DE2516622A1 - Mikrowellenofen - Google Patents
MikrowellenofenInfo
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Description
2b 16622
Dr!.'-;. . ir
Tel. 2 ύ·:-Μ ca
MATSUSHITA ^LECTHIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan
Die Erfindung "bezieht sich auf einen Mikrowellenofen und
insbesondere auf einen IH-krowellenofen mit besseren Leistungseigenschaften
in Sinne der Krmöglichung einer gleichmäßigen Erhitzung einer
zu bereitenden Speise in allen Teilbereichen.
Als Maßnahme zur Erzielung einer gleichmäßigeren !Erhitzung
in Mikrowellenofen hat man die Möglichkeit ins Auge gefaßt, eine in
der Tiefen- wie auch Längenrichtung symmetrische elek-fcrische Feldverteilung
im Heizraum herbeizuführen. Es waren jedoch viele Probleme
zu lösen, bevor dieses Prinzip in die Praxis umgesetzt werden konnte.
Sines dieser Probleme bestand in der Schwächung des elektrischen Feldes
in der Mitte des Heizraums, die sich auch dann zeigte, wenn eine
symmetrische elektrische Feldverteilung herbeigeführt werden konnte.
Dies bringt insofern eine Schwierigkeit mit sich, als ein größeres
liahrungsprodukt wie beispielsweise ein Brathühnchen im Inneren nicht
genügend erhitzt wird. Als typisches Beispiel ist der Fall eines
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— ? —
Kuchenteiges mit Wassergehalt anzuführen, der in einer großen, flachen
Form ausgebreitet und im Mikrowellenofen erhitzt wird, wobei
die Obe rf lache nbe reiche zwar gut durchwärmt werden, während das
Innere jedoch unausgebacken bleibt. Natürlich ist ein Ausbacken auch im Inneren möglich, wenn die Erhitzung lange genug fortgeführt wird,
doch verkrusten dann die Oberflächenbereiche zu stark und verlieren
ihren Währungswert. Die Erfindung stellt darauf ab, das elektrische
EeId im Heizrauminneren zu verstärken, um so insgesamt eine gleichmäßige
Erhitzung zu bewirken.
Die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, einer in der Ofenmitte
lokalisierten Feldschwächung in der elektrischen Feldverteilung entgegenzuwirken,
wie sie auftritt, wenn ein Hochfrequenzerreger in
einem Ofen von beliebigen Abmessungen in der Tiefen- wie auch in der Längenrichtung symmetrisch angeordnet ist.
Die Erfindung hat -,veiterhin zur Aufgabe,, durch Anbringung
einee Mikro welle nspeisungste ils und eines Rührerhai te rungs te ils an
der gleichen Wandfläche einen großen effektiven Heizraum in der Heizkammer verfügbar zu machen wie ebenso auch die elektrische Feldverteilung
zu verbessern.
Des weiteren hat die ürfindung zur Aufgabe, die im bekannten
Stand der Technik zu verzeichnenden Mangel auszuschalten. Hier
ist darauf zu verweisen, daß der Rührflügel raum und der eigentliche
Nutzraum für gewöhnlich durch eine aus einem dielektrischen Material
bestehende Trennwand gegeneinander abgeschlossen sind, die zur Herabsetzung
der dielektrischen Verluste und aus Kostengründen dünn gehalten
ist. Die Trennwand ist daher schwer zu reinigen, da sie sich durchbiegt, so daß der Rührflügel im Zuge des Reinigungsvorgangs
deformiert werden kann.
Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Trennwandhai
terung aus einem dielektrischen Material zu schaffen, die geeignet
ist, einer störenden Beeinflussung der elektrischen Feldverteilung· im Heizraum vorzubeugen. Da die Tre nnwandhal te rung bislang aus
einem Ifetallteil bestand, ergab sich der Nachteil, daß das elektrische
Feld durch die Tre nnwandhal te rung auch dann störend beeinflußt wurde, wenn im Heiaraum in der Tiefen- und Längenrichtung eine an
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sich symmetrische elektrische Pel ehre rte ilung herbeigeführt werden
konnte.
BLe Erfindung hat ferner zur Aufgabe , eine gleichmäßige
Erhitzung zu ermöglichen, indem Vorkehrungen getroffen -werden, um
ein zu erhitzendes Produkt in eine Lage in der Mitte des Heiaraums zu bringen, wenn eine Schale, die dieses produkt trägt, in den Heizraum
eingeführt wird.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen mit größrer !Deutlichkeit aus der nachfolgenden eingehenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigegebenen Zeichnungen hervor. Darin zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines die Erfindung
verkörpernden Mikrowellenofens mit geöffneter Tür;
ilg. 2 einen Längsschnitt des llLkrowellenofens der Pig. I;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Mikrowellenofens der
Figur Ii
Fig. 4 das beim Erhitzen in einem bekannten l'ikro welle nofen
erhaltene Erhitzungsschema in der Draufsicht»
Fig. 5 das beim Erhitzen in dem erfindungsgemäßen Mikrowellenofen
erhaltene Brhitzungsschema in der Draufsicht*
Fig. 6 bis 8 perspektivische Ansichten von Plattenausführungen mit elektrischen Leitern; und
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines bei dem erfindungsgemäßen
Mikrowellenofen vorgesehenen Rührflügels.
Der Mikrowellenofen ist so ausgelegt, daß eine Erhitzung und Speisezubereitung unter Zuhilfenahme von Hochfrequenzenergie der
Frequenzgrößenordnung um 245C MHz ermöglicht·wird, und wie aus Fig. 1
und 2 hervorgeht, ist innerhalb eines Hauptgehäuses 1 ein Heizraum 2 vorgesehen, wobei an dem Hauptgehäuse 1 eine Tür 3 montiert ist,
durch die eine Vorderöffnung des Heizraums freigegeben oder verschlossen
werden kann. Die Tür 3 ist mit einem Türgriff 4 zur Türbedienung
und mit einem Sichtfenater 5 zum Einblick in den Heizraum 2
versehen. Eine Schalttafel 6 weißt eine Skala 8 auf, die so angeordnet
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net ist, daß sie der Zeitskala 7 eines Zeitgebers zur Einstellung der Zubereitungsdauer entspricht, wobei diese Skala 8 die Einstellung
einer für die jeweilige Speisenart und -menge optimalen Erhitzungsdauer
gestattet. Die Einstellung auf die jeweils zu bereitende Speise erfolgt durch Drehen eines Bedienungsknopfes 9 und eine Zeitgebernadel
11 wird durch Drehen eines Zeitgeberknopfes 10 auf die
jeweilige Speisenmenge eingestellt. In dieser Weise können optimale Zubereitungsbedingungen gewählt werden. Mt der Bezugszahl 12 ist
eine E inschalt ta sie bezeichnet und mit der Bezugszahl 13 eine Signallampe,
die bei der Ausstrahlung von Hochfrequenzwellen aufleuchtet.
An der Oberseite des Heizraums ist ein Magnetron 14 zur
Einstrahlung von Hochfrequenzenergie in den Heizraum τοTgBsehen» ferner
ein ^Rührflügel 15» der durch den zur Kühlung des Magnetrons dienenden
luftstrom zu Drehbewegungen angetrieben wird, um so die Hochfrequenzwellen
innerhalb des Eeizraums nach allen Richtungen zu reflektieren,
eine Hührerwelle l6, die den Bährflügel trägt, eine
Trennwand 17 zux Abachließung des Bührflügels gegen den Heizraum und
es ist weiterhin eine Schale 18 gezeigt, auf die das Produkt 19 aufgelegt
ist» das zubereitet werden soll.
Die Erfindung soll im folgenden in Terbindung mit einem
Mikrowellenofen besehrieben werden, der den obigen Aufbau hei,
In Fig. 3 bezeichnet die Bezugezahl 2 den Heizraum, der
durch Verschweißen ßmwBx rostfreier Bleche gebildet und so aufgebaut
ist, daß beim Schließen einer (nicht dargestellten) Tür zum Einbringen
und Entnehmen der Speisen ein im wesentlichen parallelepipedischer
Baumteil umgrenzt wird. Die Bezugszahl 20 bezeichnet einen am Boden des Eeizraums 2 vorgesehenen vertieften Bereich, durch, den
das Effektivvolumen des Mkrowellenofens vergrößert wird und der
gleichzeitig als Sammelbecken für die aus den Speisen herrührende
ilüssigkeit dient, mit der Bezugszahl 18 ist eine vom Boden des Heitraums
2 getragene, aus (SLas bestehende Auflageplatte für die Speisen bezeichnet und mit der Bezugszahl 14 das oberhalb des Heizraums 2
angeordnete Magnetron, das als Hochfrequenzerreger vorgesehen ist.
Das Magnetron ist in eine kleine Bohrung eingepaßt, die in der Mitte der oberen üäehe des Heizrauss vorgesehen ist und durch die der
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Ilagnetronstrahler senkrecht nach unten ragt. Die Pezugszahl 21 bezeichnet
flache Platten aus einem leitenden Material wie beispielsweise rostfreiem Stahl, die an die obere Fläche des Heizraums angeschweißt
sind. Diese Platten sind links und rechts vom Strahler 22 parallel zueinander angeordnet, wobei ihr Abstand von dem Strahler
22 neun bis zehn Zentimeter beträgt.
Ss soll nun der ErhitzungsVorgang näher erläutert werden.
Es sei davon ausgegangen, daß der parallelepipedische Heizraum 2 die
folgenden Abmessungen hat: Breite 33,5 cm>
Tiefe 26 cm und Höhe 26,5 cm. Auf die Speisenauflage fläche 18 wird zunächst ein mit einer
wässerigen Kobaltchloridlösung getränktes Stück papier aufgelegt, das hierauf in dem Mk ro welle no fen erhitzt wird. Führt man die Erhitzung
unter Fortlassung der Metallplatten 21 durch, so erscheint das
in Fig. 4 gezeigte Muster. Die dunklen Bereiche sind jene Flächenteile, die erhitzt wurden und eine Verfärbung zeigen. Beim Backen
eines großen Kuchens bleibt in diesem Fall das Innere unausgebaoken,
wie dies beim Eingehen auf den Stand der Technik bereits erwähnt wurde. Auch bei Betätigung des Rührflügels zur Herbeiführung einer
gleichmäßigen elektrischen Feldverteilung treten diese unausgebackenen
Bereiche im Inneren auf, wenn man die in bezug auf die Tiefen-
und Längenrichtung symmetrische Anordnung des Magnetrons beibehält.
Falls jedoch die Metallplatten 21 montiert wurden, wie dies im Rahmen
dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, erschien
das in Fig. 5 gezeigte Master des Kobaltchlorids, was erkennen läßt,
daß die Mittelfläohe gut durchwärmt wurde. Beim Backen eines großen Kuchens in diesem Mikrowellenofen werden also alle Teilbereiche einschließlich
des mittleren Teils des Kuchens mit Ausnahme einer Außenflächenpartie gut erhitzt. Natürlich läßt sich dann auch ein Kuchen
backen, der frei von unausgebackenen Teilbereichen ist, indem man
den Rührflügel in Betrieb nimmt, der zweckentsprechend aufgebaut ist.
Die Stellen, an denen die Metallplatten 21 vorgesehen sind, entsprechen den dunklen Bereichen in dem in Fig. 4 gezeigten Muster
(beispielsweise also den Stellen X und Y). Bei einem Verschieben der
Metallplatten aus dieser Stellung verschwindet das Muster der Fig. 5 und es erscheint das Muster der Fig. 4. Da der Strahler 22 des Magnetrons
senkrecht nach unten ragt, erfolgt durch ihn eine Anfachung in
einem
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einem vertikalen elektrischen Feld, iiach den Prinzipien der Lehre
vom Elektromagnetismus läßt sich nach den obigen Befunden sagen, daß
ein Hauptschwingungstyp der innerhalb des Heizraums angefachten Tfellen
bei Fortlassung der Platten 21 vertikale elektrische Feldkomponenten an Stellen aufweist, die von dem Strahler 22 neun bis zehn
Zentimeter nach links und nach rechts versetzt sind, was zur Entstehung des in Fig. 4 gezeigten Musters führt, wobei in diesem Fall der
Mttelbereich eines Kuchens von einiger Größe nur schwer zu erhitzen
ist. Sieht man indessen die flachen Platten 21 vor, so verschwindet der obige Schwingungstyp und stattdessen erscheint als Hauptschwingungstyp
ein solcher, bei dem im Abstand von neun bis zehn Zentimeter links- und rechtsseits vom Strahler 22 keine vertikale elektrische
Feldkomponente vorhanden ist, was nun die Möglichkeit bietet,
auch den Mttelbereich eines großen Kuchens gut zu erhitzen. Demgemäß kann als Mittel zur Anfachung von Hochfrequenzwellen innerhalb des
Heizraums 2 statt des senkrecht nach unten ragenden Magnetronstrahlers
auch eine belieMge andere Yorrichtung vorgesehen sein, welche
die Erregung eines vertikalen elektrischen Feldes gestattet, wie beispielsweise
ein im IE n-3?yp erregter Bechtecknohlleiter, dessen
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Η-Ebene durch eine kleine Öffnung angekoppelt ist. Die Metallplatten
21 haben bei dieser Ausführungsform die in Fig. 6 gezeigte Gestalt,
doch können große Rührflügel verwendet werden, wenn zur Krmöglichung
eines ruhigen Laufs Öffnungen vorgesehen sind, wie dies in Fig. 8
dargestellt ist. Es sei auch bemerkt, daß eine genan senkrechte Anordnung
nicht erforderlich ist, sondern daß auch eine gewisse Neigungsstellung
vorgesehen sein kann, um dem gleichen Zweck zu dienen.
Weiterhin ist eine Unterteilung in Abschnitte möglich.
Hat der Heizraum andere Abmessungen als bei der obigen Ausführungsform
und ist das elektrische Feld in der Mitte für den HauptschwxBgungstyp
seh wach, so kann dieser Schwingungstyp beseitigt -werden,
indem man die Leiter an den Stellen eines starken elektrischen
Feldes nach dem betreffenden Schwingungstyp anordnet, und zwar parallel
zum elektrischen Feld*
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird durch die Erfindung ein Mikrowellenofen aiit einer elektrischen iteld'werteilung
geschaffen, bei der das Feld in der Mitte stark und in der Tiefen-
so wie
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sowie Längenrichtung symmetrisch ist, wobei die Anordnung zudem "baulich
einfach ist. Dieser Mikrowellenofen eignet sich folglich auch zum Backen großer Kuchen, was bislang mit Schwierigkeiten verbunden
war, und es wird ein gleichmäßiges Erhitzen ermöglicht.
Es wurde bereits erwähnt, daß die elektrische Feldverteilung
im Heizraum in der Tiefe wie in der Länge symmetrisch ist, wenn der Mikrowellenspeisungsteil im Heizraum in der liefen- und Längenrichtung
in einer Symmetrie stellung angeordnet und kein Organ zur
Beeinflussung des elektrischen Feldes wie etwa ein Rührflügel vorgesehen ist, wobei der Heizraum in seinem Aufbau parallelepiped!sch
begrenzt ist. Zur Verhinderung einer Beeinträchtigung der in der Tiefe wie in der Länge symmetrischen elektrischen Peldverteilung iruß
das Lager des Rührers koaxial zum Mikrowellenspeisungsteil angeordnet
sein. Am vorteilhaftesten ist es hierbei, wenn der in Fig. 9 gezeigte
Mittelteil 23 des Rührflügels aus einem Material mit geringem
dielektrischen Verlust besteht und wenn am äußeren Umfang des Rührflügels
mehrere Fahnensätze 15a, 15^ vorgesehen sind, die jeweils
Fahnen mit entgegengesetzter neigung umfassen, welche aus Metall
oder aus einem metallbeschichteten Material bestehen. Die Gründe
hierfür sind die folgenden:
(a) Falls der Mittelteil 23 des Rührers ebenso wie jede
Fahne 15 aus Metall besteht, werden die von dem unmittelbar oberhalb der Rührerwelle vorge sehenen Mikrowellenspeisungsteil ausgestrahlten
elektromagnetischen Wellen um den Umfang des Rührflügels herumgeleitet
und treten dann in das Innere des Heizraums ein. Soll ein flaches
produkt wie beispielsweise ein Kuchen erhitzt werden, so wird
dessen Mittelbereich infolgedessen nur wenig aufgeheizt. Zurückzuführen ist dies darauf, daß eine Anzahl von Schwingungstypen auftritt,
ausgehend von der Unterseite des Rührflügels zum Heizraum, und diese Tendenz zeigt sich um so stärker, je größer man die Fahnen be mißt,
um eine möglichst starke elektromagnetische Wellenstörung zu erzielen.
Wird der Mittelteil erfindungsgemäß aus einem Material mit
geringem dielektrischen Verlust wie beispielsweise Polysulfon hergestellt,
so kann die elektrische Feldstärke im Mittelbereich und am
Umfang
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Umfang durch Ändern des Fahne nab s tande s Ϊ reguliert werden, und die
Fahnenabmessungen können beliebig groß gewählt werden, so daß sich
eine verstärkte Rühr- oder Störwirkung erzielen läßt und die Gewähr
für eine einwandfreie, gleichmäßige Verteilung des elektrischen Feldes
gegeben ist.
(b) Sind Fahnen mit einem Mittelteil aus ifetall nahe dem
Mikrowellenspeisungsteil angeordnet, so kommt es leicht dazu, daß
eine gleichmäßige Erhitzung wegen der Uneinheitlichkeit der Abstände
vom Mikrowellenspeisungsteil zu den Fahnen eowie in den Tiefen- und
Längendimensionen nicht mehr möglich ist. Je weiter also der Metallreflektor
vom Mikrowellenspeisungsteil angeordnet ist, um so stärker
kann sich die Einheitlichkeit in den Abmessungen auswirken.
(c) Da die Rührfahnen 15a und 15"b im Winkel θ entgegengesetzt
geneigt sind, werden die elektromagnetischen T/feilen bei einer
Umdrehung der Rührflügel anordnung mit der gleichen Intensität nach allen Richtungen abgestrahlt. Ls wird mithin in der Tiefe wie auch
in der Länge eine symmetrische Verteilung erzielt. Es soll nun eine Methode erläutert werden, die zur Beibehaltung der symmetrischen
elektrischen Feldverteilung in der Tiefen- und Längenrichtung des
Heizraums geeignet ist.
Ein herkömmlicher Mikrowellenofen weist wie in Fig. 2 eine
Trennwand 17 auf, die den Nutzraum gegen den Rührflügelraum abschließt. Zur Anbringung der Trennwand wurde bislang für gewöhnlich
eine Metallplatte an die Wand des Heizraums angeschweißt, an der die
Trennwand festgeschraubt werden konnte. Bei einem solchen Aufbau
wird jedoch die Symmetrie der elektrischen Feldverteilung in der
Tiefe und Länge beeinträchtigt. Wie aus der Darstellung der Fig. 2
hervorgeht, wird im Rahmen der Erfindung die aus einem Material mit geringem dielektrischen Verlust wie etwa Polyeulfon bestehende Trennwandhai
te rung 24 an der Oberwand des Heizraume festgeschraubt, worauf
die Trennwand durch Kanuklipps 25 an der Tre nnwandhal te rung befestigt
wird.
Die Anordnung des mittleren Teils der Trennwand ist eine solche, daß das Ende der Rührerwelle 16 der Trennwand 17 näher ist
als der Drehungsebene des Rührflügels. In dieser Weise wird einer
möglichen
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- 9 -möglichen De formierung des Rührflügels beim Reinigen vorgebeugt.
Zur Sicherstellung einer in der Tiefen- und Längenrichtung
zentralen Lage der Schale im Heizraum ist an der Rückwand des Heizraums
ein vorspringender Rand 26 vorgesehen, so daß die Schale beim
Einführen stets in die Mitte des Heizraums gebracht wird.
Pateηtansprüehe
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Claims (1)
- - 10 Patentansprüche1. Mikrowellenofen mit einem Ofenhaupt gehäuse, einem im wesentlichen parallelepiped! sch aufgebauten Heizraum, einer Tür zum Freigeben und Verschließen einer Öffnung des Heizraums und einem Hochfrequenzspeisungsteil zur Zuführung von Ivlikrowellenenergie in den Heizraum, gekennzeichnet durch eine in bezug auf den Heizraum (2) in der Tiefen- wie in der Längenrichtung im wesentlichen symmetrische Anordnung des Hochfrequenzspeisungsteils (14) und eine Anordnung moduswandelnder Leiter (21) auf entgegengesetzten Seiten des Hoehfrequenzspeisungsteils (14)·2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (15) zur Störung der elektromagnetischen Wellen vorgesehen isi;.5. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizrauffl (2) mit einer für elektromagnetische Welles, durchlässigen Trennwand (l7) zur Abschließung des zur Aufnahme des Zubereitungs-,guts vorgesehenen Eaums gegen den Hochfrequenzspeisungsteil (14) veisehen ist, wobei die Trennwand (l7) durch. Halterungsteile (24* 25} aus dielektrischem Material gehaltert ist.4* Mfcronellenofea natsh Anspruch 1, dadurch, gekennzeieluset, daß dar Helzraum {2) mit einer entnehmbaren Schale (18) zum Auflegen des su -erhitzenden Suts versehen ist» wobei zu jeder Sei te der Schale (l8) eine lage be stimmende Anordnung (26) sum zwangsehlüssigen Einfuhren der Schale (l8) in die Mitte des Heizraums (2) vorgesehen ist.5. Mikrowellenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetron (14) direkt mit dem Hochfrequenz speisungsteil gekoppelt ist.6. Mikrowellenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das M-fctel (15) zur Störung der elektromagnetischen Wellen in einer in bezug auf den Hochfrequenzspeisungeteil (14) im wesentlichen koaxialen Anordnung mit einem Lager aus dielektrischem Material versehen ist, wobei dieses Lager in drehbarer Anordnung einen Rührer trägt.2 509847/07697· Mikrowellenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Teil (23) des Mittels (15) zur Störung der elektromagnetischen Wellen aus einem Material mit geringem dielektrischen Verlust und ein Handteil dieses Mittels (l5) aus einem Leiter in Form eines Rührers "bestehen.8. Mikrowellenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (15) mehrere Fahnenpaare (l5a» 15*0 einbegreift, wobei jedes der Fahnenpaare (l5a, 15*0 Leiter mit entgegengesetzter Neigungsstellung aufweist.9. Mikrowellenofen mit einem Ofenhauptgehäuse, einem im wesentlichen parallelepipedisch aufgebauten Heizraum, einer Tür zum Freigeben und Verschließen einer Öffnung des Heizraums, einem Mikrowellenoszillator zur Einstrahlung von Mikrowellenenergie in den Heizraum und einem Mittel zur Störung der elektromagnetischen Wellen, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Mikrowellenoszillators (14) annähernd in der Mitte einer oberen Ebene des Heizraums (2), wobei der Heizraum (2) eine für elektromagnetische Wellen durchlässige Trennwand (17) zur Abschließung eines Raums für die Aufnahme eines zu erhitzenden Guts gegen den Bereich der Anordnung des Mikrowellenoszillators (14) und des Mittels (I5) zur Störung der elektromagnetischen pfeile η einbegreift, wobei das Mittel (15) zur Störung der elektromagnetischen Wellen in drehbarer Anordnung koaxial zum Mikrowellenoszillator (14) vorgesehen und durch den Kühlluftstrom für den Mikrowellenoszillator (14) antreibbar ist und wobei das äußerste Ende einer Welle (l6) des Mittels (15) zur Störung der elektromagnetischen Wellen nahe der Trennwand (17) angeordnet ist.509847/0769Leerseite
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