DE2618603B2

DE2618603B2 - Mikrowellenofen

Info

Publication number: DE2618603B2
Application number: DE2618603A
Authority: DE
Inventors: Noboru Nara Kurata; Shigeru Yamatokoriyama Kusunoki; Teruhisa Osaka Takano; Hirofumi Nara Yoshimura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1978-06-01
Also published as: US4121078A; CA1063681A; FR2310058A1; DE2618603A1; SE7604876L; DE2618603C3; AU1350076A; SE409803B; GB1546114A; FR2310058B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenofen mit einer von ebenen metallischen Wänden gebildeten, quaderförmigen von einer Seite zugänglichen Heizkammer, an deren Boden ein Tisch zur Auflage von aufzuheizendem Gut angeordnet ist, mit einem außerhalb der Heizkammer angeordneten Magnetron o. dgl. Mikrowellen-Generator, sowie mit einer zwischen Heizkammer und Generator angeordneten Mikrowellen-Koppeleinrichtung, und mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Tisch und Koppeleinrichtung.

Bei dem Mikrowellenofen gemäß US-PS 34 36 506 wird durch Einkopplung von Hohlraumwellen in eine Heizkammer ein Strahlungsfeld erzeugt, welches auf dem Tisch abgelegtes Heizgut erwärmt. Um ungleichmäßiges Erhitzen des Heizgutes aufgrund von lokalen Resonanzmaxiina in der Feldverteilung zu vermeiden, ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die den Tisch sowohl in seiner Ebene wie auch senkrecht zu ihr durch das Strahlungsfeld relativ zur Koppeleinrichtung bewegt. Dennoch läßt sich insbesondere bei schlecht wärmeleitenden Speisen eine lokale Überhitzung nur schwer vermeiden. Man muß dann entweder die eingestrahlte Hochfrequenzleistung herabsetzen oder besondere Maßnahmen ergreifen, die eine günstigere Verteilung der Wellenknoten im Heizgut gewährleisten. Beide Maßnahmen sind nachteilig, weil sie einerseits die Heizzeit verlängern und andererseits eine besondere Gestaltung der Heizkammer erfordern.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, in jo der Heizkammer eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Mikrowellenenergie zu erzeugen, die eine überhitzungsfreie Erwärmung auch schlecht wärmeleitenden Heizgutes gestattet.

Bei dem eingangs genannten Mikrowellenofen ist nach der Erfindung dazu vorgesehen, daß der Generator und die Koppeleinrichtung sowie die Antriebseinrichtung sich in einem die Heizkammer umgebenden Zwischenraum zwischen Heizkammer und Gehäusewand des Ofens angeordnet sind, wobei die Koppeleinrichtung in dem sich unter dem Teller erstreckenden Abschnitt wenigstens einen Flächenleiter aufweist, welcher mit wenigstens einer Reihe von in der Leiterebene und senkrecht zur Längserstreckung des Flächenleiters sich in regelmäßigen Abständen erstrekkenden Stützen versehen ist, und daß die Relativbewegung zwischen Tisch und Koppeleinrichtung in Ebenen erfolgt, die parallel zur Längserstreckung des Flächenleiters sind. Durch Ausnutzen des von einem Flächenleiter abgestrahlten Nahfeldes in unmittelbarer Nähe über dem Tisch wird in dem Heizgut eine relativ hohe und gleichmäßige Heizleistung umgesetzt, wobei die Bewegung des Tisches parallel zum Flächenleiter lokale Überhitzung zuverlässig verhindert. Damit kann auch festes Heizgut, wie beispielsweise schlecht wärmeleitende Backwaren ο dgl. Speisen gleichmäßig und in kurzer Zeit erhitzt werden.

Die Erfindung gestattet zahlreiche vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen, die Gegenstand der Unteransprüche sind. wi

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

F i g. 1 und 2 Darstellungen der Bauweise und typische Energie-Verteilungen eines Oberflächenleiters, i>> der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann,

F i g. 3 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Mikrowellenofens,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Drehtisch und den in dem Ofen der F i g. 3 verwendeten Oberflächenleiter;

Fig. 5a einen Querschnitt duich eine andere Ausführungsform des mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Mikrowellenofens,

Fig.5b eine Draufsicht auf die Anordnung eines Oberflächenleiters in dem Ofen der F i g. 5a,

Fig.6 einen Querschnitt durch einen Mikrowellen ofen gemäß der Erfindung, der sowohl einen tubusförmigen Wellenleiter wie auch einen Oberflächenleiter verwendet,

Fig. 7 eine erläuterndeZeichnung alternativer Arten von in dem Mikrowellenofen der Fig.6 verwendbaren Oberflächenleitem,

Fig.8a, b Querschnitt und Draufsicht auf eine Energieverteilung im Gut 5, die durch den Leiter gemäß F i g. 7 erzeugt wurde;

Fig.9 einen Querschnitt durch einen Mikrowellenofen, bei dem ein Drehtisch zur Drehung von auf ihm abgestellten Nahrungsmitteln drehbar ist, der ohne zentrale Welle auskommt,

Fig. 10 verschiedene Arten des Antriebs für einen Drehtisch in einem mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatten Mikrowellenofen,

F i g. 11 weitere Antriebsarten eines Drehtisches gemäß einer Weiterbildung der Erfindung,

Fig. 12a und 12b einen Querschnitt und eine Draufsicht auf die hauptsächlichen Teile eines Mikrowellenofens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der der Abstelltisch in einer horizontalen Ebene hin- und herfahrbar ist,

Fig. 13 und 14 perspektivische Ansicht von Rollen für den Absetztisch gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 15 einen Querschnitt durch einen Mikrowellenofen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der der Oberflächenwellenleiter gedreht wird,

Fig. 16a und 16b perspektivische Darstellung verschiedener Arten von drehbaren Oberflächenleitern,

Fig. 17a und 17b einen Querschnitt und eine Draufsicht auf die hauptsächlichen Teile eines Mikrowellenofens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 18 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrowellenofens, bei dem der Wirkungsgrad des Oberflächenleiters noch mehr erhöht ist,

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines in der Vorrichtung aus F i g. 8 verwendbaren Oberflächenleiters,

Fig.20 eine erläuternde Zeichnung zur Verteilung der Oberflächenleiter, die zum Ausgleich und ebenmäßiger Heizwirkung empfehlenswert ist und

Fig.21 einen Querschnitt durch einen Mikrowellenofen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Ein Oberflächenleiter kann durch zwei identische einander gegenüberliegende Elemente A und A' (Fig. 1) gebildet werden, von denen jedes aus einem metallischen Leiter besteht und einen Hauptabschnitt mit einer Stärke definiert, die klein im Verhältnis zur Oberfläche ist, und sich in Richtung der nachfolgenden Übertragung der Mikrowellen erstreckt, d. h. entlang der Z-Achse, wobei mehrere Ansätze sich senkrecht zu dem Hauptabschnitt erstrecken und regelmäßige

Intervalle definieren. Die Sprossen des einen Elementes sind gegen die Sprossen des jeweils anderen Elementes A oder Λ'gerichtet, so daß zwischen den Elementen A und A'ein kontinuierlicher, zick-zackförmiger Schlitz B mit gezahnten Umrissen definiert wird. Der Abstand zwischen benachbarten Sprossen des Schlitzes ist p. Eine derartige Struktur nennt man gewöhnlich eine periodische Struktur. Das Intervall ρ ist gleich oder kleiner als die Hälfte der Wellenlänge im freien Raum der abgestrahlten elektrischen Wellen. Ein Oberflächenleiter muß natürlich nicht aus zwei separaten Elementen A und A'gebildet sein, sondern kann natürlich auch aus einem Stück bestehen, das den leitersprossenförmigen Schlitz durch Ausstanzen einer ebenen Metallplatte erhält Alternativ kann leitfähiges Material auf einem Keramikträger aufgebracht werden, beispielsweise durch Kleben, Aufdampfen oder Plattieren.

Die Eigenschaften der Wellenführung der Mikrowellen durch einen derartigen Oberflächenleiter unterscheiden sich wesentlich von denjenigen der Hohlleiter in vieler Hinsicht. Diese Unterschiede werden mit Vorteil in dem erfindungsgemäßen Ofen ausgenutzt. Ein erster Unterschied besteht darin, daß bei einem Hohlleiter, zusammenhängende Wände angenommen, außerhalb des Wellenleiters keine elektromagnetische Energie vorhanden ist, während bei der Weiterleitung durch einen Oberflächenleiter Energie auch außerhalb des Wellenleiters vorhanden ist. Die Energiedichte-Verteilung, die durch einen Oberflächenleiter erzeugt wird, zeigt Fig. Ic. Die folgende sich auf Fig. Ic und Fig.2 beziehende Erörterung berücksichtigt die Situation, bei der kein zu beheizender Gegenstand sich an einer Stelle befindet, an der er als Last, d. h. durch Wärmeaufnahme, wirkt, weil diese Situation die einzige ist, bei der praktisch Messungen ausgeführt werden können. Es versteht sich jedoch, daß die gleichen Überlegungen auch für den Fall gelten, wenn Gut an eine Stelle zum Aufheizen gebracht wird, obgleich natürlich die Energieverteilung in Einzelheiten entsprechend der Impedanz schwankt, die durch die unterschiedlichen Gegenstände u. dgl. erzeugt werden.

Die Energiedichte ist am größten am Wellenleiter. Nimmt man die orthogonalen Achsen .Y und ZaIs in der Ebene des Wellenleiters liegend an, und ist die zu den Achsen X und Z normale Achse die V-Achse, die auch die Abstrahlungsrichtung ist, dann ergibt sich ein etwa exponentieller Abfall der Energiedichte mit zunehmendem Abstand vom Wellenleiter längs der V-Achse beiderseits des Wellenleiters.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das zu beheizende Gut auf einen Tisch aufgestellt, der unmittelbar über einem Oberflächenleiter angeordnet ist, dessen X und Z-Achse in einer horizontalen Ebene liegen. Damit wird das Gut sehr schnell aufgeheizt, da es in der Nähe des Teiles der Heizkammer ist, in welchem die Energiedichte am größten ist. Durch geeignete Formgebung des ebenen Wellenleiters wird es möglich, das in F i g. Ic dargestellte Profil flacher zu machen, d. h. die Energiedichte schneller mit zunehmendem Abstand von der Ebene des Wellenleiters abfallen zu lassen und somit die Energie im Bereich des Wellenleiters zu konzentrieren. Eine derartige Energiedichtenverteilung ist geeignet für Fälle, bei denen in solcher Weise geheizt werden soll, daß eine Oberfläche des zu beheizenden Gutes sehr hoch gebacken werden soll oder schneller geheizt werden soll, als der übrige Teil des Gutes. Ein Beispiel hierfür findet sich in der gewerblichen Anwendung, und /war beim Einbetten von Gegenständen in anfänglich weiches, in der Wärme abbindende Harz, das danach durch Anwendung von Wärmi aushärten soll, ohne daß die Wärmeanwendung di< Eigenschaften der eingebetteten Gegenstände verän dem darf. In der Küche wäre als Beispiel die Herstellung von Torten und Desserts zu nennen. Alternativ kann de ebene Wellenleiter so ausgelegt werden, daß in de Abstrahlungsrichtung eine größere Energieausbreitunj stattfindet, so daß unterschiedliche Teile eines verhält nismäßig großen Gutes gleichmäßiger aufgeheiz werden können. In diesem Falle bemerke man jedoch daß anstelle einer Wärmeverteilung über das gesamt Volumen der Heizkammer die Hitze in einem Gebie der Heizkammer konzentriert ist, das dem zu heizender Gut am nächsten ist.

Ein zweiter Unterschied und eine besondere Eigen schaft der von der Oberfläche abgestrahlten Mikrowel len besteht darin, daß die Phasengeschwindigkeit ii Weiterleitungsrichtung kleiner ist als die Lichtge schwindigkeit, während bei den durch Hohlleite übertragenen Mikrowellen die Phasengeschwindigkei größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Daher ist di Wellenlänge in Weiterleitungsrichtung, d. h. in Z-Rich tung (F i g. 1) größer als die Wellenlänge im freien Raun bei der Übertragung durch einen Hohlleiter und kleine als die Wellenlänge im freien Raum während de Übertragung durch einen ebenen Wellenleiter.

Diese zweite Eigenschaft der Übertragung durcl einen Oberflächenleiter wird im Rahmen der Erfindunj

μ mit besonderem Vorteil ausgenutzt. Mit Ausnahme voi außerordentlichen Belastungen führt die Übertragunj elektrischer Wellen längs Wellenleitern zu stehender Wellen, und damit zu Maxima und Minima sowi energetische Konzentrationspunkte im Abstand voi jeweils einer halben Wellenlänge, wie Fig.2 für dei Fall eines Oberflächenleiters zeigt. Für eine gegeben« Mikrowellenfrequenz beträgt in der erfindungsgemä ßen Vorrichtung mit Oberflächenleiter der Abstam zwischen benachbarten Konzentrationspunkten weni ger als die halbe Wellenlänge im freien Raum, in Gegensatz zu den mit Hohlleitern ausgestatteter Mikrowellenofen, bei denen das Intervall zwischer benachbarten Konzentrationspunkten größer als di< halbe Wellenlänge im freien Raum ist. Mit anderer Worten, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sin< die energetischen Maxima und Minima näher beieinan der, so daß der erzeugte Heizeffekt auch dadurcl gleichmäßiger wird.

Wie oben erwähnt war in der Erörterung angenom

w men worden, daß kein zu erhitzender Gegenstam vorhanden ist. Wenn jedoch Gut, das einen dielektri sehen Körper darstellt, in der Nähe eines Oberflächen leiters da ist, dann beeinträchtigt dieser in keiner Weis« die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile, weil ei

^Γι^Γι derartiges Gut bewirkt, daß die Energie in größeren Umfang exponentiell in einer vertikalen Ebene norma zur Ebene des Wellenleiters verteilt wird, so daß sie eine gleichmäßigere Verteilung in dieser vertikale Ebene ergibt, wobei auch in diesem Fall eine verbessert Konzentration der Mikrowellenenergie in einem spe zielten Teil der Heizkammer erreicht wird.

Erfindungsgemäß kann die Gleichmäßigkeit de Heizwirkung entweder durch Drehen des aufzuheizen den Gutes oder durch Drehen eines Oberflächenleiter

'■'■ oder dadurch erreicht werden, daß das aufzuwärmend« Gut längs einer Geraden hin- und herverfahren wird, dit zur Übertragungsrichtung der Mikrowellen durch der Oberflächenleiter geneigt ist. Um weiter eine glcichml!

ßigere Belastung für das Magnetron oder dergleichen Mikrowellenquelle zu schaffen, kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem aufzuwärmenden Gut und einem Oberflächenleiter eine Platte aus dielektrischem Material angeordnet werden, das auch die mit der Betätigung des Magnetrons im lastfreien Zustand auftretenden Probleme zu vermeiden hilft.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung für einen Mikrowellenofen zum Kochen von Nahrungsmitteln dargestellt, ohne daß darin eine Beschränkung der Erfindung auf diese Anwendungsmöglichkeit zu sehen ist.

Der in F i g. 3 und 4 dargestellte Mikrowellenofen besitzt ein äußeres Gehäuse 22 aus im wesentlichen rechtwinkliger Querschnittsform, wobei Wände 1 vom äußeren Gehäuse 22 Abstand halten und eine Heizkammer 21 mit offener Vorderseite definieren, die mit einer Tür 2 verschließbar ist, welche verschwenkbar an der Vorderseite des Gehäuses 22 angelenkt ist. In einem unteren Abschnitt der Heizkammer 21 ist ein Oberflächenleiter 9 horizontal angeordnet und besteht aus eine·· Metallplatte 30 mit einem krenelierten Schlitz 31, der in der Platte ausgebildet ist. Ferner ist im unteren Teil der Heizkammer 21 eine Deckplatte 10 vorgesehen, die aus verlustarmen dielektrischem Material, etwa Kunststoff, Keramik oder Glas besteht, und über der Oberseite des Wellenleiters 9 angeordnet ist, wobei sich Wellenleiter 9 und Deckplatte 10 zwischen der vorderen und der hinteren Wand der Heizkammer 21 erstrecken und geringfügig über der Bodenwand der Heizkammer 21 sich befinden.

In einem unteren Abschnitt des Ofens sitzt ein Motor 7, dessen Ausgangswelle mit einer vertikal ausgerichteten Antriebswelle 8 verbunden ist, die in geeigneten Löchern in den mittleren Abschnitten des Wellenleiters 9 und der Abdeckplatte 10 frei drehbar ist und durch diese hindurch sich erstreckt bis nach oben in einem wesentlichen mittleren Abschnitt der Heizkammer 21 über die Abdeckplatte 10. An dem oberen Ende der Antriebswelle 8 ist ein horizontal angeordneter Drehtisch 6 befestigt, auf dem eingebrachtes Gut (Nahrungsmittel) 5, das gekocht werden soll, abgesetzt wird. Der Drehtisch 6 wird in geeigneter Weise aus Glas, Keramik oder anderem dielektrischem Material hergestellt und dreht sich bei Einschalten des Motors 7.

An einem rückwärtigen Abschnitt der Unterseite des Heizkammer-Bodens ist ein Magnetron 11 befestigt. Eine Antenne 3 des Magnetrons 11 erstreckt sich in den Raum 9a, der zwischen dem Oberflächenleiter 9 und dem Heizkammerboden frei bleibt, und ist auf die Z-Achse, d. h. auf die Achse der Wellenleitung durch den Wellenleiter 9 ausgerichtet und befindet sich in der Nähe eines Endes des gezahnten Schlitzes 31 in der Platte 30, so daß der Mikrowellen-Ausgang des Magnetrons 11 auf den Oberflächenleiter 9 gekoppelt wird.

Wenn das Magnetron 11 eingeschaltet wird, wird die von ihm abgegebene elektromagnetische Strahlung von dem Ende des Oberflächenleiters 9 an der Antenne 3 zu dem gegenüberliegenden Ende des Wellenleiters 9 geleitet, dort werden die Wellen reflektiert, und es ergibt sich daher längs der Z-Achse eine Energiedichtenverteilung mit aufeinanderfolgenden Abschnitten von maximaler Dichte und minimaler Dichte, wie in F i g. 2 dargestellt. Längs der vertikalen V-Achse ergibt sich eine Energiedichten verteilung, wie etwa Fig. Ic zeigt. Wie oben erwähnt, ist es erforderlich, daß dann, wenn ein sehr scharf gebackenes Produkt hergestellt werden soll, der Wellenleiter 9 so gestaltet ist, daß sich ein schnellerer Abfall der Energiedichte mit der Entfernung längs der V-Achse ergibt, während bei gleichmäßigerer Aufwärmung eine Wellenleitergestaltung vorzuziehen ist, bei der dieser Abfall weniger steil und schnell erfolgt. Im letzteren Fall hat sich ergeben, daß, obgleich die Heizwirkung unmittelbar an der Oberfläche des Drehtisches 6 am größten ist, in praxi das Heizen der Gesamtmasse eines Gutes 5 sehr gut eben und gleichmäßig verteilt ist. In ausgeführten Tests wurde gefunden, daß für Flüssigkeiten, beispielsweise Milch in Flaschen oder ähnlichen großen Behältern das Heizen schneller erfolgte, wenn die Gestalt des Wellenleiters so ist, daß sich ein stärkerer Abfall der Energiedichte in Richtung der V-Achse ergibt.

In jedem Fall findet das Aufheizen von eingebrachtem Gut 5 sehr viel gleichmäßiger statt als das bei bekannten Mikrowellenofen möglich ist, weil die Verteilung der Mikrowellenenergie in der vertikalen Ebene ausgeglichen ist, wenn das Gut 5 nicht voll in dem Gebiet der hauptsächlichen Energieabstrahlung liegt, das durch das Profil der Fig. Ic angedeutet ist. Diese Energieverteilung wird natürlich in gewissem Ausmaß durch das Vorhandensein von aufzuheizendem Gut 5 verändert, und die in dem unteren Teil des Gutes 5 erzeugte Wärme wird ansteigen. Es ist jedoch eine Ungleichmäßigkeit in der Wärmeverteilung in der horizontalen Ebene vorhanden, d. h. die Ebene der X- und Z-Achse (F i g. 2). Wenn das Gut 5 eine verhältnismäßig große Fläche bedeckt, kann diese Ungleichmäßigkeit durch Einschalten des Motors 7 kompensiert werden, der eine langsame Drehung des Drehtisches 6 bewirkt und einzelne Teile des Gutes 5 nacheinander näher an den Oberflächenleiter 9 heranbringt, der die Wärmequelle bildet.

Die Energieverteilung um den Oberflächenleiter 9 herum wird in erheblichem Ausmaß bestimmt durch diejenigen Bauteile, die ihn am nächsten liegen, d. h. die benachbarten Teile der Heizkammerwand sowie der dielektrischen Abdeckplatte 10 und der relativen Position der Antenne 3 des Magnetrons. Durch geeignete Wahl der Materialien, Abmessungen der Wände und der Abdeckplatte 10 sowie der relativen Position der Wand, des Wellenleiters 9, der Abdeckplatte 10 und der Antenne 3 kann das Energieverteilungsprofil so gestaltet werden, daß die Ausbildung konzentrischer Bänder besonders starker Aufheizung in dem Gut 5 während der Drehung des Drehtisches 6 vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil des Geräts nach F i g. 3 besteht darin, daß Veränderungen in der Größe, der dielektrischen Eigenschaften, etc. der unterschiedlichen Güter 5 einen viel kleineren Einfluß auf die Wirkung des Magnetrons 11 haben, da das Magnetron 11 seinen Ausgang dem Oberflächenleiter 9 zuführt, statt ihn direkt auf das Gut 5 zu übertragen. Die Wirkung solcher Veränderungen wird weiter durch die Abdeckplatte 10 aus Kunststoff, Keramik, Glas oder anderen Stoffen mit geringen dielektrischen Verlusten reduziert, da jedenfalls vom Magnetron 11 aus gesehen, die Belastung fast ausschließlich durch den Oberflächenleiter 9 und die Abdeckplatte 10 gebildet wird. Dies ist von Vorteil, weil bekanntlich der Wirkungsgrad des Magnetrons mit veränderlicher Lastimpedanz sich verändert, so daß durch Verringern der Veränderung ein stabilerer Betrieb ermöglicht wird.

Weiter stabilisiert die Abdeckplatte 10 die Wirkung des Oberflächenleiters 9, welche die durch ihn am

nächsten liegenden Gegenstände am meisten beeinflußt wird, wobei die Abdeckplatte 10 natürlich auch als Belastung wirkt, wenn der Ofen in Tätigkeit gesetzt wird, ohne daß ein Gut 5 in ihn eingebracht worden ist.

Somit werden insbesondere Nahrungsmittel in dem erfindungsgemäßen Ofen gleichmäßig in einer vertikalen Ebene aufgeheizt und eine Ungleichmäßigkeit der Heizwirkung in einer horizontalen Ebene wird im wesentlichen durch Drehung eines Drehtisches eleminiert. Weiter ist die Heizwirkung selbst wirksamer und damit das Heizen selbst wirtschaftlicher, weil der Mikrowellenausgang in einem besonderen Abschnitt der Heizkammer konzentriert ist statt über die gesamte Kammer verteilt zu sein, wobei sich als weiterer Vorteil ein stabilerer Oszillatorbetrieb ergibt.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist ein Oberflächenleiter 9 so angeordnet, daß die Ebene der Mikrowellenleitung normal zur Ebene des das Gut 5 tragenden Drehtisches 6 liegt, so daß das Gut 5 der Mikrowellenstrahlung aus dem Wellenleiter 9 nicht direkt ausgesetzt ist. Wie besonders deutlich aus F i g. 5b erkannt werden kann, ist bei dieser Ausführungsform der Oberflächenleiter so angeordnet, daß er zu der Antriebswelle 8 des Drehtisches 6 einen gewissen Abstand hält und sie umgibt derart, daß die Antriebswelle 8 im wesentlichen in der Mitte der vom Wellenleiter 9 gebildeten geschlossenen Konfiguration sich befindet.

Gemäß Fig.5a fällt die obere Wand der Heizkammer 21 direkt mit der oberen Wand des Gehäuses 22 zusammen, während die übrigen Teile der Kammer 21 durch die Wände 1 definiert werden, die von den Wänden des Gehäuses 22 Abstand lassen. Der Oberflächenleiter 9 ist an der Bodenwand der Heizkammer 21 befestigt und befindet sich in der Nähe der rückwärtigen Wand der Heizkammer 21, erstreckt sich jedoch nicht bis zur vorderen Wand der Heizkammer 21. Die Abdeckplatte 10 jedoch erstreckt sich über den gesamten unteren Abschnitt der Heizkammer 21 wie beim vorhergehenden Beispiel. Das Magnetron 11 ist im wesentlichen in der Mitte am hinteren Abschnitt des Gehäuses befestigt und die von ihm abgegebenen Mikrowellen gelangen von der Antenne 3 zum Oberflächenleiter 9 durch einen tubusförmigen Wellenleiter 4, der an der Rückseite der Heizkammer 21 ausgebildet ist.

Bei dieser Bauweise wird der gesamte untere Teil der Heizkammer 21 aufgeheizt und zwar als Folge der Reflektion der vom Oberflächenleiter 9 abgegebenen Strahlung von den Heizkammerwänden, so daß das Gut 5 daher gleichmäßig aufgeheizt wird, wobei gleichzeitig eine Veränderung der Last-Impedanz noch geringer ist als in der Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 4, da der Magnetronausgang an den Oberflächenleiter 9 durch den tubusförmigen Leiter 4 gekoppelt ist, so daß sich insgesamt der Wirkungsgrad weiter verbessert.

Bei der in F i g. 6 dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfdinung ist der Oberflächenleiter 9 horizontal angeordnet, derart, daß die von ihm abgestrahlte Energie direkt auf das Gut 5 auf dem Drehtisch 6 auftritt, welcher aus dielektrischem Material besteht, was durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet sein soll. Die von der Antenne 3 des Magnetrons 11, das an der Rückseite der Heizkammer 21 angeordnet ist, abgegebenen Mikrowellen werden durch den Oberflächenleiter 9 längs des unteren Abschnittes der Heizkammer 21 weiter geleitet und andererseits auch durch einen tubusförmigen Wellenleiter 4 um den hinteren Abschnitt und den oberen Abschnitt der Heizkammer 21 herum zu einer öffnung 20 weitergeleitet, die in einem mittleren Abschnitt der oberen Wand der Heizkammer 21 gelassen ist, so daß die Mikrowellen direkt durch die Öffnung 20 auf den 5 oberen Teil der Heizkammer 21 gerichtet sind.

Gemäß F i g. 7a und 7b ist der bei dieser Ausführungsform der Erfindung definierte Oberflächenleiter 9 als Platte 32 ausgebildet, die aus leitfähigem Metall besteht und eine Stärke t besitzt, die kleiner als der halben

ίο Wellenlänge der im freien Raum übertragenen Mikrowellen ist. Anders als bei der relativ ebenen Metallplatte, die als Oberflächenleiter bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wurde, besitzt die Metallplatte 32 bei dieser Ausführung eine

IS Höhe, die merkbar größer ist als ihre Stärke f. Sie ist weiter mit mehreren senkrecht angeordneten Schlitzen 33' versehen, die die Tiefe /haben und längs der Z-Achse in regelmäßigen Abständen ρ angeordnet sind, wobei der Abschnitt ρ weniger als die halbe Wellenlänge der im freien Raum übertragenen Mikrowellen ist. Bei dieser periodischen Konfiguration fällt, Mikrowellenleitung längs der Z-Achse angenommen, die Energiedichte mit zunehmendem Abstand längs der V-Achse vom Wellenleiter 9 exponentiell ab, wie F i g. 7c zeigt.

Während bei dem Oberflächenleiter 9 gemäß F i g. 1 relativ große Konzentrationsstellen der Energie gemäß F i g. 2 erzeugt werden, sind gemäß dieser Ausführungsform die Konzentrationsstellen relativ fein und langgestreckt, wie F i g. 8b zeigt, wodurch auch die Konzentrationsstellen näher zueinander liegen und damit schon eine gewisse Gleichmäßigkeit der Aufwärmung bilden. Der Oberflächenleiter aus Fig. 7 hat den weiteren Vorteil gegenüber demjenigen aus Fig. 1, daß die Stabilität der Oberflächenwelle verbessert ist, obgleich beide Arten von Wellenleitern mit Erfolg zum Zwecke der Erfindung nutzbar gemacht werden können.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.6 ist der Endabschnitt 9b des Oberflächenleiters 9, der der Antenne 3 am nächsten liegt, abgeschrägt, um das Ankoppeln zu erleichtern. Der Bereich der Oberflächenenergie-Verteilung bei dem Oberflächenleiter der Fig.6 ist außerordentlich schmal. Das hat den Vorteil, daß sich eine verbesserte Wärmekonzentration ergibt, so daß eine scharf gebackene Kruste auf dem Gut 5 wirksamer erreicht wird. Da jedoch ein derartiger Oberflächenleiter weniger zufriedenstellt, wenn großvolumige Nahrungsmittel gekocht werden sollen, wird das Erwärmen des oberen Teils eines derartigen großen Gegenstandes durch diejenige Mikrowellenenergie unterstützt, die durch den tubusförmigen Wellenleiter 4 durch die öffnung 20 und in den oberen Teil der Heizkammer 21 eingeleitet wird.

Selbstverständlich kann wirksames Heizen des oberen Abschnittes der Heizkammer 21 auch dadurch erreicht werden, daß ein weiterer Oberflächenleiter über der oberen Wand 1 der Heizkammer in einer Stelle angeordnet wird, bei der er die von dem tubusförmigen Leiter 4 übertragenen Mikrowellen empfängt. Weiter ist es möglich, im Zusammenhang mit dem tubusförmigen

W Wellenleiter 4 einen Verlustkei! oder ein ähnliches Element vorzusehen, das normalerweise in dem tubusförmigen Wellenleiter 4 nicht enthalten ist aber in ihn eingesetzt werden kann, und zwar bei Auslösung geeigneter äußerer Steuermittel, um Wellen zu absor-

6ä bieren, die längs der Wellenleiter laufen, wenn das Gut 5 verhältnismäßig eben ist, und eine scharf gebackene äußere Krustenoberfliiche gewünscht wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsfor-

men der Erfindung kann, da die elektrische Energie in der Nachbarschaft des Oberflächenleiters 9 konzentriert wird, in einigen Fällen das Vorhandensein der Antriebswelle 8 zum Drehen des Drehtellers 6 in unmittelbarer Nachbarschaft des Wellenleiters 9 zu gewissen Nachteilen insofern führen, als die Grenzbedingungen des Wellenleiters gestört werden und ein starkes Aufheizen der Antriebswelle 8 auftritt, oder daß d^;e Welle 8 insonstiger Weise hinderlich ist oder Beschränkungen in der Befestigung und Anordnung des Wellenleiters zur Folge hat. Eine derartige Komplikation wird vermieden, wenn ein Drehtisch einer Art verwendet wird, wie er in F i g. 9 dargestellt ist.

In dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Oberflächenwellenleiter 9 verwendet, der demjenigen aus F i g. 7 ähnlich ist, wobei der Wellenleiter 9 die einzige Übertragungseinrichtung für die Mikrowellen darstellt. Die Antriebswelle 8 ist weggelassen und statt dessen ist der aus dielektrischem Material bestehende Drehtsich 6' auf zwei oder mehr Rollen 12 drehbar » gelagert, welche unter der Oberfläche des Drehtisches 6 befestigt sind und aus ihr hervorstehen und symmetrisch zur Mitte des Drehtisches 6' angeordnet sind. Die Unterseite der dielektrischen Abdeckplatte 10 ist eben und die Oberseite definiert äußere Randabschnitte, die sanft zu einem mittleren, ebenen, kreisförmigen Plateau 10a ansteigen, dessen Radius im wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner als derjenige des gedachten Kreises ist, der konzentrisch zum Drehtisch 6' durch die Rollen 12 unter dem Drehtisch 6' verläuft. Der Drehtisch 6' ruht auf den Rollen 12, die um das mittlere Plateau 10a der Abdeckplatte 10 herumlaufen können und dadurch eine Drehung des Tisches 6' ermöglichen. Der äußere Peripherieabschnitt 14 des Drehtisches 6' ist rauh gehalten oder ist mit einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten verbunden, so daß ein horizontal angeordnetes, antreibendes Reibrad 13, das auf der Ausgangswelle des Motors 7 im hinteren Abschnitt des Ofens befestigt ist, den Drehtisch 6' bei Betätigen des Motors 7 in Umdrehung versetzen kann.

Wenn es gewünscht wird, eine Flüssigkeit in einer Flasche oder einem ähnlichen Behälter zu erwärmen, dann wird es am wirksamsten dadurch erreicht, daß der Drehtisch 6' aus der Heizkammer 21 entfernt wird und der Behälter direkt auf das mittlere Plateau 10a der Abdeckplatte 10 aufgestellt wird, wo die Heizwirkung am größten ist.

Natürlich sind auch andere Antriebsarten für den Drehtisch möglich, mit denen Störungen der Wellenübertragung vermeiden werden, wobei Ausführungsformen dieser anderen Antriebsarten Fig. 10 und 11 zeigen.

Gemäß Fig. 10a bis c besitzt die Abdeckplatte 10 eine ebene Oberfläche und eine Unterseite, die bis auf eine mittlere Ausnehmung eben ist. In diese ragt eine Nase 15, die im mittleren Abschnitt der Unterseite des Drehtisches 6' ausgebildet ist, und kann dort frei drehen. Gemäß Fig. 10a erfolgt der Antrieb für den Drehtisch 6' durch den Motor 7 über ein Antriebsrad 13, das an der Außenperipherie des Drehtisches6' anliegt. In Fig. 10b ist das Antriebsrad 13 vertikal angeordnet und liegt an dem Außenrand der Unterseite des Drehtisches 6' an. Gemäß F i g. I Oc wird der Antrieb des Motors 7 auf den Drehtisch 6' mit ehern Riemen 16 übertragen, der um die äußere Peripherie des Drehtisches 6', sowie um ein es horizontal angeordnetes Antriebsrad 13 umläuft, das auf der Ausgangswelle des Motors 7 befestigt ist.

Gemäß [-ig. 11 η und 11b ist das Antriebsrad 13 horizontal angeordnet und steht im Reibschluß mit der äußeren Peripherie des Drehtisches 6'. Gemäß F i g. 11 a ist die Oberseite der Abdeckplatte 10 mit einer großen kreisförmigen Ausnehmung versehen, deren Radius im wesentlich gleich oder geringfügig größer als diejenige des Drehtisches 6' ist und welche den gesamten Drehtisch 6' mit Ausnahme eines kleinen Peripherieabschnittes aufnehmen kann, an welchem das Antriebsrad 13 anliegt. In F i g. 1 Ib ist in dem äußeren Randabschnitt der Unterseite des Drehtisches 6' eine kreisförmige Nut eingelassen, die konzentrisch zur Mitte des Drehtisches 6' liegt und in welche mehrere Rollen 17 laufen, die in der Oberseite der Abdeckplatte 10 drehbar befestigt und symmetrisch angeordnet sind und auf einem Kreis liegen, der konzentrisch zur kreisförmigen Nut des Drehtisches liegt.

Die F i g. 12a und 12b zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei der das Gut auf einem hin- und herverfahrbaren Teller 18 aufgelegt ist. Der Teller 18 hat eine kleinere Fläche als die Abdeckplatte 10 und ist auf einer Rollenanordnung 19 montiert, die auf der Abdeckplatte 10 verrollt werden kann, so daß der Teller 18 von vorne nach hinten und umgekehrt auf die Tür 2 zu und von ihr weg in der gemäß Pfeil angedeuteten Weise bewegt werden kann (Fig. 12b). Das vordere Ende eines sich nach rückwärts erstreckenden geraden Hebels 23 ist an einem im wesentlichen mittleren Abschnitt der unteren hinteren Kante des Tellers 18 angelenkt. Das rückwärtige Ende des Hebels 23 ist auf einem Stift verschwenkbar befestigt, der exzentrisch auf einem horizontal angeordneten Antriebsrad 24 sitzt, welches an der Ausgangswelle des Motors 7 befestigt ist. Auf diese Weise wird durch den eingeschalteten Motor der Teller 18 in der vorstehend beschriebenen Weise bewegt. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere Oberflächenleiter 9 von der in F i g. 7 gezeigten Art verwendet, wie am deutlichsten aus Fig. 12 hervorgeht. Danach sind sie hintereinander in parallelen Reihen angeordnet, welche zu der Hin- und Herbewegung des Tellers 18 schräg liegt. Der Mikrowellenausgang aus der Antenne 3 des Magnetrons 11 wird allen Oberflächenleitern 9 über einen Hohlleiter 4 zugeführt, wobei die in dem Oberflächenleiter 9 erzeugten Konzentrationsstellen schematisch durch die gestrichelten Linien in Fig. 12b angedeutet sind. Daher kann ein Gut 5 auf dem Teller 18 quer über die Konzentrationslinien verfahren werden, die durch die verschiedenen Oberflächenleiter 9 erzeugt werden, so daß das Gut 5 gleichmäßig aufgewärmt wird, wobei die Gleichmäßigkeit des Aufwärmens besonders dann zum Tragen kommt, wenn die Oberflächenleiter bezüglich zueinander so angeordnet sind, daß die von einem Oberflächenleiter 9 erzeugten Reihen von Konzentrationsstellen gegenüber den von dem benachbarten Wellenleiter 9 erzeugten Reihen von Konzentrationsstellen gestaffelt sind.

Die Rollenanordnung 19 ist natürlich nicht absolut notwendig, jedoch bringt sie Vorteile, da bei Berücksichtigung des Wärmewiderstandes und anderer Faktoren die für die Abdeckplatte 10 und den Teller 18 verwendeten dielektrischen Stoffe solche sind, die wie Glas oder Keramik einen relativ hohen Reibungskoeffizienten besitzten.

Die Rollenanordnung 19 kann wie etwa in Fig. 13 dargestellt aufgebaut sein und umfaßt einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen 25, der lösbar an der Unterseite des Tellers 18 festgemacht ist und von dessen gegenüberliegenden Langseiten mehrere Achsen recht-

winklig abstehen, an deren äußeren Enden kleine Rollen 26 drehbar befestigt sind. Die Rollenanordnung 19 besitzt den Vorteil, daß sie auf Wunsch leicht weggenommen werden kann und daß weiter bei der Herstellung ein besonderer Arbeitsschritt für den Zusammenbau mit kleinen Rädern an dem Teller 18 notwendig ist. Die Rahmen 25 und die Räder 26 bestehen zweckmäßig aus dielektrischem Material, obgleich in machen Fällen die Heizwirkung der Vorrichtung praktisch unbeeinflußt ist, wenn das eine oder beide Elemente aus Metall gefertigt sind.

Das Beispiel gemäß Fig. 14 zeigt eine Rollenordnung, das insbesondere zur Verwendung mit einem Drehtisch 6 wie oben beschrieben, geeignet ist. Diese Rollenanordnung weist einen Rahmen 25' auf, in dessen mittlerem Abschnitt ein Befestigungsloch zum Befestigen des Rahmens 25' an einem geeigneten Vorsprung aus der Unterseite des Drehtisches 6 vorhanden ist. Von dem mittleren Teil des Rahmens 25' erstrecken sich drei symmetrisch angeordnete Achsen nach außen, die an ihren Enden drehbare Räder 26 tragen.

Die soweit beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwenden einen Oberflächenleiter oder mehrere Oberflächenleiter, die stationär sind, während die Auflageplatte für das zu heizende Gut ebenfalls stationär ist. Jedoch ist die Erfindung keineswegs auf diese Anordnung beschränkt, vielmehr lassen sich die Ziele, die der Erfindung zugrundeliegen, in gleicher Weise erreichen, indem ein stationärer Teller für das aufzuheizende Gut und ein beweglicher Oberflächenleiter oder bewegliche Oberflächenleiter verwendet werden, da die Energie auch dann von einem Wellenleiter mitgenommen wird, wenn der Wellenleiter bewegt wird. Mit anderen Worten, die gleiche Gleichmäßigkeit der Heizwirkung kann erreicht werden, indem der Wellenleiter statt der Teller für das Aufzuheizende Gut gedreht wird.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung, die mit beweglichen Wellenleitern ausgerüstet sind, werden nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 15—20+o erläutert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 wird die Heizkammer 21 im wesentlichen durch die Tür 2, die nicht dargestellten Seitenwände, einen Deckel 1 mit einer öffnung 20, einer Rückwand und der dielektri- <5 sehen Abdeckplatte 10 definiert. Die Ausgangsantenne des Magnetrons 11 koppelt Mikrowellen auf einen tubusförmigen Wellenleiter 4, der die Ausgangsleistung in den oberen Abschnitt der Heizkammern 21 über eine obere öffnung 20 sowie in einen Raum 9a nut so Oberflächenleiter überträgt, welch letzterer unter der Abdeckplatte 10 ausgebildet ist und als Verlängerung des tubusförmigen Wellenleiters 4 betrachtet werden kann. In dem unteren Abschnitt des Raumes 9a ist ein horizontal angeordneter Drehtisch 40 aus Glas, Keramik oder einem anderen verlustsrmen Dielektrikum auf einer Welle 8 fest befestigt, die von dem Motor 7 angetrieben wird, welcher in dem unteren Abschnitt des Ofens aufgestellt ist. Einer oder mehrere Oberflächenwellenleiter 9 sind auf dem Drehtisch 40 befestigt. Bei Einschalten des Magnetrons U und des Motors 7 wird daher die in speziellen Mustern auf den Oberflächenleitern 9 verteilte Mikrowellenenergie unterhalb des Gutes 5 auf der Abdeckplatte 10 kreisförmig bewegt und die Mikrowellenenergie wird gleichzeitig in den oberen Teil der Heizkammer 21 geleitet, wodurch das Gut 5 schnell und gleichmäßig erhitzt wird.

Bei dieser Aiisführungsform der Erfindung wire deutlich, daß die Kopplung zwischen dem tubusförmi gen Wellenleiter 4 und einem Oberflächenleiter ί variabel ist und daß es möglicherweise weniger wirksarr ist, wenn beide Wellenleiter 4 und 9 stationär bleiben Wegen dieser Schwankung der Koppelbedingunger wird jedoch das auf einem Oberflächenwellenleiter 9 erzeugte Muster an Konzentrationspunkten konstant variieren, wenn der Wellenleiter 9 gedreht wird, was den Vorteil bringt, daß der gesamte Heizeffekt noch weiter ausgeglichen wird.

Durch die Verwendung eines Oberflächenleiters zui Übertragung der Mikrowellenenergie wird nicht nui der Vorteil einer verbesserten Konzentration dei Heizwirkung und einfachen Erzeugung einer krustiger Oberfläche ohne gleichzeitiges Verbrennen des Nahrungsmittels sondern zusätzlich der Vorteil erreicht, daC eine größere Vielfalt von Konstruktionsmöglichkeiter zur Erreichung des gleichen Zieles zur Verfügung steht.

Es erübrig! sich fast darauf hinzuweisen, daß die gleichen Effekte erzielt werden, wenn der Teller mit dem Oberflächenwellenleiter in einer horizontalen Ebene linear bewegt statt gedreht wird, oder wenn die Bewegung eine Kombination aus linearer und rotatorischer Bewegung ist. Da natürlich die Bewegung des Oberflächenleitertellers auch manuell stattelektrisch ausgeführt werden kann, ergeben sich auch insofern Vorteile, wobei auch eine Kombination aus manuellem und elektrischem Antrieb denkbar ist.

F i g. 16 zeigt Beispiele von Oberflächenwellenleitern 9, die auf dem Drehtisch 40 befestigt werden können. Gemäß Fig. 16a trägt der Drehtisch 40 einen ebenen Oberflächenleiter 9, der einen kontinuierlichen gezahnten Schlitz enthält. Gemäß Fig. 16b trägt der Tisch 4C ein Paar vertikal stehender Wellenleiter 9, von denen jeder eine Reihe von Schlitzen aufweist. Wenn die Wellenleiter gemäß Fig. 16b verwendet werden, dann können die Wellenleiter natürlich abgeschrägte Enden besitzen, um das Ankoppeln an den tubusförmigen Wellenleiter 4 zu erleichtern.

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 17 benötigen keinen besonderen Motor zur Drehung des Oberflächenwellenleitertisches. In dieser Ausführungsform ist ein kreisförmiger, horizontal angeordneter Drehtisch 43 vorgesehen, der in einem unteren Abschnitt 43a der Heizkammer 21 unter der Abdeckplatte 10 liegt und auf seiner Oberseite ein Paar ebener Oberflächenwellenleiter trägt, derart, wie sie im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben wurden. Die Oberflächenwellenleitrr liegen parallel zueinander und sind symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der Mitte des kreisförmigen Tisches 43 angeordnet. Mehrere vertikal ausgerichtete Fahnen 44, die radial und symmetrisch zum Mittelpunkt des Tisches 43 angeordnet sind, sind an der Unterseite des Tisches 43 befestigt. Das obere Ende einer sich abwärts erstreckenden Welle 47 ist mit der Mitte der Unterseite des Tisches 43 befestigt. Die Welle 47 läuft nach unten durch eine Lagermanschette 48, die an einer Wand labefestigt ist, die sowohl die Bodenwand der Heizkammer 21 wie die obere Wand eines horizontal angeordneten tubusförmigen Wellenleiters 4 bildet. Das untere Ende der Welle 47 wird drehbar von einem Lager 49 getragen, das auf der unteren Wand 4a des tubusförmigen Wellenleiters 4 befestigt ist. Der tubusförmige Wellenleiter 4 überträgt den Mikrowellenausgang aus einem Magnetron 11, das in einem rückwärtigen Abschnitt des Ofens angeordnet ist. In der Nähe des

Magnetrons 11 ist ein Gebläse 41 eingebaut, das Luft auf das Magnetron 11 zu Kühlzwecken richtet, wobei der Luftstrom aus dem Gebläse 41 nach vorwärts gerichtet ist und das Gebläse 41 hinter dem Magnetron 11 angeordnet ist. Die von dem Gebläse abgegebene Luft läuft nach dem Umstreichen des Magnetrons 11 durch mehrere öffnungen 45, die an einem unteren Abschnitt der rückwärtigen Wand 1 der Heizkammer 21 ausgebildet sind, tritt in den unteren Abschnitt 43a der Heizkammer ein, trifft auf die Fahnen 44 und erzeugt so eine Rotation des Drehtisches 43 und der von ihm getragenen Oberflächenleiter 9, wonach die Luft aus dem unteren Abschnitt 43a der Heizkammer über mehrere Löcher 46 entweicht, die in einem unteren, vorderen Abschnitt der Seitenwand 1 der Heizkammer 21 ausgebildet sind. Dieser Betrieb ist besonders wirtschaftlich, weil ein separater Motor zum Antrieb des Tisches 43 entbehrlich ist. Wenn ferner etwas Spiel zwischen der Welle 47 und der Lagermanschette 48 und im Lager 49 bleibt, dann ist die Bewegung des Tisches 43 nicht rein rotatorisch, sondern enthält auch einen gewissen Anteil an linearer Bewegung von gegenüberliegenden Teilen des Tisches 43 um die vertikale Achse, so daß sich eine mehr zufällige Verteilung der Konzentrationsstellen auf dem Oberflächenwellenleiter 9 und damit eine gleichmäßigere Heizwirkung ergibt.

Wenn die Welle 47 aus Metall gefertigt ist, dann wird der weitere Vorteil einer verbesserten Kopplung zwischen dem tubusförmigen Wellenleiter 4 und den Oberflächenwellenleitern 9 erreicht, da in diesem Fall die Welle 47 als Kopplung für die von der Antenne 3 emittierten Mikrowellen auf das Zentrum des Tisches 43 wirkt, das stets in der gleichen Stellung bezüglich der Oberflächenwellenleiter 9 sich befindet, unabhängig von der Bewegung der Wellenleiter 9. Durch geeignete Wahl in der Länge des tubusförmigen Wellenleiters 4 kann ein stabilerer Betriebszustand des Magnetrons 11 erreicht werden, weil es unabhängiger gegenüber dem Fall ist, daß das Magnetron mit seinem Ausgang direkt auf einen Oberflächenwellenleiter 9 gekoppelt wird.

Im allgemeinen verdient es den Vorzug, die Oberflächenleiter aus einem guten Leiter zu fertigen, wie etwa Kupfer oder Aluminium. Mit derartigem Material ist jedoch der Nachteil verbunden, daß nach einer langen Einwirkung hoher Temperaturen das Material sich verwerfen kann und damit zu einer Veränderung der Wellenleitereigenschaften und somit einer verkürzten Lebensdauer führen kann. Die Vorrichtung nach Fig. 17 bietet als weiteren Vorteil in dieser Hinsicht daß neben der Rotation des Tellers 43 Luft vom Gebläse 41 auch den Oberflächenwellenleiter 9 kühlt und daher dessen Verspannung und Verwerfung verhindert.

Die in F i g. 18 und 19 der dargestellten Ausführungsform der Erfindung zeigen eine kreisförmige Metallplat- te 60, die horizontal unter der Abdeckplatte 10 angeordnet ist und einen ebenen Oberflächenwellenleiter 9 trägt, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Platte 60 zusammenfällt. Um die gesamte Peripherie der Metallplatte 60 ist ein Saum 61 herumgelegt, der sich vertikal abwärts erstreckt und aus leitfähigem Metall besteht, und an dem in regelmäßigen Abständen Fahnen 44 angesetzt sind, die sich radial nach auswärts vom Mittelpunkt der Platte 60 ausgehend erstrecken. An einem mittleren Gebiet der Unterseite der Platte 60 ist ein Drehelement 62 fest befestigt, das aus verlustarmen Dielektrikum besteht und niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt und einen nach innen geneigten Konus mit kreisförmiger Öffnung 62a bildet, die in dem unteren mittleren Abschnitt des Konus gebildet ist. Die untere Kante des Drehelementes ruht auf einem Lager 50 und ist auf einem runden Außenwandabschnitt des Lagers 50 verschiebbar, das ebenfalls aus verlustarmen Dielektrikum und niedrigem Reibungskoeffizienten gefertigt ist. Das Lager 50 wird von der Bodenwand der Heizkammer 21 getragen und in einem mittleren Abschnitt der Heizkammer ist eine öffnung 50a ausgebildet, die auf die in dem Drshelement 62 geschaffene öffnung 62a ausgerichtet ist, wobei eine öffnung \b in dem Heizkammerboden gelassen ist. Das Magnetron 11 ist in einem im wesentlichen mittleren Abschnitt der Heizvorrichtung vorgesehen und die Antenne 3 erstreckt sich nach oben durch die öffnungen \b und 50a und in die öffnung 62a, d. h. die Antenne 3 befindet sich direkt unterhalb und in Ausrichtung auf die Mitte der kreisförmigen Platte 60 mit dem von ihr getragenen Wellenleiter 9. Das Gebläse 41 ist an einem unteren Abschnitt des Ofens vor dem Magnetron 11 angeordnet und richtet seine Kühlluft nach rückwärts auf das Magnetron 11. Wie die Pfeile in Fig. 18 andeuten, läuft die von dem Gebläse 41 abgegebene Luft nach dem Umlauf um das Magnetron 11 nach rückwärts und aufwärts und läuft durch öffnungen 45, die in einem unteren Abschnitt der Heizkammerrückwand gebildet sind, läuft durch den unteren Abschnitt der Heizkammer 21, wo die Kühlluft auf die Fahnen 44 einwirkt und eine Drehung der Kreisplatte 60 mit dem Wellenleiter 9 bewirkt und gleichzeitig die Platte 60 und den Wellenleiter 9 kühlt, und entweicht dann aus dem unteren Abschnitt der Heizkammer über Löcher 46, die in einem unteren Abschnitt der Seitenwand der Heizkammer 21 gelassen sind.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 18 besitzt den Vorteil, daß der Ausgang des Magnetrons 11 stets an die gleiche Stelle auf den Oberflächenleiter 9 gekoppelt wird, unabhängig von der Drehung des Wellenleiters 9. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine geringere Dispersion der Mikrowellenenergie stattfindet, weil die Metallseitenwand 61 um die Platte 60 herum im Sinne einer Konzentration der Ausgangsleistung von der Antenne 3 auf ein beschränktes Gebiet unter der Platte 60 wirkt.

Um ein breiteres Heizgebiet zu schaffen, ist es gemäß F i g. 20a häufig von Vorteil, ein Paar Oberflächenwellenleiter % parallel zueinander anzuordnen. Wenn jedoch die Oberflächenwellenleiter 9 gleiche Länge haben und exakt aufeinander ausgerichtet sind, liegen die aufeinanderfolgenden Konzentrationsbereiche 51, die auf einem Wellenleiter 9 erzeugt werden, exakt ausgerichtet mit den aufeinanderfolgenden Konzentrationspunkten 51, die vom anderen Wellenleiter 9 erzeugt werden. Eine Drehung entweder des das Gut 5 aufnehmenden Drehtisches oder einer der Oberflächenwellenleiter 9 tragenden Platte kann daher zu einer besonderen Wärmeabladung über bandartige Flächen auf dem Gut 5 führen, die genau über den jeweiligen Konzentrationspunkten 51 liegen. Dieses unerwünschte Konzentrationsproblem, nämlich die Ausbildung von Hitzebändern, kann vermieden werden, wenn gemäß Fig.20a der Drehpunkt 52 der Platte bezüglich des Paares von Oberflächenwellenleitern asymetrisch verlagert ist, so daß die Bahnen der Konzentrationspunkte 51 nicht mehr übereinanderliegen. Dieses Problem kann auch dadurch vermieden werden, wenn gemäß F i g. 20b zwei Oberflächenwellenleiter 9 von gleicher Länge und paralleler Ausrichtung verwendet werden, die jedoch

bezüglich zueinander etwas versetzt sind, so daß die Reihen von Konzentrationspunkten 51 auf dem Wellenleiter 9 gestaffelt sind bezüglich der Reihen der Konzentrationspunkte 51 auf dem anderen Wellenleiter 9. Bei dieser Anordnung sind die bei Drehung des Oberflächenleiters 9 auf dem Gut 5 erzeugten Wärmebänder für die beiden Wärmeleiter nicht mehr die gleichen, sondern liegen nebeneinander, so daß die Heizwirkung insgesamt gleichmäßiger aufällt.

F i g. 21 zeigt einen Mikrowellenofen, bei dem sowohl das aufzuheizende Gut wie auch der Oberflächenwellenleiter gedreht werden können. Das Gui 5 wird auf einem horizontalen Drehtisch 6 abgesetzt, der am oberen Ende einer vertikalen Antriebswelle 53 befestigt ist. Die Welle 53 erstreckt sich durch eine öffnung in der Abdeckplatte 10, durch einen unteren Abschnitt 58a der Heizkammer, zwischen Abdeckplatte 10 und dem Boden der Heizkammer 21, durch eine verhältnismäßig große öffnung 57, in dem Heizkammerboden sowie durch einen im wesentlichen horizontalen tubusförmigen Wellenleiter 4, der unmittelbar unter der Heizkammer 21 angeordnet ist, durchsetzt eine relativ große öffnung 57 und endet mit dem unteren Ende drehbar in einem geeigneten Lager am unteren Teil des Ofens. Ein Rollenlager für den Drehtisch 6 auf der Abdeckplatte 10 wird durch eine Rollenanordnung 19 gebildet, etwa von der Art wie sie im Zusammenhang mit Fig. 14 beschrieben wurde. Um den unteren Endabschnitt der Antriebswelle 53 herum ist eine Riemenscheibe befestigt, die über einen Antriebsriemen 56 mit einer weiteren Riemenscheibe 55 gekoppelt ist, die ihrerseits gegebenenfalls über ein geeignetes Getriebe mit einem nicht dargestellten Motor verbunden ist. Durch Einschalten des Motors wird auf diese Weise der Drehtisch 6 gedreht.

Eine horizontal angeordnete Drehplatte 58 trägt einen horizontalen Wellenleiter 9 und ist mit radial angeordneten, vertikalen Flügeln 54 in dem unteren Abschnitt 58a der Heizkammer versehen, und wird durch ein geeignetes Lager getragen, so daß sie um die Antriebswelle 53 frei drehbar ist.

Das Magnetron 11 befindet sich hinter der Heizkammer 21. Die Ausgangsleistung des Magnetrons wird längs des tubusförmigen Wellenleiters 4 durch die öffnung 57 in den unteren Abschnitt 58a der Heizkammer übertragen, was zur Ausbildung von Oberflächenwellen auf dem Wellenleiter 9 führt. Da weiter die öffnung 57 relativ groß ist, ergibt sich ein dreidimensionales Wellengebilde um den unteren Heizkammerabschnitt 58a. Gleichzeitig wird der Drehtisch 6 durch den Antriebsmotor gedreht und Luft von einem im hinteren Teil zur Kühlung des Magnetrons !1 aufgestellten Gebläse 41 streicht durch die öffnungen 45 in der Heizkammerrückwand und tritt in den unteren Abschnitt 58a der Heizkammer ein, trifft auf die Flügel 54 und bewirkt auf diese Weise eine Drehung der Piatte 58 mit den Wellenleitern, und entweicht aus dem unteren Abschnitt der Heizkammer über Löcher 46 in einer Seitenwand der Heizkammer 21. Der Antrieb über das Riemengetriebe 56 ist so ausgelegt, daß der Drehtisch 6 sich mit anderer Geschwindigkeit als die Platte 58 dreht, so daß die räumliche Verteilung der Konzentrationspunkte auf den Wellenleitern 9 sich bewegt und andererseits auch das Gut 5 sich relativ zu den Konzentrationspunkten in der horizontalen Ebene des dreidimensionalen Musters in dem unteren Abschnitt 58a der Heizkammer dreht, so daß insgesamt eine gleichmäßige Aufwärmung des Artikels 5 auf dem Drehtisch 6 erreicht wird.

Ein gleichförmiges Aufwärmen des Gutes 5 kann natürlich auch durch Drehen eines Oberflächenwellenleiters beispielsweise mit Hilfe der Einrichtung gemäß Fig. 18 erreicht werden, wobei gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung des Tisches für das Gut 5 durch eine Einrichtung der F i g. 12 veranlaßt werden kann.

Insgesamt wurde ein Mikrowellenofen beschrieben, der mit wenigstens einem sich in einem unteren Abschnitt des Ofens unter dem aufzuwärmenden Gut angeordneten Oberflächenwärmeleiter ausgerüstet ist.

Auf den Oberflächenwellenleiter wird ein Mikrowellenausgang direkt oder über einen tubusföimigen Wellenleiter aus einem Oszillator (z. B. Magnetron) gekoppelt, wobei der Oberflächenwellenleiter die Mikrowellenenergie in einem besonderen Bereich der Vorrichtung

■55 konzentriert. Dadurch wird das Heizen wirkungsvoller und eine ungleichmäßige Erwärmung in einer vertikalen Ebene wird vermieden. Für eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Aufwärmung in einer horizontalen Ebene kann der Oberflächenwellenleiter entweder über einen

"to separaten Antrieb oder mit Hilfe der Kühlluft für den Oszillator gedreht werden, oder das aufzuwärmende Gut kann gedreht oder hin- und herbewegt werden, während der Oberflächenwellenleiter ebenfalls sich bewegt oder auch stationär gehalten wird. Die verbesserte Konzentration der Mikrowellenenergie ermöglicht eine größere Wirtschaftlichkeit des Betriebes und bietet den besonderen Vorteil der leichten Herstellbarkeit scharf überbackener oder krustiger Oberfläche auf dem Gut, ohne daß andere Teil des Gutes überhitzt werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellenofen mit einer von ebenen metallischen Wänden gebildeten, quaderförmigen von einer Seite zugänglichen Heizkammer, an deren Boden ein Tisch zur Auflage von aufzuheizendem Gut angeordnet ist, mit einem außerhalb der Heizkammer angeordneten Magnetron oder dergleichen Mikrowellengenerator, sowie mit einer zwischen Heizkammer und Generator angeordneten Mikrowellen-Koppeleinrichtung, und mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Tisch und Koppeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (11) und die Koppeleinrichtung (4, 9) sowie die Antriebseinrichtung sich in einem die Heizkammer (1) umgebenden Zwischenraum zwischen Heizkammer und Gehäusewand (22) des Ofens angeordnet sind, wobei die Koppeleinrichtung in dem sich unter dem Teller (6) erstreckenden Abschnitt wenigstens einen Flächenleiter (9) aufweist, welcher mit wenigstens einer Reihe von in der Leiterebene und senkrecht zur Längserstreckung des Flächenleiters sich in regelmäßigen Abständen (p) erstreckenden Schlitzen versehen ist; und daß die Relativbewegung zwischen Tisch und Koppeleinrichtung in Ebenen erfolgt, die parallel zur Längserstreckung des Flächenleiters sind.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (6) mit der Antriebseinrichtung (7) gekoppelt ist.

3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter (9) mit der Antriebseinrichtung (7) gekoppelt ist.

4. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter aus einer Platte (30) mit wenigstens einem Längsschlitz besteht, in welchen abwechselnd von gegenüberliegenden Rändern des Längsschlitzes mit gegenseitigem, gleichbleibendem Abstand Sprossen vorstehen, ίο deren Länge kleiner als die Breite des Längsschlitzes ist.

5. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter (9) auf dem Boden einer aus einem metallischen Leiter (1) gebildeten Kammer angeordnet ist; und daß über dem Flächenleiter (9) eine den Boden der Heizkammer (21) bildende, dielektrische Bodenplatte (10) angeordnet ist.

6. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter sich in einer zur dielektrischen Bodenplatte (10) parallelen Ebene erstreckt und mit ihr verbunden ist (F ig. 3).

7. Ofen nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter sich in einer zur Bodenplatte (10) senkrechten Ebene (Fig.5a, 6, 9, 12, 15) erstreckt und eine periodische Struktur aufweist, die von wenigstens einem Metallstück gebildet ist und mehrere hintereinander so in regelmäßigem Abstand seriell angeordnete, aufwärtsstehende Zinken aufweist, zwischen denen eine geradlinige Folge von Schlitzen freigelassen ist, wobei benachbarte Schlitze einen Abstand besitzen, der kleiner ist als die halbe Freiraum-Wellenlänge '>^r> der von dem Magnetron erzeugten Mikrowellen.

8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter zu einem geschlossenen Polygon (Fig.5a), vorzugsweise Rechteck geformt ist.

9. Ofen nach einem der Ansprüche 1, 3—8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter auf eine Drehplatte (40) aufgesetzt ist

10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drehplatte sich radial erstreckende Flügel (44) angeordnet sind und daß die Drehplatte durch einen Luftstrom angetrieben ist.

11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehplatte durch den vom Kühlgebläse (41) für den Generator (11) erzeugten Luftstrom angetrieben ist

12. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenleiter zwei Längsschlitze mit unterschiedlicher Breite (F ig. 20b) trägt

13. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (4) sich zum Deckel der Heizkammer erstreckt und über eine Einlaßöffnung (20, F i g. 15) verbunden ist.

14. Ofen nach einem der Ansprüche 2, 4—13, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch mit einer axialen, mit einem Antriebsmotor (7) gekoppelten Welle aus verlustarmen, dielektrischem Material gekoppelt ist.

15. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch mittels Rollen (12, 26) auf dem Boden der Heizkammer gelagert ist und daß die Peripherie des Tisches mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist.

16. Ofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch translatorisch angetrieben ist (Fig. 12).

17. Ofen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere vertikal stehende Flächenleiter unter einem Winkel zur Richtung der translatorischen Bewegung des Tisches vorgesehen sind.

18. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (6) mittels eines mit seiner Peripherie gekoppelten Getriebes (13,16) von der Antriebseinrichtung (7) gedreht ist.

19. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (12) an der Unterseite des Tisches (6') verankert sind.

20. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen an einem separaten Träger (25,25') befestigt sind.

21. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung einen tubusförmigen Wellenleiter (4) aufweist, der mit dem Oszillator (11) gekoppelt ist.

22. Ofen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (11) eine Antenne (3) aufweist, deren Längsachse mit der Drehachse des Drehtisches zusammenfällt.

23. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Heizkammer (21) zum Durchtritt der Strahlung eine öffnung (57) gelassen ist, daß ein tubusförmiger Wellenleiter (4) den Ausgang aus dem Oszillator durch die Öffnung überträgt, über welche ein Oberflächenwellenleiter (9) zur Aufnahme der Strahlung angeordnet ist.