DE2402693C3 - Mikrowellenherd - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellenherd mit einer Mikrowcllcncnergiequclle und einem Herdhohlraum, welcher normalerweise leer ist oder ausschließlich elektrisch isolierende Bauteile, wie eine sich horizontal erstreckende. Mikrowellen übertragenden Platte, welche ein Bodenfach für die Wärmzone bildet, enthält, wobei der Hohlraum durch leitend begrenzte Flüchen definiert ist.

Ein derartiger Mikrowellenherd ist beispielsweise durch die US-PS 34 67 803 bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Mikrowellenherd ragt die Ausga.ngsantennc for MiferowÄHgpenergic in einen Wellenleiter, Reicher seinerseits einen trichterförmig vergrößerten Teil aufweist

Durch die US-PS 35 32 847 ist wetter eia Mikrowellenherd bekanntgeworden, bei welchem ein Wellenleiter einen vom Eingangsende zum Ausgangsende zunehmenden äußeren Leiter aufweist.

Bei den heute üblichen Mikrowellenhcrdcn ist die Magnetronröhre oder ein anderer Mikrowcllengcncrator gewöhnlich vollständig außerhalb des Herdhohlraums angeordnet Beim Aufbau eines derartigen Herdes steht der abstrahlende Teil 4er Magnetronröhrc mil dem Hcrdhohlraum über einen oder mehrere, der im vorhergehenden erläuterten Wellenleiter in Verbindung. Diese Wellenleiter haben gewöhnlich einen rechteckigen oder zylindrischen Querschnitt und umgeben mit ihrem einen Ende den abstrahlenden Teil der Magnetronröhrc. während das andere Ende mit einem Zuführt asten von ebenfalls rechteckigem Querschnitt in Vorbindung sieht, welcher sich seinerseits in den Hohlraum des Herdes öffnet.

Heutige Mikrowellenherde haben weiter mechanische Einrichtungen zum Ändern des Schwingbereichs, wiche entweder innerhalb des Zuführkastens oder in ncrhalb des I lerdhohlraums benachbart der Öffung für den Zuchtkasten angeordnet sind, um eine gleichmäßige Verteilung der Mikroweiienenergic über den Hohlraum des Herdes zu unterstützen.

Obwohl heutige Mikrowellenherde zufriedenstellend arbeiten, weisen sie Nachteile insofe . auf. als die Wellenleiter und mechanischen Auf rühr- oder Ändcrungscinrichtungcn zu erhöhten Kosten in der Herstellung beitragen und die Abmessungen der Herde vergrößern. So ist es sehr wünschenswert, die zusätzlichen Bauelemente zu unterdrücken oder zu beseitigen.

Es wurden bereits Versuche unternommen, den Wellenleiter dadurch wegzulassen, daß der abstrahlende Teil oder Strahlungsteil der Magnetronröhre direkt in dem Hohlraum des Herdes angebracht wird, wie es in der US-PS 32 81 5b7 und in der US-PS 33 08 2bl gezeigt ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein Herd dieser Ai i ein«.- sehr schlechte warmcveneilung aufweist und daher trotzdem mechanische Aufrühreinrichtungen erforderlich macht, um eine zufriedenstellende gleichmäßige Verteilung der Mikroweiienenergic in dem Hohlraum /u erzielen.

Die Mikrowellenherde. die in der US-PS 31 27 494 und in der US-PS 31 27 495 gezeigt sind, vermeiden dadurch mechanische Aufrühr- oder Ändcrungseinrichlungen für den Schwingbereich, daß ein mit Konzentrator bezeichnetes Element vorgesehen ist. welches dazu dient, die ausgestrahlte Mikroweiienenergic direkt auf die zu erwärmenden oder zu kochenden Nahrungsmittel zu richten. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die Mikrowellencnergie auf den zentralen Teil des Kochhohlraums konzentriert wird und so die Bereiche am Umfang des Hohlraums eine wesentlich geringere Enefgickörtseentfätion aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und einen Mikrowellenherd ohne Wellenleiter zu schaffen, mit welchem eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowellenenergie in dem Mikrowellcnhohlraum des Herdes erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Mikrowellenherd der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der den Hohlraum definierenden Flächen die innenfläche eines schalltrichterförniigen Aufbaus

%U und daß das Strahlungsteil der Mikrowellcnenergiea|uelle wenigstens teilweise innerhalb las Teiles des Hohlraums angebracht ist, der den Raum innerhalb des ichaUlrichterförroigen Aufbaus bilde»,
^:'-s Gemäß der Erfindung ist das Strahlungsclemcnt der Mikrowellcnenergiequellc, d. h. des MagmHrons. innerhalb eines schalltrichterförmigcn Aufbaus angeordnet, welcher seiAcrscits nicht als Wellenleiter arbeitet, sondern eine Oberfläche des Mikrowellenhohlraunis definiert und so durch Reflexionen ein divergierendes Abstrahlungsmustcr erzeugt. Es gibt also keine bevorzugte Richtung geführter Mikrowellenencrgic, sondern ein divergierendes Strahlungsmuster trägt positiv zur Energieverteilung in dem Mikrowcllenhohlraum durch Reflexion bei. Dies ist dadurch möglich, daß der schalltrichterförmige Aufbau eine der den MiHowellenhohlrauin begrenzenden Flächen ist und das· Strahlimgselemcnt wenigstens teilweise innerhalb des Mikrowcllenhohlraum·., sitzt. Mit dieser Anordnung ergibt sich nicht nur ein vereinfachter Aufbau ohne Wellenleiter, sondcrn es läßt sich mit diesem Aufbau auch eine Modusniisch- oder Schwingbereichmischwirkung ohne zusätzliche Einrichtungen erzielen, welche mit einer Trichtcrantenne nicht erzielt werden kann.

Als Ergebnis arbeitet der sehaliirichterförmige Auf bau derart, daß die Mikrowellcnencrgie gleichmäßig in dem gesamten Mikrowellenhohlraum des Herde. ver icili wird.

Entsprechend den besonderen Merkmalen einer Aiisführungsform der Erfindung übersteigt die Größe des Öffnungswinkels des schalltrichlcrförmigen Aufbaus 90 Winkelgrade. Obwohl verschiedene Formen zweckmäßig sein können, ist der schalltriehlcrförmige Aufbau vorzugsweise im wesentlichen konisch in der Form. Bei einer Ausführungsform der Erfindung isi das Strahlungstcil der Mikrowellenencrgicquclle. wie /. B. ein Magnetron, so angebracht, daß sie durch eine Öffnung an der Spitze des konischen Aufbaus ragt, so dall nur das Strahlungsteil der Mikrowellenencrgicquclle innerhalb des Aufbaus angeordnet ist. Gute Ergebnisse wurden auch dadurch erzielt, daß eine zylindrische Fortsetzung eines konischen Teils des schalltrichterförmigcn Aufbaus vorgesehen wurde, wobei die Fortsetzung eine Verbindung mit benachbarten Wanden des Hohlraums bildet. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß eine weitere Fortsetzung der zylindrischen Forlsetzung in der Form eines nach außen gerichteten Ringflanschcs Verwendung findet, welcher an einem nach innen gerichteten Ringflansch befestigt isi und von diesem getragen wird. Die Außenkanten des nach innen gerichteten Ringflansches sind ihrerseits an den benachbarten Wänden des Hohlraums befestigt. Vorzugsweise ist die Länge des Radi'JS der zylindrischen Fortsetzung etwa gleich der Wellenlange oder einem Vielfachen der Wellenlänge der von der Mikro-Wellenenergiequelle erzeugten Mikrowcllenenergie.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird zum besseren Verständnis der Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Mikrowcllcnherdes, mit einem Aufbau des Herdhohlraums nach der Erfindung,

Fig.2 eine Seitenansicht der Konstruktion des Hcrdhohlraums nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht des schalltrichterförmigen Aufbaus der Konstruktion nach F i g. 2, und

F i β. 4 eine Draufsicht auf den schalltrichterförmigcn Aufbau nach F i g» 3.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt einen Mikrowellenherd z,ur.i Wärmen und Kochen von Nahrungsmitteln mit einem Gehäuse, welches von mehreren Außenwänden

11 gebildet wird. Das Gehäuse weist auch eine Stirnfläche 12 auf, die eine öffnung in einen Hohlrauni 13 des Herdes, insbesondere in die Wärmzone, welche normalerweise der obere Teil des Hohlraums 13 und in F i g. 1 sichtbar ist. bildet Eine Herdtüre 14 ist schwenkbar an der Stirnfläche 12 des Herdes befestigt und vermag die öffnung des Hohlraums 13 vollständig zu schließen, wenn sie sich vor der die Öffnung bildenden Stirnfläche 12 des Ofens befindet.

Die freie und frei getragene Kante der 1 lcrdtiirc 14 trägt eine Ricgelanordnung 15 mit hakenförmigen Riegeln 16, welche bei geschlossener Tür in Öffnungen 17 in der Stirnfläche 12 des Herds ragen, um in Fingriff mit nicht gezeigten federnd vorgespannten inneren Fallen /ti kommen. Die Riegelanordnung ist in einer älteren Patentanmeldung vorgeschlagen. Entsprechend dem Aufbau des Mechanismus einer derartigen Tiirriegelanordnung isi in dem Bedienungsfeld 19 des Herdes ein Hebe! 18 für das Lösen der Tür vorgesehen, der bei seiner Betätigung so wirkt, daß die federnd vorgespannten Fallen verschoben werden und die hakenförmigen Riegel 16 freigeben, so daß sich die Hcrdiüre 14 öffnet.

Der Hohlraum 13 ist teilweise zwischen mehreren leitend begrenzten Flächen 20 definiert, welche die Innenflächen von rechtwinklig angeordneten Wanden auf den drei Seiten und der Oberseite des Hohlraums I? sind. Die Bodenseitc des Hohlraums 13 ist in Fig. 1 nicht zu sehen und wird im folgenden naher beschrieben. Eine Mikrowellen übertragende Platte, wie z. B. eine Keramikplatte 21, welche als Fach wirkt, erstieiki sich über die Bodenseite des Hohlraums 13 und stellt so den Boden der Wärmzone dar.

Die Seitenwände oder Flächen 20 und die Stirnfläche

12 sind an ihren Ecken wie dargestellt miteinander verbunden. Die Stirnfläche 12 ist mit einer in F i g. 2 dargestellten endlosen Nut 22 versehen, welche als Drossel wirkt, während sie eine bestimmte Menge dielektrischen Materials 23 (s. Fig. 1) aufnimmt und so einen Rahmen um die öffnung des Hohlraums bildet.

Entsprechend den F i g. 2, 3 und 4 wird die Bodenseite des Hohlraums 13 von einem Ringflansch 24 mit einer großen kreisförmigen öffnung 26 gebildet, welcher einen schalltrichterförmigcn Aufbau 25 trägt. Der schalltrichterförmige Aufbau 25 besteht aus einem kcgelstumpfförmigen Körper 27 aus Metallblech, dessen innere konische Fläche zum Innern des Hohlraums 13 des Herdes gerichtet ist. und so einen Teil derjenigen Flächen bildet, welche den Hohlraum 13 des Herdes definieren. Wie in F i g. 2 dargestellt, schließt eine konische Fläche des kegelstumpfförmigcn Körpers 27 einen Winkel /\ mit den benachbarten Seitenwänden oder Flächen 20 ein, welcher größer als 90 ist. Wie in F i g. 3 gezeigt haben die inneren Flächen des konischen Körpers 27 einen öffnungswinkel ß, dessen Größe 90 Winkelgrade übersteigt. Der öffnungswinkel ß muß natürlich kleiner als 180° sein.

Die Außenkante des konischen Körpers 27 des schalltrichterförmigen Aufbaus 25 mündet in eine zylindrische Fortsetzung 28. In einer besonderen Aiisführungsform ist der Radius des Zylinders etwa 12 cm, d. h. er ist im wesentlichen gleich der Wellenlänge der Mikrowellenenergie bei der üblichen Frequenz von 2450MHz. Der obere Teil des schalltrichterförmigcn

Aufbaus 25 ist insoweit eine weitere Fortsetzung des Zylinders, als er in eine flache Ebene nach außen gebogen ist, um einen Ringflansch 29 zu bilden, welcher sich über den nach innen gerichteten Ringflansch 24 erstreckt und von diesem getragen wird. Der zentrale Teil 31 des horn- oder schalltriehtcrförmigen Aufbaus 25. welcher den stumpfen Teil an der Spitze des Kegels bildet, weist eine durch ihn verlaufende öffnung 32 auf. Dieser abgestumpfte Teil trägt einen Flansch 33, welcher seinerseits als Stütze für eine Magncironanordnung 34 dient. Die Magnetronanordnung 34 weist eine Vielzahl von Kühlrippen 35 auf, welche um cine Magnctronröhrc 36 verlaufen. Die Magnetronröhre 36 hat ein Strahlungstcil 37, welches durch die Öffnung 32 ragt. Wie in F i g. 4 gezeigt, kann der konische Körper 25 an zwei gegenüberliegenden Seiten der öffnung 32 Luft- oder Kühllöcher 38 aufweisen.

Wie oben erwähnt, ist ein seine Strahlung direkt in den Hohlraum eines Mikrowellenherdes abgebendes Magnetron bereits früher vorgeschlagen worden. Die Verteilung der Mikrowellenenergie dieser bekannten Herde war jedoch für kommerzielle Verwendung nicht zufriedenstellend. Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung des schalltrichterförmigen Aufbaus 25, welcher die den Hohlraum definierende. Mikrowellen reflektierende konische Fläche des Teiles 27 bildet, in Kombination mit einer wenigstens teilweise inneren Energiequelle, wie z. B. dem durch die Öffnung 32 ragenden Strahlungsteil 37 der Magnetronröhre 36. eine gleichmäßige Energieverteilung in dem Hohlraum 13 des Herdes erreicht wird, welche bisher mit bekannten, sogenannten »direkt gespeisten« Mikrowcllcnhcrden nicht möglich war. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, obwohl derzeit keine Erklärung hierfür bekannt ist, daß die Energieverteilung weiter dadurch verbessert wcrden kann, daß an die Außenkante des konischen Körpers 27 die relativ kurze zylindrische Fortsetzung 28 angefügt ist, und dadurch, daß der Radius des Zylinders etwa gleich der Wellenlänge der abgestrahlten Mikrowellcncncrgic oder etwa gleich einem Vielfachen die-

is scr Wellenlänge gewählt wird. Infolge dieser neu erfaßten Eigenschaften ist die dargestellte und beschriebene Aiisführungsform der Erfindung dahingehend erfolgreich, daß sie einen Mikrowellenherd darstellt, bei welchem keine Wellenleiter und keine Wellcnbcreiehänclercr crforderlieh sind, während trotzdem eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowellencncrgic in dem Hohlraum des Herdes erreicht wird.

Us versteht sich, daß zahlreiche Modifikationen an der beschriebenen Vorrichtung innerhalb des Bereiches der Erfindung durchgeführt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

2402093 Patentansprüche:

1. Mikrowellenherd mit einer Mikrowellenener-

' gicquelle und einem. Kcrdhohlrcium, welcher normalcrwcisc Jecr ist oder ausschließlich elektrisch isolierende Bauteile, wie eine sich horizontal crsircckende. Mikrowellen übertragenden Platte, welche ein Bodenfach für die Wärnizone bildet, enthält, wobei der Hohlraum durch teilend begrenzte Flächen definiert ist, dadurch gekennzeichnct. djjß eine der den Hohlraum (13) definierenden Flächen die Innenfläche eines; stiialltriehleipförmigen Aufhaus (25) ist, und da«\ das Strahliingstcil (37) der Mikrowellenenergiequelle (34) wenigstens teilweis? innerhalb des Teiles des Hohlraums (13) angebrachi ist, der den Raum innerhalb des schafltrichtcrförmigen Aufbaus(25)bildet.

2. Mikrowellenherd nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Öffnungswinkels (β) des schalltrichterförniigen Aufbaus (25) größer als W ist.

3. Mikrowellenherd nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der schalllrichterförmigc Aufbau (25) eine im wesentlichen konische Form hat.

4. Mikrowellenherd nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungstcil (37) der Mikrowcllenenergiequcllc (J4). z. B. eines Magnetrons.

so angebracht ist. daß es durch eine öffnung (32) an der Spitze des konischen Aufbaus (25) ragt, so daß nur das Strahlungstcil (37) der Mikrowellenenergiequelle (14) innerhalb des konischen Aufbaus (25) angeordnet isi.

5. Mikrowellenherd nach Anspruch i oder 4. gekennzeichnet durch cmc zylindrische Fortsetzung (28) eines konischen Teils (27) des sehailtrichtcrför migen Aufbaus (25). wobei die Fortsetzung (28) eine Verbindung mit benachbarten Wänden (20) des Hohlraums (U) bildet.

6. Mikrowellenherd nach Anspruch V gekennzeichnet durch eine weitere Fortsetzung der zylindrischen S ortscJ/Uüg (28) iii dvi Form eines naiii außen gerichteten Ringflanschcs (29). der an einem nach innen gerichteten Ringflansch (24) befestigt und von diesem gehalten wird, welcher seinerseits mit seinen Außenkanten an den benachbarten Wanden (20) des Hohlraums (U) befestig! ist.

7. Mikrowellenherd nach Anspruch 5 oder b. dadurch gekennzeichnet, daß die Lange des Radius der zylindrischen Fortsetzung (28) etwa gleich der Wellenlänge oder einem Vielfachen der Wellenlänge der von der Mikrowellenenergiequelle (34) erzeugten Mikroweiienenergic ist.

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