DE2504860B2

DE2504860B2 - Mikrowellen-Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE2504860B2
Application number: DE2504860A
Authority: DE
Inventors: Noboru Yamatokoriyama Nara Kurata; Shigeru Yamatokoriyama Nara Kusonoki; Teruhisa Osaka Takano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1978-07-13
Also published as: AU496728B2; FR2260918A1; CA1050121A; FR2260918B1; DE2504860C3; DE2504860A1; US4019009A; JPS50110137A; AU7799075A; GB1501973A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrowellen-Heizvorrich-Hung mit einer im wesentlichen rechtwinkligen, in einem umgebenden Gehäuse angeordneten Heizkammer, in deren Wänden wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche die von einem Magnetron abgegebenen und über einen Hohlleiter herangeführten Mikrowellen in die Heizkammer eingespeist werden, wobei der Boden der Heizkammer zur Aufnahme des Heizgutes vorgesehen ist.

In der DE-OS 2151 655 wird empfohlen, die Behandlungszone und damit die Kapazität dieser Mikrowellen-Heizvorrichtung dadurch zu vergrößern, daß Hohlleiterwellen höherer Ordnung mittels eines Umwandlers erzeugt werden. Dadurch mag zwar die Strahlungsintensität in den Außenbereichen der Heizkammer erhöht werden, jedoch wird in diesen Gebieten der Heizkammer sich nur relativ selten Heizgut befinden. Bei der Verwendung der Mikrowellen-Heizvorrichtung in der Hauswirtschaft müssen jedoch meist Töpfe, Kannen, Flaschen mit Inhalt erhitzt werden, die mit Vorliebe in einem zentralen Bereich der Heizkaminer abgestellt werden und einerseits eine Konzentration der Mikrowellen auf diesen Bereich und andererseits eine gleichförmige Verteilung der Mikrowellenenergie innerhalb dieses Bereichs verlangen. Die Erzeugung von Wellen höherer Ordnung bewirkt nicht die gewünschte Strahlungskonzentration.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Mikrowellen-Heizvorrichtung so zu verbessern, daß mit ihr auch relativ massiges und voluminöses Heizgut gleichmäßig und mit erhöhter Strahlungskonzentration erhitzt werden kann.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Boden £ius einem Oberflächenleiter besteht, welcher über den Hohlleiter an den Ausgang des Magnetrons gekoppelt

so ist. Durch die Ausnutzung der von dem Oberflächenleiter geführten Oberflächenwellen zur Heizleistung wird 2:usätzlich zu der von den seitlich und von oben auf das Heizgut einfallenden Mikrowellen eine Nahbereichs-Heizung geschaffen, die vor allem in den sonst vernachlässigten unteren Bereichen des Heizgutes eine gute Heizwirkung erzeugt.

Besonders gute Heizleistung ergibt sich, wenn in Weiterbildung der Erfindung für die Einleitung von Hohlraumwellen in die Heizkammer ein erster Hohlleiter vorgesehen ist und der Oberflächenleiter über einen zweiten Hohlleiter an den Ausgang des Magnetrons gekoppelt ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Anteil der über den ersten Hohlleiter zuführbaren Mikrowellen steuerbar zu machen Die Steuerung kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß an den ersten Hohlleiter ein elektrisch leitfähiges Bauteil zur Steuerung des Anteils der eingegebenen Hohlraumwellen angelenkt ist. Alternativ kann der Anteil der zugeführ-

ten Hohlraumwellen auch durch ein Element mit variabler Impedanz, vorzugsweise eine Gasentladungsröhre, gesteuert werden.

Insbesondere zum Aufheizen von bauchigen Flaschen ist in Weiterbildung der Erfindung der Obertiächenleiter ein auf dem Boden der Heizkammer aufgestellter, oben offener Zylinder, der mit zum Rand des Zylinders parallelen Stützen versehen und von dem Hohlleiter umgeben ist. Das Heizgut kann dann in einfacher Weise von oben in den Zylinder zum Aufheizen gestellt werden.

Weitere zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Heizvorrichtung, von der einige Teile weggebrochen sind;

F i g. 2 einen von der Seite gesehenen Querschnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 1;

F i g. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines leiterartigen Wellenleiters;

F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Oberflächenleiter;

Fig.5—11 Abwandlungen eines Oberflächenleiters, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können;

Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung einer Heizvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine seitliche Ansicht eines Querschnittes einer Heizvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 eine Querschnittsdarstellung einer Heizvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15 eine schematische Seitenquerschnittsdarstellung einer Heizvorrichtung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung verkörpert;

Fig. 16 eine perspektivische Darstellung mit weggebrochenen Teilen einer Heizvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17 eine verkleinerte Darstellung eines seitlichen Schnittes durch die Heizvorrichtung gemäß F i g. 16;

Fig. 18 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Heizvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 19 eine schematische Darstellung einer weiteren Modifikation eines Oberflächenleiters; und

F i g. 20 eine seitliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Heizvorrichtung gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen die F i g. 1 und 2 einen Mikrowellenheizer gemäß der Erfindung, der in einem kubischem Gehäuse 2 mit sechs Seitenwänden einschließlich des Deckels 2a und des Bodens 2b, einer Rückwand 2c, zweier Seitenwände 2d und 2esowie einer Vorderseite untergebracht ist, wobei an der Vorderseite eine Zugangstür 1 an einer Kante des Gehäuses aufgehängt ist. Ein zu heizender Gegenstand 5 in einem nicht metallischen Gefäß kann durch die öffnung O bei geöffneter Tür 1 in eine Heizkammer 4 eingeführt und dort auf einem Oberflächenleiter in Form einer Metallplatte abgesetzt werden. Die Platte 7 besitzt wenigstens eine Gruppe aus mehreren Bereichen 8 von im wesentlichen hoher Impedanz, wobei jeder Bereich die Form eines Schlitzes besitzt und die Bereiche oder Schlitze 8 in gleichem Abstand zueinander in einer vorbestimmten Neigung gemäß F i g. 1 angeordnet sind, so daß sich ein Leiter 14 für Oberflächen-Mikrowellen ergib:.

Die Platte 7 besitzt Abstand zu einer Bodenplatte 10 der Heizkammier 4, und durch den dadurch gebildeten Hohlleiter 6 können Mikrowellen hindurchlaufen. In einem Raum zwischen der Bodenplatte 10 der Kammer

ίο 4 und der Bodenwand 2b des Gehäuses 2 ist ein Magnetron 3 in einer Position in der Nähe der Rückwand 2c angeordnet, das Mikrowellen erzeugt — die natürlich auch durch eine andere geeignete Hochfrequenz-Quelle für elektromagnetische Wellen erzeugt werden können —, welche über eine Antenne abgestrahlt werden, die in gewissem Umfang in den Hohlleiter 6 hineinragt

Der Leiter 14 für die Oberflächenwelle bei der Ausführungsfoirm gemäß Fig. 1, 2 ist eine Art von Leiter-Netzwark, das durch die Gruppe von mehreren Schlitzen S gebildet wird, die ungefähr gleich weit auseinander liegen und an einer Seitenwand E eines Wellenleiters WG mit dem Zwischenraum Fangeordnet sind. Es ist bekannt, daß die Oberflächenwelle sich über eine Metallplatte ausbreiten kann, auf welcher Impedanzelemente, etwa in der Form von Schlitzen, für die elektrischen Wellen in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.

Die Beziehung zwischen den Fig. 1, 2 sowie mit F i g. 3 ist derart, daß der Zwischenraum F des Wellenleiters WG dem Hohlleiter entspricht, während die Seitenwand E und die Schlitze 5 aus F i g. 3 der Platte 7 und den Schlitzen 8 aus F ig. 1, 2 entsprechen. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die von der Antenne 9 des Magnetron abgestrahlten Mikrowellen durch den Hohlleiter 6 geführt, wobei die Oberflächenwelle sich über die Gruppe von Schlitzen 8 ausbreitet, die gleich weit voneinander abstehen, wobei dann die sich in dieser Weise ausbreitende Oberflächenwelle den Gegenstand 5 aufwärmt, der auf der Metallplatte 7 abgesetzt wurde. In diesem Fall ist entsprechend der Oberflächenwellenausbreitung die Mikrowellenenergie in einer exponentiellen Funktion verteilt, wobei der Abstand von dem Leiter 14 für die Oberflächenwelle sich nach oben erstreckt und deshalb die Mikrowellenenergie sich auf dem zu heizenden Objekt konzentriert, das auf dem Leiter 14 für die Oberflächenwelle abgesetzt wurde.

In der Mikrowellenheizvorrichtung ist die Energiedichte in der Umgebung des zu heizenden Gegenstandes 5 wesentlich erhöht, woraus sich ein Anstieg der Heizwirkung im Ganzen ergibt. Da weiter das Ausmaß der Energiekonzentration vorteilhafterweise dadurch geändert werden kann, daß die Größe der Schlitze 8 und der zwischen ihnen verbleibenden Stege in geeigneter Weise eingestellt werden kann, ist die Leistung der Vorrichtung in weitem Umfang an die zu heizenden Gegenstände anpaßbar; diese Anpaßbarkeil kann in einfacher Weise dadurch gewährleistet werden, daß

Übertragungsleitungen für Oberflächenwellen mit verschiedenartigen Anordnungen der Impedanzelemente (Schlitze) als Austauschsätze bereitgehalten werden, so daß je nach der Art des zu beheizenden Gegenstandes die geeignete Leitung in die Heizvorrichtung eingesetzt wird. Ferner ist es häufig im praktischen Betrieb erwünscht, daß ein dielektrisches Material 11, beispielsweise Kunststoffmaterial, auf die Platte 7 aufgebracht W'---¹ welches dann die Schlitze 8 oremäß Fib. 5

überdeckt.

Man entnimmt der vorstehenden Beschreibung, daß in der Heizvorrichtung die Mikrowellen zur Ausbreitung der Oberflächenwellen durch den Hohlleiter 6 unter dem Leiter 14 für die Oberflächenwelle zugeführt werden kann. In dem Hohlleiter 6 können mehrere Arten elektromagnetischer Wellen durch geeignete Wahl der Breite, Höhe und Länge des Hohlleiters 6 vorhanden sein, wodurch verschiedene Energiedichten auf dem Oberflächenleiter erhalten werden können, da die Oberflächenwellen, die sich entsprechend den verschiedenen Arten der HF-Wellen ausbreiten, sich in ihren Zuständen voneinander unterscheiden. Im extremen Fall wird die Welle in den Raum der Heizkammer 4 als von der Oberflächenwelle unterschiedene elektrische Welle durch die Schlitze 8 oder andere Ritze in der Vorrichtung abgestrahlt, wobei die Ausnutzung dieses Phänomens es ermöglicht, Gegenstände größerer Dicke als üblich voll aufzuwärmen. In diesem Fall wird ein Teil der ausgebreiteten Energie in die Oberflächenwelle umgewandelt, so daß sie sich in der Umgebung des aufzuheizenden Objekts konzentriert, was weiter zu einer Verbesserung der Heizwirkung führt.

Weiter können je nach spezieller Auslegung und Beschaffenheit der Geräteteile einzelne Teile der Wände der Heizkammer 4, beispielsweise der Deckel 2a, aus Material gefertigt sein, das für Mikrowellen durchlässig ist, beispielsweise Kunststoff. Die Lage des Magnetrons, das oben als in der Nähe der Rückwand 2c im unteren Teil des Gehäuses 2 installiert beschrieben wurde, kann auch in einem mittleren Teil des Geräts ohne wesentliche Veränderung der Funktionsweise des Geräts untergebracht werden. In ähnlicher Weise kann die elektrische Versorgung für das Gerät durch einen Wellenleiter als Modifikation der Erfindung betrachtet werden.

In jeder der in den F i g. 5 —7 dargestellten Modifikationen besteht der gestrichelte Abschnitt 7 aus einem metallischen, elektrisch leitfähigen Material mit Gruppen aus mehreren Schlitzen 8, die gleiche Abstände haben. Selbstverständlich können andererseits auch die Schlitze 8 aus metallischem Material bestehen, wobei dann der gestrichelte Abschnitt 7 aus dielektrischem Materia! besteht. Weiter können beispielsweise Glas, Kunststoff, etc. in geeigneter Weise auf die Platte 7 zum Überdecken der Schlitze 8 aufgebracht sein, beispielsweise im Wege der Verarbeitung von Metallblech, Ätzen von gedruckter Karten, Elektroplatieren auf herzförmige Stoffe etc.

Die Fig.8 bis 11 zeigen weitere Abwandlungen des Leiters 14 für die Oberflächenwelle gegenüber der in den Fig. 1,2 dargestellten Ausführungsform. In F i g. 8a und 8b ist die Metallplatte 7 mit einer Gruppe aus mehreren Schlitzen 8 versehen, wobei jeder Schlitz 8 durch Ausstanzen der Platte 7 und Abbiegen einer Längskante des ausgestanzten Abschnittes der Platte 7 nach außen um einen Winkel zur Oberfläche der Platte 7 gebildet sind, so daß sich vorstehende Abschnitte 13 (Fig.8b) ergeben, um die Bündelung der Oberflächenwelle zu verbessern, während die Ausgestaltung gemäß Fig.9a und 9b eine Metallplatte 7 zeigt, die mit einer Gruppe aus mehreren Zähnen t versehen ist, wobei jeder Zahn sich nach außen rechtwinklig zur Oberfläche der Platte 7 in einer Richtung parallel zu einer Seite der Platte 7 erstreckt und wobei die Zähne t gleichen Absland voneinander haben; zwei Schlitze 8 sind in der PIaIIc 7 senkrecht zur Richtline der Zähne t ausgebildet, so diiß sich Offnungen für die Obcrflächcnwcllcn-Aus· breitung ergeben und die Schlitze 8 den geeigneten Abstand voneinander aufweisen.

In F i g. 10 werden vier Gruppen gebogener Schlitze 8 vorgesehen, wobei die Gruppen radial gleichen Abstand voneinander haben und konzentrisch in der Metallplatte 7 angeordnet sind; selbstverständlich können auch in dieser Ausführung die Metallplatte 7 durch ein dielektrisches Material und die Schlitze 8 durch entsprechende Metallstücke ersetzt werden.

In Fig. 1 sind mehrere kurze Stäbe b mit gleichen Abständen in einem Paar langer, dünner Platten 7 senkrecht zur Achse jeder Platte 7 angeordnet, wobei sich der Eindruck einer UKW-Antenne für den Fernsehempfang ergibt; bei dieser Ausbildung ergibt sich ebenfalls eine verbesserte Oberflächenwellen-Ausbreitung.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung und ihrer Modifikationen dürfte deutlich geworden sein, daß der Oberflächenwellenleiter an sich jede beliebige, mögliche Konfiguration haben kann, solange die Metallteile dieser Leitung in regulären Intervallen angeordnet sind, wobei die Anordnung dieser Teile nicht auf die gleiche Ebene beschränkt ist, sondern auch kubische Konstruktionen umfassen kann, die im wesentlichen die gleichen Effekte bringen. Man bemerke weiter, daß eine einfache dielektrische Platte auch ohne eine der oben beschriebenen periodischen Strukturen für die Übertragung der Oberflächenwelle verwendet werden kann.

Die Fig. 12—13 zeigen weitere Ausführungsformen der Heizvorrichtung. Gemäß Fig. 12 sind in der Metallplatte 7 drei Gruppen aus mehreren gleich verteilten Schlitzen 8 ausgebildet. Die Metallplatte 7 kann natürlich durch ein dielektrisches Material, beispielsweise Kunststoff, ersetzt werden, wobei dann die Schlitze 8 in ähnlicher Weise durch Metallstücke ersetzt werden müssen. Gemäß F i g. 12 erstrecken sich mehrere metallische Trennplatten 15 rechtwinklig nach unten von der Unterfläche der Platte 7 und sind in dem Hohlleiter 6 unter der Platte 7 parallel zur Achse der Reihe der Schlitze 8 angeordnet. Die Trennplatten 15 sind mit geeignetem Abstand zueinander angeordnet, und steuern die Verteilung der elektrischen Wellen in dem Hohlleiter 6, wodurch auch der Zustand der sich ausbreitenden Oberflächenwelle beeinflußt werden kann, so daß die Energieverteilung in dem Heizraum 4 demzufolge auf bequeme Werte einstellbar ist. Diese Reguliereinrichtung kann auch aus geformten Leisten bestehen, indem beispielsweise rechtwinklige leitfähige Bleche beliebiger Konfiguration, bestehend aus nadeiförmigen Metallstücken, oder dielektrische Bauteile angeordnet werden, die die Verteilung der Energie in dem Hohlleiter 6 beeinflussen. Wenn notwendig, können solche Steuerlementc beweglich angeordnet werden, um eine Gleichförmigkeit der Energieverteilung zu gewinnen.

In dieser Ausführungsform gemäß Fig. 13 ist das Gehäuse 2, das Magnetron 3 mit der Antenne 9, die in die Heizkammer vorsteht, ähnlich den entsprechenden

bo Teilen aus Fig.20; abweichend ist jedoch eine Trennwand 4a mit Abstand von der Rückwand 2c angeordnet und am unteren Ende auf die Rückwand 2c zu abgebogen in der Heizkammer 4 install crt, so daß sich eine schmale Kammer Ab zwischen der Bodenplatte

ii^r> 10 und dem unteren abgebogenen Abschnitt der Teilplatte ergibt. In diese kleine Kammer Ab ragt die Antenne des Magnetrons hinein. Die Kammer Ab steht mit der Heizkammer 4 in Verbindung. Die Platte 7 in

dieser Ausführungsform erstreckt sich an einer Kante in die kleine Kammer 4b bis zu einer Stelle in der Nähe der Antenne 9 und definiert somit zwei Kanäle 17 und 18 in der Kammer 4b. Eine Deckplatte 11 aus für elektrische Wellen durchlässigem Material, beispielsweise Kunststoff, ist auf die Platte 7 an deren in der Heizkammer 4 angeordneten Teil aufgebracht, so daß die Schlitze 8 der Platte 7 bedeckt sind. Eine Dämpfungsplatte 16 aus Metall ist an einer Kante schwenkbar an dem Abschnitt der Trennwand 4a angelenkt, an welchem letztere zur Rückwand 2c hin abgewinkelt ist, um eine Verschwenkbarkeit der Platte 16 in dem Kanal 18 zu ermöglichen. In bestimmten Fällen kann natürlich auch auf die Dämpfungsplatte 16 verzichtet werden. Bei der in Fig. 13 dargestellten Heizvorrichtung ist die von der Antenne 9 abgestrahlte Mikrowelle in zwei Teile auf die Kanäle 17 und 18 aufgeteilt, d. h. ein Teil führt in den Hohlleiter 6 durch den Kanal 17 zur Ausbreitung der Oberflächenwelle, während der andere Teil direkt in die Heizkammer 4 durch den Kanal 18 abgestrahlt wird. Man bemerke, daß der durch der Kanal 18 laufende Teil der Mikrowellen längs dem Oberflächenleiter 14 läuft und auf diesem eine Oberflächenwelle ausbildet. Demzufolge können dem Gerät gemäß Fig. 13 Gegenstände, die zur ausschließlichen Beheizung durch die Oberflächenwelle zu dick oder zu stark wären, voll aufgeheizt werden. Weiter kann durch die Einstellung der Öffnungsgröße für die metallische Dämpfungsplatte 16 das Verhältnis der erwähnten Wellenteile sehr leicht dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden. Selbstverständlich kann der Oberflächenleiter gemäß der Fig. 13 auch durch eine der oben erwähnten anderen Modifikationen ersetzt werden.

Fig.20 schließlich zeigt eine Modifikation der Vorrichtung aus F i g. 13. Bei dieser Abwandlung ist die Dämpfungsplatte 16 als Mikrowellen-Schalteinrichtung ersetzt durch eine elektrische Einrichtung, die mit einer Glimmröhre 30 arbeitet, welche gegen die Rückwand 2c zu gerichtet ist. Es sind auch andere Konstruktionen denkbar, die derjenigen aus Fig. 13 ähnlich sind. Die Glimmröhre 30 ist auf dem abgebogenen Teil der Trennplatte 4a in der Nähe der Kante der letzteren befestigt, die an der Rückwand 2c festliegt, wobei eine Spannungsquelle 31 für die Röhre 30 an der Rückwand 2c in einem Raum befestigt ist, der von der Trennwand 4a und der Rückwand 2c umgeben ist. Auf diese Weise kann die Glimmröhre 30 aus der Spannungsquelle 31 mit Spannung versorgt werden und dann zünden, worauf die elektrische Welle in dem Kanal 18 nicht in die Heizkammer 4 eintreten kann, und zwar aufgrund der so Entladung in der Glimmröhre 30. Wenn andererseits keine Spannung der Röhre 30 vor der Spannungsquelle 31 zugeführt wird, dann wird die Mikrowellenenergie nicht von dem Kanal 18 abgeschirmt und kann folglich in die Heizkammer 4 sich ausbreiten.

In der Ausführungsform nach Fig. 14 ist eine Platte 10 mit Abstand von dem Deckel 2a in dem Gehäuse 2 angeordnet, und das Magnetron 3 ist in dem Raum angeordnet, der von der Platte 10 und dem Deckel 2a umschlossen wird. Das in einem mittleren Abschnitt der Platte 10 angeordnete Magnetron ist so aufgestellt, daß seine Antenne nach unten in das Innere des Gehäuses 2 weist. Eine Zwischenplatte 19 von L-förmigem Querschnitt besitzt eine Öffnung 19a am oberen Abschnitt, hält Abstand von der Platte 10 und der Rückwand 2c und bestimmt die Heizkammer 4 auf dem Leiter 14 für die Oberflächenwelle, so daß sich auf diese Weise ein Wellenkanal 6a zur Führung der elektrischen Wellen ergibt, die von der Antenne 9 auf die Oberfläche des Wellenleiters 14 um die Kammer herum abgestrahlt werden. Dieser Kanal 6a steht mit dem Hohlleiter 6 zwischen dem Leiter 14 und dem Boden 2b des Gehäuses 2 in Verbindung. Der Leiter 14 für die Oberflächenwelle ist dielektrisch und somit geeignet, als Übertragungsleitung für die Oberflächenwelle zu wirken, indem ihre Stärke geeignet gewählt wird. Bei der in F i g. 14 dargestellten Vorrichtung werden die von der Antenne 9 abgestrahlten Mikrowellen in zwei Wellen aufgeteilt, d. h. diejenigen Anteile, die durch das Symbol P bezeichnet sind, werden direkt von der Antenne 9 abgestrahlt, und diejenigen Anteile, die mit dem Symbol Q bezeichnet sind, sorgen für eine Ausbreitung der Oberflächenwelle über die Übertragungsleitung, so daß sich insgesamt ein ähnlicher Effekt wie derjenige ergibt, der im Zusammenhang mit der Ausführungsform aus F i g. 13 beschrieben wurde.

Bei F i g. 15 ist die Zwischenplatte 19 eingespart. Eine Platte 20 aus einem für die elektrischen Wellen durchlässigen Material, beispielsweise Kunststoff, ist unterhalb der Platte 10 mit Abstand lediglich zum Zwecke des Abdeckens angeordnet. Hierbei setzen sich die erzeugten elektrischen Wellen zusammen aus den Wellen R, die zur Ausbreitung der Oberflächenwelle beitragen und den Wellen V, die direkt von der Antenne 9 abgestrahlt werden.

In den Fig. 16, 17 ist die Platte T für die Übertragungsleitung 14' der Oberflächenwelle zylindrisch ausgebildet und in dem mittleren Abschnitt des Bodens 2b' des Gehäuses 2' aufgestellt, wobei der Boden 2b' auch als Platte 10, wie in der Ausführungsform gemäß F i g. 2, dient. Eine Türplatte Γ ist an einer Seitenkante an der oberen Kante der Wand 2c' schwenkbar aufgehängt, so daß sich eine verschiebbare öffnung O im oberen Abschnitt des Gehäuses 2' ergibt, die im übrigen an den Seitenwänden des Gehäuses 2' begrenzt wird. Das Magnetron 3 ist in dieser Ausführungsform an die Unterseite des Bodens 2b' an einer Stelle angesetzt, die in der Nähe der Rückwand 2c' des Gehäuses 2' liegt, wobei die Antenne 9 in den Hohlleiter 6 vorsteht, der zwischen den Seitenwänden des Gehäuses 2' und der äußeren Peripherie der Zylinderplatte T gebildet wird. Die Platte T besitzt mehrere Schlitze 8. Die zylindrische Platte T für den Oberflächenleiter 14 ist somit in einer Stellung angeordnet, bei der eine erhöhte Heizwirkung besonders erwünscht ist. Diese Ausführungsform ist besonders günstig bei Gegenständen beträchtlicher Höhe, beispielsweise einer Milchflasche oder einer japanischen Weinflasche, weil nicht nur der Teil in der Nähe des Flaschenhalses rasch aufgewärmt wird. Dies gelingt dadurch, daß die Übertragungsleitung für die Oberflächenwelle den unteren Teil der Flasche umgibt, um an dieser Stelle die Wärmeleistung zu erhöhen. Man sieht aus dieser Ausführungsform, daß die Heizleistung an einem bestimmten Teil des aufzuheizenden Gegenstandes zur Anpassung an den jeweiligen Zweck dadurch variiert werden kann, daß die Übertragungsleitung 14 für die Oberflächenwelle eine entsprechende Konfiguration erhält, wobei der Hohlleiter 6 hinter der Übertragungsleitung 14 gebildet ist.

Bei Fig. 18 schließlich ist der Hohlleiter 6 ersetzt durch eine Platte 21 aus dielektrischem Material, beispielsweise Kunststoff, Glas oder Keramik, die unter der Oberfläche der Übertragungsleitung 14 auf der Platte 10 von U-förmigem Querschnitt angeordnet ist, welche die Heizkammer 4 in dem Gehäuse 2 derart

definiert, daß ein gewisser Zwischenraum zwischen der Platte 10 und den Wänden 2a, 2c und 2b verbleibt. Der Hohlleiter 6, der bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen als Raum ausgebildet war, ist hier also durch die Platte 21 ersetzt. Das Magnetron ist in dem Raum angeordnet, der sich zwischen dem unteren Abschnitt der Platte 10 unter der Übertragungsleitung 14 und dem Boden 2b des Gehäuses 2 befindet, und zwar an einer Stelle, in der Nähe der Rückwand 2c, wobei die Antenne 9 der Anordnung 3 in die Heizkammer 4 in der Nähe einer Kante der dielektrischen Platte 21 vorsteht. Die dielektrische Platte 21 dient in dieser Ausführungsform als Hohlleiter 6 unter der Übertragungsleitung 14.
In Fig. 19 ist eine Gruppe aus mehreren Metallstükken V an einem Trägerelement T aus dielektrischen Material so befestigt, daß die Metallstücke gleichen Abstand voneinander haben. Wie oben beschrieben, ist es möglich, eine Oberfjächenwellenheizung durch bloßes Anordnen einer Übertragungsleitung für die Oberflächenwelle in der Heizkammer zu erreichen, wenn eine Oberflächenübertragungsleitung aus einer Kombination aus einem Übertragungsleitungsabschnitt für eine elektrische Welle und einer metallischen Struktur von periodischer Natur gebildet wird.
Weiter können in Fällen, in denen sowohl die Übertragungsleitung für die Oberflächenwelle wie auch die Seitenwände der Heizkammer aus Metall bestehen, gewisse Unbequemlichkeiten aufgrund von Funkenentladungen an den Teilen auftreten, an denen die

ίο Oberflächenübertragungsleitung und die Seitenwände zu nahe einander angeordnet sind oder einander berühren. Zur Vermeidung dieser Unbequemlichkeiten kann es sich als notwendig erweisen, harzförmiges Material auf die Kanten der Übertragungsleitung für die Oberflächenwelle aufzutragen, dielektrische Stoffe zwischen die Übertragungsleitung und die Seitenwände einzufügen oder entweder beide zu verschweißen oder die Übertragungsleitung mit den Seitenwänden durch Befestigungsschrauben festzulegen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellen-Heizvorrichtung mit einer im wesentlichen rechtwinkligen, in einem umgebenden Gehäuse angeordneten Heizkammer, in deren Wänden wenigstens ein» Öffnung vorgesehen ist, durch welche die von einem Magnetron abgegebenen und über einen Hohlleiter herangeführten Mikrowellen in die Heizkammer eingespeist werden, wobei der Boden der Heizkammer zur Aufnahme des Heizgutes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden aus einem Oberflächenleiter (7) besteht, welcher über den Hohlleiter (6) an den Ausgang (9) des Magnetrons (3) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter zusätzliche Schlitze aufweist, die zum Durchlaß der Hohlkaumwellen aus dem Hohlleiter (6) in die Heizkammer (4) dimensioniert sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einleitung von Hohlraumwellen in die Heizkammer ein erster Hohlleiter vorgesehen ist, und daß der Oberflächenleiter über einen zweiten Hohlleiter (F i g. 14,15,16) an den Ausgang des Magnetrons (3) gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der über den ersten Hohlleiter zuführbaren Mikrowellen steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Hohlleiter ein elektrisch leitfähiges Bauteil (16) zur Steuerung des Anteils der eingegebenen Hohlraumwellen angelenkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der zugeführten Hohlraumwellen durch ein Element mit variabler Impedanz steuerbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit variabler Impedanz eine Gasentladungsröhre (30) ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als elektrisch leitfähige Platte ausgebildete Oberflächenleiter aus dem Boden der Heizkammer herausnehmbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter eine dielektrische Platte ist, die mehrere unabhängige elektrisch leitfähige Elemente enthält, wobei die Elemente gleichen Abstand voneinander haben und der Abstand nicht größer als ein Viertel der freien Hohlraum-Arbeitswellenlänge der Mikrowellen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter mehrere metallische, elektrisch leitfähige Stangen aufweist, die in gemeinsamer Ebene mit Abstand zueinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter (7, 14) ein auf dem Boden der Heizkammer (4) aufgestellter, oben offener Zylinder ist, der mit zum Rand des Zylinders parallelen Schlitzen (8) versehen und von dem Hohlleiter (6) umgeben ist(Fig. 17,18).

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Oberflächenleiter (7, 14) eine für elektrische Wellen durchlässige Deckplatte (11), beispielsweise aus Kunststoff, aufgebracht ist (F i g. 13,15,20).

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenleiter (14) neben der in die Heizkammer (4) ragenden Antenne (9) des Magnetrons (3) und über einer dielektrischen Platte (21) am Boden der Heizkammer angeordnet ist (F i g. 19).