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Mikrowellendurchlaufherd Die Erfindung betrifft einen Mikrowellendurchlaufherd
zum Kochen, Garen und Erwärmen von Speisen, dessen Ein- und Auslaufkanäle für das
Transportband durch mehrere jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Wänden der
Kanäle angeordnete
-Taschen als Bandsperren ausgebildet sind.
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HF-Herdanlagen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln sind in den
letzten Jahren in zunehmendem Maße bekanntgeworden. Bei ihnen wird zur Vermeidung
von HF-Verlusten und zur Vermeidung äußerer Streufelder, die zu nachhaltigen körperlichen
Schäden führen können, der Arbeits- oder Garraum, in den die HF-Energie eingespeist
wird, als ein in sich abgeschlossener, metallisch abgeschirmter Raum ausgeführt,
der nur durch entsprechende Beschikkungsöffnungen zugänglich ist.
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Derartige Herdanlagen haben den Nachteil, daß sie nur eine stoßweise
Bereitstellung an fertigen Gerichten ermöglichen. Demgegenüber erlaubt eine Herdanlage
mit kontinuierlicher Beschickung, d. h. unter Verwendung eines Transportbandes einen
wesentlich schnelleren Arbeitslauf. Eine solche Durchlaufanordnung besitzt jedoch
Ein- und Ausgangsöffnungen für das Transportband, deshalb muß hier besondere Vorsorge
getroffen werden, daß durch die Öffnungen keine HF-Verluste bzw. keine anderen Auswirkungen
wie oben beschrieben auftreten.
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Es ist bereits ein Durchlaufofen zur Behandlung technischen Gutes
bekanntgeworden, der mit Wellenlängen unter 200 m arbeitet. Auch in diesem Wellenbereich
besteht die Forderung nach Vermeidung von HF-Verlusten und Streufeldern, wobei letztere
zwar wegen des Arbeitswellenbereiches keine körperlichen Schäden verursachen, jedoch
den drahtlosen Funkdienst stören. In diesem Fall werden diese Forderungen dadurch
erfüllt, daß die Durchlaßöffnungen als rohrartige Ansätze ausgeführt sind, in denen
sich zwei Fallklappen befinden, die als sogenannte Schleusenverschlüsse elektrisch
gut leitend mit dem Gehäuse verbunden sein müssen und die das Austreten von HF-Energie
verhindern. Eine solche mechanische HF-Abdichtung ist aber besonders bei höheren
Leistungen und den damit verbundenen höheren Temperaturen der Gefahr einer Verzunderung
der Klappenscharniere ausgesetzt, was sowohl zu mechanischen als auch zu elektrischen
Störungen Veranlassung geben kann. Darüber hinaus aber ist diese Ausführung für
Herde, die der Speisenaufbereitung dienen, wenig geeignet, da die Klappen bei kontinuierlicher
Herdbeschickung über die Speisen hinweggleiten bzw. die Gefäße umwerfen würden,
ganz abgesehen davon, daß die Wirksamkeit einer solchen Klappendichtung sehr frequenzabhängig
ist.
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Weiterhin ist ein als Durchlaufofen ausgebildetes Mikrowellengerät
bekanntgeworden, dessen Ein- und Auslaufkanäle im Querschnitt ein Mehrfaches der
Betriebswellenlänge betragen und die dadurch als Bandsperren wirken, daß an zwei
gegenüberliegenden Wänden mehrere; beispielsweise drei hintereinanderliegende
-Quertaschen angeordnet sind, die durch Reflexion den Austritt von HF-Energie verhindern
sollen. Außerdem wird eventuell noch vorhandene Restenergie dadurch beseitigt, daß
die Innenwandungen der Ein- bzw. Ausgangskanäle über die gesamte Länge mit absorbierendem
Dämpfungsmaterial, wie z. B. Graphit, ausgekleidet sind.
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Zur Erzwingung bzw. Unterdrückung gewünschter oder unerwünschter Moden
wurde weiter vorgeschlagen, die Filterwände mit Schlitzen zu versehen.
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Diese Filteranordnung kann jedoch kaum Anspruch auf die angegebenen
Eigenschaften erheben, da die hintereinander angeordneten
-Taschen nicht in der Lage sind, die einzelnen Wellentypen sauber auszufiltern,
weil das Gut beim Durchlaufen durch den Garraum in den Abschnitten zwischen den
-Taschen eine Umwandlung der Schwingungstypen herbeiführen kann. Auf diese Weise
können wieder sekundäre Schwingungstypen angeregt werden, die bereits durch die
vorhergehenden
-Taschen gesperrt wurden und die dann aber ungehindert aus den Kanalöffnungen austreten
können.
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Hierzu kommt, daß die in den Filterwänden angebrachten Schlitze, die
die Querströme einzelner Schwingungstypen unterbinden sollen, völlig undefinierbare
und
vom Idealwert >;unendlich« abweichende Widerstände darstellen. Damit sind die Schlitze
nicht in der Lage, irgendwelche Ströme vollständig zu sperren. Außerdem besitzen
diese Schlitze, wenn sie sich an Stellen großer Stromdichte der Stromfäden befinden,
die Eigenschaft von Schlitzstrahlern, d. h., daß sie einen Energieanteil in den
Außenraum abstrahlen, der Gefahr für das Bedienungspersonal mit sich bringt.
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Schließlich ist noch nachteilig, daß die. Aufbringung von Dämpfungsmaterial
über die ganze Länge der Innenseite der Kanäle zur Folge hat, daß dieses in der
Nähe des Garraumes, insbesondere bei Leerlaufbetrieb großen Belastungen ausgesetzt
ist, wodurch die Gefahr des Verbrennens besteht, wenn das Dämpfungsmaterial nicht
hoch belastbar ist oder nicht ständig gekühlt wird. Weiter ist noch anzuführen,
daß die Dämpfungsschicht den Kanalquerschnitt einengt und daß an der Unterseite
der Kanäle, über die das Transportband hinweggleitet, das Aufbringen von Dämpfungsmaterial
mit Schwierigkeiten verbunden ist.
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Diese unerwünschten Eigenschaften stellen die gesamte Wirkung der
als Bandsperren ausgebildeten Ein- und Auslaufkanäle des Mikrowellenherdes entsprechend
den bekannten Einrichtungen in Frage, was auch durch Versuche bestätigt wurde.
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Alle die angeführten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch
vermieden, daß die Ein- und Auslaufkanäle aus je einem Reflexionsteil mit sechs
-Längstaschen bestehen, die sich in zwei Dreiergruppen an zwei gegenüberliegenden
Seiten symmetrisch gegenüberstehen und einer abgestimmten
-Quertasche sowie einem vom Reflexionsteil getrennten Absorptionsteil bestehen.
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Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Ein- und Auslaufkanäle
einen rechteckigen Querschnitt besitzen, der in seinen Abmessungen a und b so ausgelegt
ist, daß in ihm nur die Hl,-, H.,(1-und die H.. -Wellen wirksam sind und daß die
im Reflexionsteil angeordneten Längstaschen räumlich so angeordnet sind, daß sie
den wirksamen Querstrom der H")- und H." -Wellen unterdrücken, so daß hinter den
Taschen nur noch H2. -Wellen wirksam sind, deren Längsströme in der sich anschließenden
durch Abstimmschrauben abstimmbaren Quertasche unterbunden werden und daß die Innenwände
des Absorptionsteiles in an sich bekannter Weise zur Erhöhung der Absorptionsfähigkeit
mit einer Absorptionsmasse bestrichen sind.
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Der Aufbau des Mikrowellenherdes und die Wirkungsweise der gemäß der
Erfindung als Bandsperren ausgebildeten Ein- und Auslaufkanäle werden im folgenden
an Hand der Zeichnung erläutert: F i g. 1 zeigt schematisch den Gesamtaufbau des
Mikrowellenherdes einschließlich seiner Ein- und Austrittsöffnungen 9 und 10. Die
vom Magnetron 1 abgegebene HF-Leistung gelangt über die Koaxialleitung 2 und über
den Hohlleiterzylinder 3 in den Arbeits- oder Garraum 4. Auf dem Transportband 5,
das aus Kunststoff besteht, durchläuft der Speisebehälter G nacheinander die Eintrittsöffnung
7 sowie den als Bandsperre ausgebildeten Einlaufkanal 9 und gelangt in den Arbeits-
oder Garraum, wo die Speise unter dem Eintluß der Mikrowellenenergie gegart oder
auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Der Weitertransport erfolgt durch den
Auslaufkanal 10 zur Austrittsöffnung B.
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Die Ein- und Auslaufkanäle 9 und 10 bestehen jeweils aus dem Reflexionsteil,
das durch sechs
-Längstaschen 11 sowie die Quertasche 12 gebildet wird, und dem Absorptionsteil
13 (F i g. 2). Die Längstaschen sind derart angeordnet, daß sie sich in zwei Dreiergruppen
an zwei gegenüberliegenden Seiten symmetrisch gegenüberstehen. Die Breite a und
Höhe b der Höhlrohrkanäle sind rechteckig ausgeführt und derart dimensioniert, daß
in ihrem Querschnitt nur die H"!-, H."- und H""-Wellen wirksam sind, während die
Längstaschen 11@ so ausgelegt sind, daß sich in ihnen nur H", -Wellen ausbilden
können. Es ist Aufgabe dieser Längstaschen, in den Kanälen einen ganz bestimmten
Wellentyp zu erzwingen, was dadurch erreicht wird, daß sie an Stellen angeordnet
sind, an denen der Querstrom der HI" -Welle Null ist.
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Da an der gleichen Stelle der Querstrom der HA-und der H"- Welle einen
großen Wert erreicht, wird er durch die Längstaschen, die für die Querströme einen
unendlich großen Widerstand darstellen, unterbunden. Damit sind hinter den Längstaschen
nur noch die HI.. -Wellen wirksam.
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Die H3"-Welle erreicht anschließend die Quertasche 12, die für sie
ebenfalls
lang sind und die somit die Längsströme der H". -Welle unterbindet, was gleichbedeutend
ist mit einer Reflexion der Energie in Richtung Arbeits- bzw. Garraum.
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Zur genauen Abstimmung der Quertasche 12 auf die H...-Welle
sind auf der Tasche Abstimmschrauben 15 angeordnet.
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Da wegen mangelhafter Oberflächengüte die Reflexion der HF-Energie
im Reflexionsteil nicht vollkommen ist, ist das vom Reflexionsteil getrennte Absorptionsteil
13 vorgesehen, das die durch das Reflexionsteil hindurchgelassene Restenergie vollends
absorbiert.
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Die Absorptionsfähigkeit des Absorptionsteiles wird dadurch wesentlich
vergrößert, daß seine Innenwände mit einer Absorptionsmasse 14 bestrichen sind.