DE2144548C3

DE2144548C3 - Mikrowellenherd

Info

Publication number: DE2144548C3
Application number: DE2144548A
Authority: DE
Inventors: Duane Buford Edina Minn. Haagensen (V.St.A.)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-09-09
Filing date: 1971-09-06
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE2144548A1; NL7112263A; NL161961C; NL161961B; JPS5145341B1; GB1368105A; DE2144548B2; FR2107439A5; US3629537A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellenherd mit einer Abdichtung der Tür gegen Austritt von Mikrowellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Mikrowellenherd dieser Art ist aus dem DE-GM 1 800 318 bekannt. Bei diesem Mikrowellenherd ist bei geschlossener Tür ein erhabener Rahmen der Heizkammer in einer entsprechenden Ausnehmung in der Tür unter Bildung abgestimmter Luftspalte aufgenommen. Hierbei ist jedoch die Abstrahlung elektromagnetischer Wellenenergie über die Abdichtung zwischen Tür und Heizkammerrahmen relativ hoch.

Ferner sind weitere Mikrowellenherde r»iit Abdichtungen der Tür gegen Austritt von Mikrowellen bekannt, bei denen abgestimmte Luftspalte zur Abdichtung herangezogen sind, die beispielsweise bei den Mikrowellenherden gemäß der DE-AS 1086 365 oder der FR-PS 1312 486 zwischen einer Stirnwand des Heizkammerrahmens und der Tür oder gemäß der US-PS 3249731 zwischen einer Seitenwand des Heizkammerrahmens und einer Seitenwand der Tür sowie in Fortsetzung dazu in der Tür selbst liegen. Auch bei diesen bekannten Mikrowellenherden ist die Abstrahlung eleketromagnetischer Wellenenergie durch die Abdichtung zwischen Tür und Heizkammerrahmen hindurch verhältnismäßig hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Mikrowellenherd gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Abdichtung der Tür gegen Austritt von Mikrowellen zu verbessern und damit die Abstrahlung elektromagnetischer Wellenenergie zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.

Bei dieser Ausbildung der Abdichtung des Mikrowellenherds nehmen die Wellenfilter für elektromagnetische Wellen, die als Hohlraumfilter ausgebildet sind, über ihre Öffnungen die Mikrowellenenergie aus den Luftspalten in der Weise auf, daß die Abstrahlung S aus dem Mikrowellenherd stark verringert ist und damit die Abdichtung wesentlich verbessert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Mikrowellenherds sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 aufgeführt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des Mikrowellenherdes mit einer Türdichtung,

Fig. 2 eine andere schaubildliche Ansicht des Herds nach Fig. 1, wobei die Tür geöffnet ist,

Fig. 3 einen Senkrechtschnitt des Viikrowellenherds nach Linie HI-III in Fig. 1 zur Veranschauli- ao chung der Türdichtung,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt aus Fig. 3 zur Veranschaulichung von Einzelheiten der Türdichtung,

Fig. S einen Teilschnitt eines abgeänderten Heiz- aj raumaufbaus in Verbindung mit einer Tür, die mit einer Türdichtung versehen ist,

Fig. 6 einen senkrechten Teilschnitt zur Veranschaulichung eines ersten Filterhohlraums, der in der Wand eines Außengehäuses anstatt in der Tür vorgesehen ist,

Fig. 7 einen senkrechten Teilschnitt eines ersten Filterhohlraums, der einen Materialblock zum Dämpfen von Mikrowellenenergie während des lastfreien Betriebs des Mikrowellenherds enthält,

Fig. 8 eine Oberansicht einer /weiten Ausführungsform des Mikrowellenherds mit einem schrägen Heizraumrahmen und geöffneter Tür,

Fig. 9 einen senkrechten Schnitt des in Fig. 8 dargestellten Herds mit geschlossener Tür, und

Fig. 10 einen senkrechten Teilschnitt des Herds nach Fig. 9 zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Stellungen der Tür beim Öffnen derselben.

Der in Fig. 1 dargestellte Mikrowellenherd 10 hat ein Außengehäuse 12, das eine Heizkammer 14 und eine Energiequelle 16 enthält, die mit einem Wellenleiter 18 verbunden ist zum Zuführen elektromagnetischer Wellenenergie zur Heizkammer 14 zum Erhitzen eines (nicht gezeigten) Produkts, das sich in der Heizkammer 14 befindet. Eine Tür 20 hat einen Griff so 22 zum öffnen der Heizkammer 14. Ist die Tür 20 geschlossen, begrenzt eine Türdichtung 24 die Menge elektromagnetischer Wellenenergie, die aus der Heizkarmmer 14 entweicht, wenn das Produkt erhitzt wird. Die Tür hat eine Vorderfläche 26, die ein Beobachtungsfenster 28 einrahmt, das so gelocht ist, daß die Ausstrahlung elektromagnetischer Energie auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist, und das die Beobachtung des Produkts beim Erhitzen erlaubt.

Die Breite 30 der Vorderfläche 26 ist möglichst to klein, so daß das Beobachtungsfenster 28 für eine gegebene Gesamthöhe 32 und Gesamtbreite 34 der Tür 20 eine Maximalfläche hat. Die Türdichtung 24 ist unter Aufrechterhalten einer maximalen Tiefe der Heizkammer 36 gestaltet (Fig. 3). c_s

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform des Herds mit dem Außengehäuse 12 und der darin befindlichen Heizkammer 14 gezeigt. Die Tür 20 ist in Offenstellung gezeigt, um eine Zugangsöffnung 38 an einer Seite des Außengehäuses 12 zu zeigen. Die Zugangsöffnung 38 erlaubt den Zugang zur Heizkammer 14 zum Einsetzen von (nicht gezeigten) Produkten in die Heizkammer 14.

Die Tür 20 hat eine Innenwand 40 (Fig. 2 und 3). Der Rand 42 der Innenwand 40 der Tür 20 steht von den Seitenwänden 44 des Außengehäuses 12 um einen gewählten Spalt 46 ab. Die Türdichtung 24 gegen elektromagnetische Wellenenergie-Abstrahlung ist zur Begrenzung der Energiemenge vorgesehen, die durch den Spalt 46 und aus dem Ofen 10 entweicht, wenn die Tür 20 geschlossen und die Energiequelle angeschaltet ist. Die Türdichtung 24 hat einen ersten Abschnitt 48 einer als Luftspalt ausgebildeten biplanaren Übertragungsleitung 50, deren heizraumseitiges Ende 52 dem Rand 42 der Innenwand 40 benachbart ist. Der erste Abschnitt 48 führt aus der Heizkammer 14 heraus und speist einen zweiten Abschnitt 54 der Übertragungsleitung 50. Der zweite Abschnitt 54 verläuft längs eines Heizkammerrahmens 56 des Gehäuses in einer anderen Ebene als der erste Abschnitt 48, so daß die Übertragungsleitung 50 biplanar ist.

Die Türdichtung 24 hat ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Wellenfilter 58 bzw. 60, die längs der biplanaren Übertragungsleitung 50 derart angeordnet sind, daß an deren heizraumseitigem Ende 52 eine niedrige elektrische Impedanz erscheint. Im Einzelnen ist eine erste öffnung 62 im ersten Abschnitt 48 der Übertragungsleitung 50 in einem ersten Abstand 64 von weniger als einer Viertelwellenlänge vom heizraumseitigen Ende 52 vorgesehen, wogegen eine zweite öffnung 66 im zweiten Abschnitt 54 der Übertragungsleitung 50 in einem zweiten Abstand 68 vorgesehen ist, der einer ungeradzahligen Anzahl von Viertelwellenlängen vom heizraumseitigen Ende entspricht. In dem ersten Filter 58 ist eine Trennwand 70 vorgesehen, die darin eine gewählte elektrische Weglänge 72 für die elektromagnetischen Wellen bildet, die von der ersten öffnung 62 zu einer Abschlußfläche 74 des ersten Wellenfilters 58 verläuft, so daß die Summe des ersten Abstandes 64 vom heizraumseitigen Ende 52 zur ersten öffnung 62 plus der gewählten elektrischen Weglänge 72 etwa gleich einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge ist. In einer Ausführungsform des Herds ist der zweite Abstand 68 vom heizraumseitigen Ende 52 zur zweiten öffnung 66 etwa gleich einer Viertelwellenlänge, und der Gesamtabstand vom heizraumseitigen Ende 52 zu der Abschlußfläche 74 des ersten Filters 58 ist ungefähr gleich einer Wellenlänge.

Das Außengehäuse 12 hat eine innere Rückwand 76 (Fig. 2 bis 4) und vier innere Seitenwände 44, die sich von der Rückwand 76 nach vorn erstrecken. Die obere Seitenwand kann als Oberwand 78 und die untere Seitenwand als Bodenwand 80 bezeichnet werden. Die Seitenwände 44 und die Rückwand 76 bilden die Heizkammer.

Jede Seitenwand 44 erstreckt sich von der Rückwand 76 nach vorn bis zu einem Abschluß 82, der einen Rand 84 der Zugangsöffnung 38 bildet. Die in Fig. 2 gezeigte gestrichelte Linie 86 definiert einen äußeren Abschnitt 88 jeder Seitenwand 44, der sich von dem Abschluß 82 um eine gewählte Strecke 90 nach hinten erstreckt.

Das Außengehäuse 12 muß nicht unbedingt ebene Wände haben, sondern kann aus einer oder mehreren

gebogenen Wänden gebildet sein. Außerdem kann die Türdichtung in Verbindung mit einem Gehäuse 92 genutzt werden, das einen Einzelwandaufbau hat (Fig. 5). Dort bilden eine Rückwand 94 und Seitenwände 96 eine Heizkammer 98. Vordere Enden 100 der Seitenwände 96 haben einen Heizkammerrahmen 102, der mit einer rücklaufenden Lippe 104 versehen ist, die sich zurück in die Heizkammer 98 erstreckt. Eine Innenfläche 106 der Lippe 104 bildet den Rand einer Zugangsöffnung 108 und entspricht dem äußeren Abschnitt 88 der Seitenwände 44 nach Fig. 2.

Die Tür 20 ist an einem Gelenk 110 längs eines unteren Abschnitts 112 des Außengehäuses 12 angelenkt. Alternativ kann die Tür 20 derart an dem Außengehäuse 12 angebracht sein, daßsie sich statt auf einem gebogenen Weg auf einem geraden Weg von dem Heizkammerrahmen 56 wegbewegt.

Nach Einsetzen eines Produktes in die Heizkammer 14 wird die Tür 20 auf dem Gelenk 110 im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 3 und 4 gezeigte Schließstellung gedreht. Die Innenwand 40 (Fig. 4) wird bei geschlossener Tür 20 in der Heizkammer 14 aufgenommen und deckt die Zugangsöffnung 38 (Fig. 2 und Fig. 4). Die mittlere Fläche der Innenwand 40 der Tür 20 ist in bekannter Weise mit vielen zylindrischen Öffnungen mit kleinem Durchmesser versehen, die als Beobachtungsfenster 28 eine Sichtbeobachtung des Produktes in der Heizkammer 14 ermöglichen, ohne mehr als eine sehr geringe Menge elektromagnetischer Energie aus der Heizkammer 14 entweichen zu lassen.

Ist die Tür 20 geschlossen, so erstreckt sich die Innenwand 40 über die Zugangsöffnung 38 und schließt diese mit Ausnahme des Spalts 46 (Fig. 4). Da die Türdichtung 24 am heizraumseitigen Ende 52 der Übertragungsleitung 50 eine niedrige elektrische Impedanzerscheinen läßt, ist die Menge elektromagnetischer Strahlung, die über die Übertragungsleitung 50 aus dem Herd 10 heraus übertragen wird, kleiner als ein Maximalwert von 1,0 Milliwatt pro cm², der gemäß vorgeschlagenen Strahlungsstandardwerten erlaubt ist.

Die biplanare Übertragungsleitung 50 hat ein erstes Element 116, das parallel zum äußeren Abschnitt 88 der Seitenwand 44 verläuft und sich davon um die Weite des Spalts 46 in Abstand befindet. Die ersten Elemente 116 ragen aus der Heizkammer 14 heraus und verlaufen hinter der Ebene 118 des Heizkammerrahmens 56 um eine Größe, die gleich der Weite des Spalts 46 ist, worauf jedes erste Element 116 ein zweites Element 120 schneidet. Jedes zweite Element 120 verläuft parallel und überlappend mit dem Heizkammerrahmen 56.

Die ersten Elemente 116 (Fig. 4) und die Abschnitte 88 der gegenüberliegenden Seitenwand 44 bilden den ersten Abschnitt 48 der Übertragungsleitung 50 mit einer Weite, die dem Spalt 46 entspricht. Der erste Abschnitt 48 geht von jeder Seite der Innenwand 40 der Tür 20 aus und hat eine vom heizraumseitigen Ende 52 der Übertragungsleitung 50 gemessene Länge, die kleiner als ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge ist.

Jedes zweite Element 120 und der dadurch überlappte Querschnitt des Heizkammerrahmens 56 bilden den zweiten Abschnitt 54 der Übertragungsleitung 50. Wie Fig. 4 zeigt, verlaufen der erste und der /weite Abschnitt 48 bzw. 54 der Übertragungsleitung 50 in verschiedenen Ebenen. Die biplanare Anordnung ermöglicht es. dall die Breite 122 und die Höhe 124 (Fig. 2) der Zugangsöffnung 38 für eine gegebene Gesamthöhe 32 und Gesamtbreite 34 der Tür 20 maximal gemacht werden können, ohne die nutzbare Tiefe 36 der Heizkammer 14 beträchtlich zu verrin- * gern. Weiterhin benutzt die biplanare Anordnung eine minimale Breite 30 der Vorderfläche 26 der Tür 20, so daß die Fläche des Beobachtungsfensters 28 für eine gegebene Breite und Höhe der Tür 20 maximal ist.

ίο Nach Fig. 4 hat die erste Öffnung 62die Form eines Schlitzes, der durch jedes erste Element 116 im ersten Abstand 64 von dem heizraumseitigen Ende 52 so verläuft, daß elektromagnetische Wellenenergie von der Übertragungsleitung 50 in das erste Wellenfilter

«5 58 eingespeist wird. Das erste Wellenfilter 58 hat einen Hohlraum 126, der durch eine Innenfläche 128 der Innenwand 40 der Heizkammer und eine Fläche 130 des ersten Elements 116 definiert ist. Ferner ist eine der ersten Öffnung 62 gegenüberliegende Hohl-

ao raumwand 132 mit einer Fläche 134 vorgesehen, die von der Innenfleche 128 zu einer Fläche 136 der Vorderfläche 26 der Tür 20 verläuft. Im Hinblick auf die niedrige elektrische Impedanz, die am heizraumseitigen Ende 52 erscheint, muß die elektrische Länge vom

t5 heizraumseitigen Ende 52 zur Abschlußfläche 74 des ersten Hohlraums 126 etwa gleich einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge sein, so daß eine niedrige elektrische Impedanz an der Abschlußfläche 74 des ersten Filter-Hohlraums 126 erscheint.

Dazu ist die Trennwand 70 senkrecht zur Abschlußfläche 74 des ersten Hohlraums 126 angeordnet. Die Trennwand 70 verläuft parallel zur Hohlraumwand 132 und bildet einen gewundenen elektrischen Wej 138 innerhalb des ersten Hohlraums 126. Der durch die Trennwand 70 gebildete elektrische Weg 138 hai die Weglänge 72 von der ersten Öffnung 62 zur Abschlußfläche 74, in der Weise, daß die Weglänge 72 plus dem ersten Abstand 64 etwa gleich einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge ist. Dadurch erscheint wenigstens eine Stelle hoher Impedanz längs des elektrischen Weges 138 innerhalb des ersten Hohlraums 126 zwischen der ersten Öffnung 62 und der Abschlußfläche 74.

Die zweite Öffnung 66 hat die Form eines Schlitzes der in jedem zweiten Element 120 in dem Abstanc 68 von dem heizraumseitigen Ende 52 so verläuft, daC elektromagnetische Wellenenergie von der Übertragungsleitung 50 in das zweite Wellenfilter 60 eingespeist wird. Das zweite Wellenfilter 60 ist mit einerr zweiten Hohlraum 140 versehen, der durch eine Fläche 142 des zweiten Elements 120 und durch eine Fläche 144 der Hohlraumwand 146 definiert ist, du der Fläche 142 gegenüberliegt. Die Hohlraumwam 146 erstreckt sich um eine Ecke in Richtung des Heiz

jj kammerrahmens 56 und bildet eine Abschlußflächt 148 als Abschluß des zweiten Filter-Hohlraums 140 Für eine am heizraumseitigen Ende 52 erscheinende niedrige elektrische Impedanz ist der zweite Abstanc 68 etwa ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertel

Co wellenlänge. Da der zweite Hohlraum 60 ein abge schlossencs Ende hat, ist der Abstand von der zweiter öffnung 66 zur Abschlußfläche 148 derart gewählt daß eine niedrige elektrische Impedanz an der Abschlußfläche 148 erscheint.

J₃ Zur weiteren Erläuterung dient das folgende Beispiel bei dem die ganzzahligen Einheiten Vielfacht einer Viertclwcllenlängc sind. Im vorhergehender wurde angegeben, daß der Abstand 68 (die Summe

der Abstände 64 plus 150) ein ungeradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlängc ist und daß die Summe des Abstandes 64 plus der Weglänge 72 etwa ein geradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge ist. Zum Kleinhalten des verwendeten Teils der Tiefe 36 der Heizkammer kann der Abstand 64 0,5 Einheiten und der Abstand 68 eine Einheit betragen. Ist der Gesamtabstand (Abstand 64 + Weglänge 72) mit 4 Einheiten gewählt, so verringert die Trennwand 70 ferner die Türtiefe und die Breite 30 der Vorderfläche 26, die für die Türdichtung 24 erforderlich sind, mit diesen gewählten Abständen ergibt sich folgender Zusammenhang

1. Abstand 64 + Abstand 150 = 1 Einheit, d. h. «,5 Einheiten + 0,5 Einheiten = ! Einheit.

2. Abstand 64 + Weglänge 72 = 4 Einheiten, d. h. 0,5 + Weglänge 72 = 4 Einheiten und Weglänge 72 = 3,5 Einheiten.

Da der elektrische Weg 138 von der öffnung 62 zur Abschlußfläche 74 gewunden ist, ist ferner die physikalische Länge von 3,5 Einheiten kleiner als das 3,5fache von 3,18 cm, was der numerische Wert für eine Viertelwellenlängc in Luft bei 2450 Megahertz ist. Dadurch ist die tatsächliche physikalische Länge des Wegs 138 von der Öffnung 62 zur Abschlußfläche 74 beispielsweise 10 cm. Demgemäß braucht die Türtiefe nur 4 cm zuzüglich der Stärke des zur Herstellung der Tür verwendeten Plattenmetalls zu sein.

In Fig. 6 sind die Wellenfilter 58 und 60 der ersten Ausführungsform in einer anderen Anordnung dargestellt, die eine noch kleinere Breite 30 (Fig. 1) und eine resultierende größere Fläche für das Beobachtungsfenster 28 ermöglicht. Gemäß der Darstellung ist die Heizkammer 14 durch die Innentürwand 40 und die Seitenwand 44 begrenzt. Das heizraumseitige Ende 52 der biplanaren Übertragungsleitung 50 ist der Schnittstelle der Innentürwand 40 mit den ersten Elementen 116 benachbart. Die Übertragungsleitung 50 verläuft vom heizraumscitigcn Ende 52 längs des ersten Abschnitts 48 und des zweiten Abschnitts 54. Eine erste Öffnung 62' erstreckt sich jedoch durch die Seitenwand 44 und ermöglicht elektromagnetischer Wellenenergie das Eintreten in einen Hohlraum 126' des ersten Wellenfilters 58, der in einem Raum 151 zwischen den Innenwänden 44 und Außenwänden des Gehäuses 154 vorgesehen ist. Der erste Hohlraum 126' ist durch eine Fläche 156 einer Wand 158 und eine Fläche 160 einer der ersten öffnung 62' gegenüberliegenden Wand 162 definiert. Eine Abschlußfläche 74' ist in dem ersten Hohlraum 126' vorgesehen und trägt eine Trennwand 70' zur Bildung des elektrischen Weges 138. Da der erste Hohlraum 126' in dem Raum 151 untergebracht ist, ist die Breite 30 an der Vorderfläche 26 vermindert (Fig. 1), so daß die Fläche des Beobachtungsfensters 28 vergrößert ist.

Das zweite Filter 60 ist ähnlich dem im vorhergehenden an Hand der Fig. 3 und 4 beschriebenen zweiten Filter. Ebenso sind der Abstand der ersten und zweiten öffnungen 62' bzw. 66 sowie die Abmessungen der Hohlräume 126' und 140 gleich den im vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen.

In Fig. 7 ist in einer der Fig. 4 ähnlichen Darstellung — jedoch in kleinerem Maßstab — eine Türdichtung 24 veranschaulicht, die mit einer Einrichtung 166 zum Schutz des Herds 10 für den Fall versehen ist, daß die Energiequelle 16 elektromagnetische Wellen energie der Heizkammer 14 zuführt, ohne daß sich ein Produkt oder eine Belastung zum Absorbieren

dieser Energie in der Heizkammer befindet. Die Tür ist in Schließstellung gezeigt, wobei die biplanare Übertragungsleitung 50 und die dualen Wellenfilter 58 und 60 zur Begrenzung der von der Heizkammer 14 ausgesandten Strahlungsmenge angeordnet sind. Normalerweise ist ein Produkt, das elektrische Verluste herbeiführt, in der Heizkammer 14 angeordnet und absorbiert einen Hauptteil der elektromagnetischen Wellenergie, die der Heizkammer zugeführt wird. Dadurch fließt nur ein kleiner Betrag der Eingangsenergie in die Übertragungsleitung SO hinter der niedrigen Impedanz, die am heizraumseitigen Ende 52 erscheint. Wird jedoch nur eine kleine Energiemenge durch ein Produkt in der Heizkammer absorbiert oder befindet sich kein verlustbehafteles Material in der Heizkammer 14, wird der Mikrowellenherd 10 lastfrei betrieben. Unter dieser Leerlaufbedingung kann eine beträchtliche Menge elektromagnetischer Wellenenergie hinter das heizraumseitige Ende 52 in die Übertragungsleitung 50 fließen. Damit die Dichtung zur Verringerung der vollständig aus dem Herd 10 strömenden Menge elektromagnetischer Energie wirksam wird, wird vorteilhafterweise die hohe Impedanz benutzt, die in dem Hohlraum 126 des ersten Filters 58 vorliegt. Wegen der Lage der ersten öffnung 62 gegenüber dem heizraumseitigen Ende 52 erscheinen eine oder mehrere Stellen hoher Impedanz innerhalb des ersten Hohlraums 126. Ein Block 168 aus einem Material mit gewählten Eigenschaften wird innerhalb des ersten Hohlraums 126 an einer dieser Stellen hoher Impedanz angeordnet. Das gewählte Material widersteht Beschädigung durch hohe Temperaturen von beispielsweise 650° C und führt elektrische Verluste herbei. Es können folgende Materialien verwendet werden: Hochtemperatursiliciumkarbit, wassergestrecktes Poyläthylen und Siliconkautschukgraphit. Diese Materialien können in ihren kommerziell verfügbaren Formen benutzt werden.

Der an einem Ort hoher Impedanz angeordnete Block 168 absorbiert die elektromagnetische Wellenenergie, die in die biplanare Übertragungsleitung 50 fließt. Dadurch wird ein wesentlicher Teil der der Heizkammer 14 zugeführten elektromagnetischen Wellenenergie absorbiert, so daß nur eine begrenzte Menge dieser Energie von dem Herd 10 ausgestrahlt wird.

In Fig. 8 bis 10 ist eine zweite Ausführungsform des Mikrowellenherds dargestellt. Die Vorteile dieser Ausführungsform sind dann besonders groß, wenn der Mikrowellenherd nicht mit einem (nicht gezeigten) Sicherheitsriegel für die Tür ausgerüstet ist. Bei Herden mit solchen Riegeln kann die Tür 20 durch den Riegel dicht geschlossen gehalten werden, und der Riegel muß gesichert werden, bevor die Energiequelle 16 in Betrieb gesetzt werden kann. Einige Hersteller stellen Mikrowellenherde her, die an Stelle solcher Riegel eine Vorrichtung aufweisen, die den Betrieb der Energiequelle 16 in dem Fall unterbricht oder verhindert, daß die Tür 20 weiter als um eine sehr kleine Größe geöffnet ist. Nach längerer Benutzung kann dasjenige Teil der Vorrichtungen, das die Stellung der Tür 20 abfühlt oder erfaßt, abgenutzt sein oder andererseits eine Einstellung erforderlich machen. Dadurch kann trotz der Vorrichtung die Energiequelle 16 selbst dann in Betrieb bleiben, wenn die Tür 20 derart geöffnet ist, daß konventionelle Energiedichtungen um die Tür nicht länger wirksam sind und das Ausströmen einer Energie von beispielsweise 2(MJ

Milliwatt pro cm^J aus dem Herd 10 erlauben. Die zweite Ausführungsform beseitigt diesen Nachteil durch Verwendung einer Türdichtung, die über einen größeren Bereich der Türbewegung als die konventionellen Türdichtungen wirksam ist.

Wie in den Fig. K bis IO gezeigt ist, ist diese zweite Ausführungsform an einem Mikrowellenherd 180 vorgesehen. Der Herd 180 hat mit dem Herd 10 darin gleiche Form, daß er ein Außengehäuse 182 hat, das eine Heizkammer 184 definiert. Ebenso wird elektromagnetische Wellenenergie von der Energiequelle 16 über den Wellenleiter 18 der Heizkammer 184 zugeführt. Der Herd 180 ist in Kombination mit den dualen Wellenfiltern 58 und 60 und der Übertragungsleitung 50 der ersten Ausführungsform mit einem Heizkammerrahmen 186 und einer Tür 188 versehen, die in einer anderen, nämlich schrägen Beziehung zu den Seitenwänden 44 des Herds 180 angeordnet sind. Diese andere Beziehung verbessert die Wirksamkeit der Strahlungsdichtung, die durch einen oberen Abschnitt 190 (Fig. 9) des ersten Abschnitts 48 der biplanaren Übertragungsleitung 50 und das erste Wellenfilter 58 geboten ist, wenn die Tür 188 geöffnet wird. In geschlossener Stellung neigt sich die Tür 188 in Richtung der inneren Rückwand 76 des Herds 180 und ist in einem spitzen Winkel zu einer senkrechten Linie 192 angeordnet (Fig. 9). Die Tür 188 verläuft ferner zur Oberwand 78 in einem stumpfen Winkel und läuft von der Bodenwand in einen spitzen Winkel weg.

Wird die Tür 188 von der Schließstellung (Fig. 9) zur Offenstellung (Fig. 8) bewegt, so nimmt die Länge 194 (Fig. 10) des oberen Abschnitts 190 des ersten Abschnitts 48 der Übertragungsleitung 50 ab. Wegen der Anfangslagebeziehung zwischen der Tür 188 und dem Heizkammerrahmen 186 nimmt jedoch gleichzeitig die Breite des Spalts 46 ab, die zwischen dem äußeren Abschnitt 88 der oberen Wand 78 und dem ersten Element 116 liegt. Der erste Abschnitt 48 der Übertragungsleitung 50 besteht aus induktiven und kapazitiven Elementen, und somit nimmt seine Kapazität zu, wenn die Breite des Spalts 46 abnimmt. Die Vergrößerung der Kapazität vermindert die Länge 194 des oberen Abschnitts 190, die zur Erzeugung einer gegebenen Resonanzfrequenz für den oberen Abschnitt der Übertragungsleitung erforderlich ist. Ist die Tür 188 am Boden des Außengehäuses 182 mit stumpfem Winkel gegenüber dem äußeren Abschnitt 88 angeordnet, so wird der Verringerung der Breite des Spaits 46 über dem oberen Abschnitt 190 beim anfänglichen öffnen der Tür 188 durch Verringerung der Länge 194 des oberen Abschnitts 190 entgegengewirkt, so daß die Resonanzfrequenz des oberen Abschnitts 190 der Übertragungsleitung 50 während der anfänglichen Öffnungsbewegung der Tür 188 relativ konstant bleibt. Selbst wenn die Tür 188 aus der Schließstellung Ober einen kleinen Anfangsöffnungswinkel im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird durch den oberen Abschnitt 190 des ersten Abschnitts 48 der Übertragungsleitung 50 und das erste Wellenfilter 58 weiter die Menge elektromagnetischer Wellenenergie begrenzt, die aus der Heizkammer 184 ausströmt. Die Verwendung einer solchen verbesserten Strahlungsdichtung längs des oberen Abschnitts 190 der Übertragungsleitung 50 vermindert die Wahrscheinlichkeit, daß beim öffnen der Tür übermäßige Strahlung ausgesandt wird, bevor ein von der Tür betätigter Sicherheitsschalter den Betrieb der Energiequelle 16 unterbricht.

In der zweiten Ausführungsform ist das Außengehäusc 182 abgeschrägt, so daß die Innenwand 40 der Tür 188 in einem spitzen Winkel zur Oberwand 78 angeordnet ist. 1st die hintere Wand 76 senkrecht zu den Seitenwänden 44, so verläuft die Oberwand 78 von der hinteren Wand 76 um ein kürzeres Stück nach vorn als sich der Boden 80 von der gleichen Wand weg erstreckt. Dadurch befindet sich der Abschluß

ίο 196 des Bodens 80 in einem größeren Abstand von der Rückwand 76 als der Abschluß 198 der Oberwand 78. Die Abschlüsse 196 und 198 wirken mit Abschlüssen 200 der Seitenwände 44 zur Bildung des Randes einer geneigten Zugangsöffnung 202 zusammen. Der äußere Abschnitt jeweils der Oberwand 78, des Bodens 80 und der Seitenwände 44 erstreckt sich von dem Rand der Zugangsöffnung 202 nach hinten zu der in Fig. K gezeigten gestrichelten Linie 86.
Wie aus Fig. 8 und 9 hervorgeht, hat der Heizkam-

ao merrahmeii 186 einen Innenrand 204, der mit dem Rand der geneigten Zugangsöffnung 202 zusammenfällt.

Das Gelenk 110 trägt die Tür 188 zur Drehbewegung von der in Fig. 9 gezeigten Schließstellung zu

as derin Fig. 8 gezeigtenOffcnstellung. Das Gelenk UO hält die Drehung der Tür an, wenn diese sich in Schließstellung befindet, wobei ihre Innenwand 40 sich in einem spitzen Winkel zu der senkrechten Linie 192 befindet.

Alternativ können andere bekannte Vorrichtungen, beispielsweise Abstandshalter od. dgl., zur Begrenzung der Einwärtsbewegung der Türen 20 oder 188 in der Weise vorgesehen sein, daß der Spalt 46 zwischen den entsprechenden Heizkammerrahmen 56 und 186 und den zweiten Elementen 120 verbleibt. Ist die Tür 188 geschlossen, schließt die Innenwand 40 die Zugangsöffnung 202 mit Ausnahme des Spalts 46.

Der Herd 188 ist - wie in der ersten Ausführungs-

form - mit der biplanaren Übertragungsleitung 50 versehen, die den ersten Abschnitt 48 und den zweiten Abschnitt 54 aufweist, die um die vier Seiten der Tür 188 verlaufen. Der erste Abschnitt 48 hat eines der ersten Elemente 116, die sich von jeder Seite des Randes 42 der Innenwand 40 erstrecken. Da die Innenwand 40 zur oberen Wand 78 nicht senkrecht ist, schneidet das obere Element 206 in diesem Fall die Innenwand 40 in einem spitzen Winkel. Das obere Element 206 erstreckt sich parallel zum äußeren Ab-

jo schnitt 88 der Oberwand 78, die ihm im Abstand der Breite des Spalts 46 gegenüberliegt, wenn sich die Tür 188 in der Schließstellung befindet (Fig. 9). Das erste Element 206 erstreckt sich aus der Heizkammer 184 und schneidet das entsprechende zweite Element 120.

j5 Wie in Fig. 9 gezeigt ist, befindet sich das zweite Element 120 bei Schließstellung der Tür 188 um die Breite des Spalts 46 in Abstand von dem Heizkammerrahmen 186 und verläuft in einem spitzen Winkel zur senkrechten Linie 192 parallel zu dem Heizkammerrahmen 186, der dadurch überlappt wird und den zweiten Abschnitt 54 der biplanaren Übertragungsleitung 50 bildet.

Wie in der ersten Ausführungsform sind das erste und zweite Filter 58 bzw. 60 in der Tür 188 angeordnet

und arbeiten mit der Übertragungsleitung 50 so zusammen, daß eine niedrige Impedanz am heizraumseitigen Ende 52 des Spalts 46 bei geschlossener Tür 188 erscheint.

ti

Die Bedeutung der Lagefestlcgung der geschlossenen Tür 188 /u dem geneigten Kammerruhmen 186 und der oberen Wand 78 wird aus Fig. K) deutlich, in uerdie anfängliche Öffnungsbewegung der Tür 188 in fortlaufenden Schritten gezeigt ist.

Arn Anfang des Öffnens der Tür 188 nehmen das obere Element 206 und der andere Aufbau der Tür die in Fig. l()m gestrichelter Linie dargestellte Stellung ein, in der die Breite des Spalts 46 zu einem kleineren Spalt 220 vermindert ist (Fig. If)) und die L.ingc 194 des ersten Abschnitts 48 der Übeiiragungsleitung 50 zu einer Lange 222 verkürzt ist.

Da die Breite des Spalts 46 und die Länge 194 des ersten Abschnitts 48 der Übertragungsleitung 50 gleichzeitig abnehmen, bleibt die Resonanzfrequenz des oberen Abschnitts 190 der Übertragungsleitung 50 während der dargestellten anfänglichen Öffnungsbewegung der Tür 188 im wesentlichen konstant. Dadurch begrenzen ue- obere Abschnitt 190 des ersten Abschnitts48der Übertragungsleitung 50 und das davon gespeiste erste Wellenfilter 58 weiter die Menge elektromagnetischer Wellenenergie, die durch den oberen Abschnitt 190 aus der Heizkammer 184 strömt.

In der Praxis wurde festgestellt, daß die Mikrowellenherdtür 20 mit einer biplanaren Übertragungsleitung 50 der beschriebenen Art das Ausströmen von elektromagnetischer Wellenstrahlung auf weniger als 1,0 Milliwatt pro env begrenzt, was in einem notwendigen Abstand von der Tür 20 bei normal geschlossener Tür 20 für eine Frequenz der elektromagnetischen Wellen von 2450 Megahertz gemessen wurde.

Die verwendete Tür hatte einen Heizkammerrahmen 56 mit einer Breite von 2,935 cm und einer Länge von 43,2 cm. Befand sich die Tür 20 in der Schließstellung, so betrug der Spalt 0,32 cm zwischen dem Heizkammerrahmen 56 und dem zweiten Element 120 und zwischen dem äußeren Abschnitt 88 der oberen Wand 78 und dem ersten Element 116. Die Innenwand 40 erstreckte sich um 4,76 cm in die Heizkammer 14 hinter die Zugangsöffnung 38.

Die Hohlräume 126 und 140 wurden aus Metall mit einer Stärke von 0,32 cm gebildet Der erste Abstand 64 betrug 2,22 cm und die Größe der ersten Öffnung 62 betrug 0,63 cm über die Breite des Heizkammerrahmens 56.

ίο L>ie Tür 20 wur zur Veranschaulichung der Strahlungsdichtungswirkung ohne Herabsetzen der Größe der Dichtung auf ein Mindestmaß aufgebaut. Der zweite Abstand 68 wurde daher zu etwa V₄ einer Wellenlänge in Luft gewählt. Zur Kürzung der physikalisehen Länge 212 des zweiten Hohlraums 140 und zur Ermöglichung der Verwendung einer Standard-Testtür wurde jedoch der zweite Hohlraum 140 mit Polypropylen gefüllt, was den Abstand 68 auf 9,05 cm verkürzte. Die ermittelten Daten sind jedoch noch

ao repräsentativ für die verbesserten Dichtungseigenschaften des Herds nach Fig. 4.

Die Größe der zweiten Öffnung 66 betrug 0,476 cm, der Abstand 212 betrug 2,38 cm, und die Innentiefe des zweiten Hohlraums 140 betrug 1,17 cm.

Der erste Hohlraum hatte eine Innentiefe von 1,9 cm und eine Länge von 4,44 cm. Die Abschlußfläche 74 war 1,588 cm von der Fläche 136 angeordnet, und die Trennwand 70 hatte eine Länge von 2,54 cm. Die Weite des elektrischen Weges 138 betrug 1,17 cm.

Bei diesem Aufbau lieferte die Energiequelle 16 elektromagnetische Wellenenergie bei einer Frequenz von 2450 Megahertz, die Tür befand sich in ihrer Schließstellung und die Strahlungsmenge wurde mit einem strahlungsempfindlichen Detektor gemessen.

Es wurde festgestellt, daß die so aufgebaute Tür 20 wirksam das Austreten der elektromagnetischen Wellenenergie aus der Heizkammer 14 über den Spalt 46 und aus dem Herd 10 verhinderte.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

2ί 44 Patentansprüche:

1. Mikrowellenherd mit einer Abdichtung der Tür gegen Austritt von Mikrowellen, der eine '♦ Heizkammer und eine durch eine Tür verschließbare Zugangsöffnung hat, wobei sich die geschlossene Tür sowohl mit der in die Heizkammer verlaufenden inneren Seitenwand des Rahmens der Zugangsöffnung als auch mit der Stirnwand des Rahmens der Zugangsöffnung überlappt und Türrand und Rahmen in dieser Türstellung die Hochfrequenzabdichtung mittels abgestimmter Luftspalte bilden, von denen sich ein erster Luftspalt im Überlappungsbereich zwischen der inneren Seitenwand des Rahmens und der Tür erstreckt, wogegen ein zweiter Luftspalt im Überlappungsbereich zwischen der Stirnwand des Rahmens und der Tür verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Seitenwand (44) des Rahmens ao der Heizkammer (14) oder in dem mit dieser inneren Seitenwand (44) überlappenden Türabschnitt ein erstes elektromagnetisches Wellenfilter (58) vorgesehen ist, das eine erste Öffnung (62) aufweist, die sich durch die innere Seitenwand des aj Rahmens bzw. den mit dieser überlappenden Türabschnitt erstreckt und in einem ersten Abstand vom heizraumseitigen Ende (52) des ersten Luftspalts angeordnet ist, der kleiner als eine Viertelwellenlänge ist, wogegen in der Stirnseite des Heizkammerrahmens (56) oder in dem mit dieser überlappenden Türabschnitt ein zweites elektromagnetisches Wellenfilter (60) vorgesehen ist, das eine zweite öffnung (66) hat, die durch die Stirnseite des Rahmens bzw. den mit dieser überlap penden Türabschnitt hindurchgeht, und vom heizraumseitigen Ende (52) des ersten Luftspalts in einem Abstand von etwa einer ungeraden Viertelwellenlänge angeordnet ist.

2. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden öffnungen (62, 66) kleiner als eine Viertelwellenlänge ist.

3. Mikrowellenherd nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung vom heizraumseitigen Ende (52) des ersten Luftspalts über die öffnung (62) des ersten Wellenfilters (58) und längs des von dieser öffnung (62) bis zur Abschlußfläche (74) des ersten Wellenfilters (58) in diesem verlaufenden Luftspalt (138) etwa ein geradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge ist.

4. Mikrowellenherd nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle in dem im ersten Wellcnfilter (58) verlaufenden Luftspalt (138), an dereine hohe elektrische Impedanz auftritt, wärmebeständiges Material (168) angeordnet ist, das elektrische Verluste herbeiführt, so daß es elektromagnetische Wellenenergie bei belastungsfreiem Betrieb des Mikrowellenherdes ab- $„ sorbiert.

5. Mikrowellenherd nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmcbetändige Material (168) eines der folgenden Materialien ist: Hochtemperatur-Siliciumcarbid, wassergestreck- g_s tes Polyäthylen und Siliconkautschukgraphit.

6. Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent fernung vom heizraumseitigen Ende (52) des ersten Luftspalts bis zur Abschlußfläche (74) des ersten Wellenfilters (58) etwa eine Wellenlänge beträgt.

7. Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt im ersten Wellenfilter (58), der von dessen Öffnung (62) bis zur Abschlußfläche (74) verläuft, durch eine im Filterhohlraum vorgesehene Trennwand (70) zusammen mit den Wänden des Filterhohlraumes gebildet ist.

8. Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wellenfilter (58) in der Seitenwand (44, 78) und das zweite Wcllenfilter (60) in der Stirnwand des Heizkammerrahmens (56) vorgesehen ist.

9. Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wellenfilter (58) in dem mit der Seitenwand (44) des Rahmens überlappenden Türabschnitt und das zweite Wellenfilter (60) in dem mit der Stirnwand des Heizkammerrahmens (56) überlappenden Türabschnitts vorgesehen ist.

10. Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wcllenfilter (58) in der Seitenwand (44, 78) und das zwene Wellenfilter (60) in dem mit der Stirnwand des Heizkammerrahmens (56) überlappenden Türabschnitt vorgesehen ist.