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HF-Strahlungsherd Beim HF-Strahlungsherd arbeitet man mit Betriebswellenlängen,
die im allgemeinen klein gegenüber den Abmessungen seines Garraumes sind. Sowohl
durch Reflexion der Wände als auch durch den Einfluß des eingebrachten, zu erhitzenden
Stoffes treten mehr oder weniger stark ausgeprägte Maxima bzw. Nullstellen der Feldstärke
im Garraum auf. Dies hat eine ungleichmäßige Erhitzung des eingebrachten Stoffes
zur Folge, was natürlich sehr unerwünscht ist.
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Zur gleichmäßigen Erhitzung des in den Garraum eines HF-Strahlungsherdes
eingebrachten Stoffes ist die Anwendung eines sogenannten Feldverteilungsrades bekannt,
z. B. in der Form eines vor der HF-Einstrahlungsöffnung rotierenden mechanischen
Propellers. Für den gleichen Zweck ist auch eine drehende Scheibe bekannt, auf der
der zu erhitzende Stoff angeordnet ist. Auch ist es bekannt, den zu erhitzenden
Stoff auf einer für die benutzten Wellenlängen strahlungsdurchlässigen Platte anzuordnen,
unter welcher Resonatoren bewegt oder in ihrer Abstimmung so verändert werden, daß
sie die Phase der zurückkehrenden Welle im Garraum um einen Mittelwert schwanken
lassen.
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Diese bekannten Anordnungen weisen alle den Nachteil auf, daß ein
mechanischer Bewegungsantrieb erforderlich ist. Um den mechanischen Bewegungsantrieb
zu vermeiden, ist es bekannt, die von einem einzigen HF-Generator gelieferte Strahlungsenergie
in mindestens zwei Wege gabelförmig verzweigt und an getrennten Einstrahlungsstellen
in den Hohlraum zu leiten.
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Die Erfindung, welche einen HF-Strahlungsherd betrifft, ist dadurch
gekennzeichnet, daß zum Zweck der Homogenisierung der Energieverteilung und zur
allseitig gleichmäßigen Erhitzung von Stoffen in seinem Garraum zwischen dem die
Einstrahlung der HF-Energie enthaltenden Teil und dem den zu erhitzenden Stoff enthaltenden
Teil ein z. B. flächenförmiger Körper angebracht ist, der mit mindestens zwei Öffnungen
versehen ist. Dabei kann der Körper aus leitendem Material oder aus Dielektrikum
oder sowohl aus leitendem Material als auch aus Dielektrikum bestehen.
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Als besonders vorteilhafte Durchbildung des z. B. flächenförmigen
Körpers hat sich ein metallischer Rost erwiesen, der mit einem Emailleüberzug versehen
ist. überraschenderweise hat sich bei Versuchen gezeigt, daß der Emailleüberzug
gleichzeitig als sogenannte »Grundlast« für den HF-Generator, z. B. das Magnetron,
dienen kann, d. h., bei Leerlauf, also bei Betrieb des Herdes ohne eingebrachtes
Garungsgut, wird der HF-Generator geschützt. Ein derartiger Rost kann zusätzlich
auch noch die Funktion eines weiteren Schutzes für den HF-Generator, z. B. das Magnetron,
in der Weise darstellen, daß unzulässige Werte des Stehwellenverhältnisses verhindert
werden. Die wahrscheinliche Erklärung für diese Wirkung eines derartigen z. B. rostartigen
Körpers ist in seiner Wirkung als Polarisationsgitter zu sehen. Es hat sich gezeigt,
daß durch unachtsames Einführen von Metallgegenständen (z. B. Backblech oder Metalltöpfe)
in den Garraum als Folge von Reflexionen im Garraum ein unzulässig hohes Stehwellenverhältnis
auftreten kann. Dies wird - wie experimentell ermittelt wurde - durch die erfindungsgemäße
Anordnung eines flächenförmigen, z. B. rostförmigen Körpers weitgehend verhindert.
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Es kann vorteilhaft sein, den Abstand der Roststäbe -bei einem rostförmigen
Körper in der Größenordnung von einem Viertel der Betriebswellenlänge des HF-Generators
zu wählen.
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Bei den hierzu angestellten Versuchen hat sich herausgestellt, daß
die optimale Lage des Rostes im Garraum, die am einfachsten experimentell ermittelt
wird, nicht besonders kritisch ist und daß auch die Dicke der Roststäbe, die Abmessungen
des Rostes, die Abstände der Stäbe, die Zahl der Rostöffnungen usw. in weiten Grenzen
unkritisch sind. Diese Versuche, bei denen die Gleichmäßigkeit der Feldverteilung
unter anderem mittels flacher Garungsproben geprüft wurde, ergaben eine so gute
Gleichmäßigkeit des Feldes, wie es mit den anderen hierfür bekannten Mitteln kaum
erreicht wurde.
In vielen Fällen wird eine vorteilhafte Wirkung
dadurch erzielt, daß das Dielektrikum mindestens teilweise aus Halbleitermaterial
oder mindestens teilweise aus Bariumtitanat, z. B. in keramischer Form, besteht,
das vorteilhaft Antimon oder seltene Erden als Zusätze enthält. Die vorteilhafte
Wirkung derartiger Stoffe für den genannten Anwendungszweck beruht unter anderem
darauf, daß Leitfähigkeit, Permeabilität und Dielektrizitätskonstante derartiger
Stoffe temperaturabhängig sind.
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Die Öffnungsweite der Löcher kann z. B. mindestens in einer Richtung
ungefähr ein Viertel der Wellenlänge betragen. Der Körper selbst, der mindestens
teilweise in Berührung mit der Garraumwand stehen kann, läßt sich als Rost oder
als Sieb oder auch als metallische Fläche mit z. B. runden Löchern durchbilden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der
Zeichnung erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 den (aufgeschnittenen) Garraum eines HF=-Strahlungsherdes
mit einem als Rost ausgebildeten Körper und Fig.2 einen Körper in Form eines Blechs
mit runden Öffnungen.
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In Fig. 1 ist der Garraum 1 eines HF-Strahlungsherdes mit vorn abgeschnittener
Seitenwand dargestellt. An die Einstrahlöffnung bei A ist ein Hohlleiter 2 angeschlossen,
an den das (schematisch dargestellte) Magnetron 3 angekoppelt ist. Zwischen der
Einstrahlöffnung A und dem unteren, zur Aufnahme des zu erhitzenden Stoffes vorgesehenen
Teil des Garraumes 1 ist ein Körper mit Öffnungen angebracht, der in dem in Fig.
1 dargestellten Fall als rostartiger Körper 4 durchgebildet ist und der mittels
der Distanzstücke 5 und 6 an den Wänden des Garraumes gehalten ist.
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Fig. 2 zeigt einen derartigen Körper, der aus einer Fläche 7 besteht,
welche mit kreisrunden Löchern a versehen ist.
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Es hat überraschenderweise gezeigt, daß mit derartigen, in einfacher
Weise erstellbaren Mitteln eine für viele Zwecke ausreichende Homogenisierung der
Feldverteilung im Garraum erreicht werden kann.
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Die günstigste Lage des erfindungsgemäßen Körpers im Garraum richtet
sich nach den jeweiligen baulichen Verhältnissen und läßt sich am einfachsten experimentell
ermitteln.
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Die Anbringung eines derartigen Körpers zwischen der Einstrahlstelle
und dem zur Aufnahme des zu erhitzenden Stoffes vorgesehenen Teil des Garraumes
ist auch dann vorteilhaft, wenn mehr als eine Einstrahlstelle vorgesehen ist.