Kühlkanals 34 im Wesentlichen vollständig in Wärmeübertragungskontakt mit einer aus den beiden Hohlleitern 8 und dem Kühlkörper 36 gebildeten Wärmequelle gelangt, wobei in dem Kühlkanal 34 ein Strömungsleitmittel 40 derart angeordnet ist, dass das Kühlfluid in vorher festgelegter Weise auf die beiden Hohlleiter 8 und auf den Kühlkörper 36 verteilbar ist.
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Im Nachfolgenden werden die Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Gargeräts und des erfindungsgemäßen Hohlleiters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der 1 bis 4 näher erläutert.
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In einem Betrieb des Gargeräts 2, in dem der Garraum 6 mit in dem Mikrowellenerzeuger 4 erzeugten Mikrowellen beheizt wird, werden die in dem Mikrowellenerzeuger 4 erzeugten Mikrowellen mittels der beiden Hohlleiter 8 in den Garraum 6 eingekoppelt.
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Aufgrund der Erwärmung des Garraums 6, beispielsweise durch die Erwärmung des nicht dargestellten und in dem Garraum 6 befindlichen Garguts mittels der vorgenannten Mikrowellen und/oder mittels der in dem Garraum 6 angeordneten Strahlungsheizkörper 18, 19, wird Wärme aus dem Garraum 6 unter anderem mittels der Hohlleiter 8 beispielsweise in Richtung des Mikrowellenerzeugers 4, nämlich der Elektronik 10, weitergeleitet, so dass sich die Elektronik 10 unter anderem wegen der Wärmeleitung durch die beiden Hohlleiter 8 mit der Zeit erwärmt.
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Um diese Erwärmung aufgrund der Wärmeleitung durch die beiden Hohlleiter 8 möglichst gering zu halten, weisen die Hohlleiter 8 jeweils die oben erläuterte Ausbildung auf. Zum einen sorgt der als sogenannte Glimmerplatte ausgebildete Boden 14 des jeweiligen Hohlleiters 8 dafür, dass in dem jeweiligen Hohlleiter 8 kein Kamineffekt entsteht. Zum anderen sorgen die Kühllöcher 22 für eine passive und eine aktive Abkühlung des jeweiligen Hohlleiters 8, da mittels der Kühllöcher 22 erwärmte Luft aus dem jeweiligen Hohlleiter 8 an die Umgebung dieses Hohlleiters 8 abgegeben werden kann und der jeweilige Hohlleiter 8 darüber hinaus von mittels des Kühlgebläses 32 durch den Kühlkanal 34 geförderter Kühlluft durchströmt werden kann. Die letztgenannte aktive Abkühlung des jeweiligen Hohlleiters 8 ist bei dem in der Bildebene der 3 oben dargestellten Hohlleiter 8 größer als bei dem in der Bildebene der 3 unten dargestellten Hohlleiter 8, da die Wandsegmente 26 mit den Kühllöchern 22 bei dem oben dargestellten Hohlleiter 8 quer zur Strömungsrichtung 30 der Kühlluft in dem Kühlkanal 34 angeordnet sind. Ferner wird die Elektronik 10 mittels des Kühlkörpers 36 selbst aktiv gekühlt, da die in dem Kühlkanal 34 strömende Kühlluft auch den Kühlkörper 36 mit den Kühlrippen 38 überströmt. Die Aufteilung der von dem Kühlgebläse 32 durch den Kühlkanal 34 geförderten Kühlluft einerseits auf die beiden Hohlleiter 8 und andererseits auf den Kühlkörper 36 erfolgt in vorher festgelegter Weise mittels des Strömungsleitmittels 40. Siehe hierzu die 3.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gargeräts und des erfindungsgemäßen Hohlleiters beschränkt. Siehe hierzu beispielsweise die Ausführungen in der Beschreibungseinleitung.