DE2848658C2

DE2848658C2 - Mikrowellenherd oder -ofen

Info

Publication number: DE2848658C2
Application number: DE19782848658
Authority: DE
Inventors: Kenneth Whiting Sudbury Mass. Dudley; Wesley Winfred Wayland Mass. Teich
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1983-04-21
Also published as: CA1113547A; DE2848658A1; DE7833340U1; CH637794A5; FR2410224A1; JPS5475643A; AU4112778A; NL7811594A; AU518080B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenherd oder -ofen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.

Mikrowellenherde oder -öfen dieser Art sind aus der US-Patentschrift 38 46 608 bekannt. Sie enthalten auf dem Weg des Entweichens von Mikrowellenenergie zwischen dem Innenraum des Herdes oder Ofens und der freien Umgebung zunächst eine Viertelwellen-Mikrowellenfalle und, auf diese folgend, eine ein Mikrowellen-Absorptionsmaterial enthaltende weitere Dichtung, welche so ausgebildet sein muß, daß sie den Austritt von heißen Dämpfen verhindert bzw. diesen Dämpfen standzuhalten vermag.

Es zeigt sich jedoch, daß vornehmlich bei Mikrowellenherden oder -öfen mit Hochtemperatur-Selbstreinigung vermittels Widerstandsheizelementen die weitere Dichtung mit Absorptionseigenschaften für Mikrowellenenergie keine ausreichende Sicherheit gegen das Entweichen heißer Dämpfe bietet und daß der Aufbau der weiteren Dichtung, welche in einer Umfangsnut der Ofenraumöffnung untergebrachte Federmittel vorsieht, die eine Leiste aus Absorptionsmaterial gegen die jeweils gegenüberliegende Wand des Dichtungsspaltes drücken, kompliziert und teuer ist

Der Einsatz einer den hohen Temperaturen bei einem Selbstreinigungsvorgang standhaltenden Dichtung zum Verhindern des Entweichens heißer Dämpfe bereitet im allgemeinen Schwierigkeiten, da in derartigen Dichtungen ein beachtlicher Anteil der nutzbaren Mikrowellenenergie absorbiert werden kann.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Mikrowellenherd oder -ofen der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß eine einfach aufgebaute Dichtungskonstruktion erhalten wird, welche sowohl bei einem Hochtemperatur-Selbstreinigungsvorgang das Austreten heißer Dämpfe sicher verhindert, andererseits jedoch eine Mikrowellenabdichtung ohne unzuträgliche Absorption nutzbarer Mikrowellenenergie gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es zeigt sich, daß durch Anordnung von Schlitzen in einer der Begrenzungswände der Viertelwellen-Mikrowellenfalle bei der hier angegebenen Dichtungskonstruktion die zum Abdichten gegen das Entweichen heißer Dämpfe, insbesondere beim Hochtemperatur-Selbstreinigungsvorgang, dienende weitere Dichtung vor derjenigen Mikrowellenenergie wirksam geschützt werden kann, welche aufgrund einer Komponente in Umfangsrichtung des Türrandes durch die Mikrowellenfallen üblicher Bauart ohne Schlitze in den Begrenzungswänden gelangen könnte, so daß die weitere Dichtung vor einer Überhitzung geschützt und eine unzulässige Mikrowellenabsorption vermieden wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können zusätzliche Dichtungen in Gestalt einer Absorptionsdichtung bzw. in Gestalt einer weiteren Mikrowellenfalle der zuvor angegebenen Dichtungskonstruktion nachgeschaltet sein, um das Abdichtergebnis zu verbessern.

Im übrigen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen Gegenstand der Unteransprüche. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Mikrowellenherd in einer ersten Ausführungsform;

Fig.2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des Türdichtungsbereiches des Mikrowellenherdes aus F i g. 1 nach der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1;

Fig.3 eine Vergrößerung des Ausschnittes 3 in Fig. 1 zur besonderen Darstellung eines Teils der Mikrowellendichtung;

Fig.4 eine Vergrößerung des Ausschnittes 4 in Fig. 2;

F i g. 5 eine Ausschnittsvergrößerung aus dem Bereich der Scharnieraufhängung der Herdtür und der Dichtung in diesem Bereich, und

Fig.6 in nochmaliger Vergrößerung das Gewebe eines Dichtungsteils der Mikrowellendichtung aus Fig. 3.

Es seien zunächst die Gesamtdarstellungen der F i g. 1 und 2 betrachtet, die einen mit Mikrowellenenergie gespeisten Herdinnenraum 10 zeigen, der mit einer Tür verschließbar ist und dem die Mikrowellenenergie über einen sich drehenden Abstrahler 14 ain Boden des Herdraumes zugeführt wird. Der Abstrahier 14 erhält seine Mikrowellenenergie von einem Magnetstrom 16.

Der Herdraum 10 ist vorzugsweise aus einem verhältnismäßig stark verlustbehafteten oder energieabsorbierenden Werkstoff hergestellt, der zum Beispiel einige Prozente der Mikrowelienenergie, die auf die Wandung auftrifft und von ihr reflektiert wird, absorbieren kann. Man kann dazu zum Beispiel gewöhnliches Stahlblech verwenden, wie es bei üblichen Herden eingesetzt wird und das in gewöhnlicher Weise emaüliert ist Die Herdwände können dann Temperaturen über 550°Celsius standhalten.

Grill- oder Heizelemente 34, 36 können nahe der Cber- und Unterwand des Herdraumes 10 mittels gewöhnlicher Träger oder Stützen 38 angebracht sein. Das Heizelement 36 ist dabei vorzugsweise im Bogen und mit soviel Abstand um den Abstrahler 14 herumgelegt, daß die vom Abstrahler abgegebenen Mikrowellenfelder nicht gestört werden.

Die Heizelemente 34 und 36 erstrecken sich durch die Rückwand des Herdraumes, und die Ummantelung der Heizstäbe ist zur Erdung mit der Wand des Herdraumes 10 verbunden, um ein Austreten von Mikrowellenenergie an diesen Stellen zu vermeiden

Ein Stück 58 einer zu erhitzenden Speise wird n> beispielsweise auf einen Rost 60 oberhalb des Abstrahlers 14 in einer für Mikrowellenenergie durchlässigen Schüssel 62, beispielsweise aus feuerfester Keramik, angeordnet. Der Rost 60 kann ein Drahtrost sein, bei dem die Lücken zwischen den einzelnen y-, Drahtstäben größer als λ/2 ist und der in verschiedenen Höhen im Herdraum 10 mit Hilfe von Führungsnuten 64 in den Seitenwänden eingesetzt werden kann.

Ein Ventilator 50 bläst in gewöhnlicher Weise Luft über die Kühlrippen des Magnetstroms 16 und führt die erhitzte Luft in den Herdraum 10 ein. Die Luft umströmt die Widerstandsheizelemente 36 und streicht während des Erhitzungsvorganges an der zu erwärmenden Speise 58 vorbei. Die Luft entweicht dann durch ein Rohr 54 arn oberen Ende des Herdraumes und tritt in der Mitte zwischen den Platten 56 einer Kochmulde aus. Während des Selbstreinigungsvorganges des Herdes, bei dem sich im Herdraum 10 keine Speise 58 befindet, wird die Herdtemperatur auf 400 bis 550°Celsius gesteigert, indem die Heizelemente 36 gespeist werden, so daß Speiserückstände von den Wänden des Herdraumes 10 abbrennen und verdampfen und die dabei entstehenden Gase und Dämpfe aus dem Rohr 54, das für eine vollständige Oxidation der Gase und Dämpfe in bekannter Weise einen Kalalysato^r enthalten kann, ausgeblasen werden.

Die Tür 112 ist mit einer Dichtung 66 ausgestattet, die im einzelnen in Fig.4 dargestellt ist; ein Schlauch aus Glasfasergewebe 68 umschließt einen Federstahlgewebeschlauch 70 und ist zwischen die Ofenwandfrontfläche to und die Türfläche eingesetzt, so daß keine heißen Gase aus dem Herd entweichen können.

Dichtungen für selbstreinigende Herde werden üblicherweise aus einem bei hohen Tempera'uren beständigen Glasfasergewebe hergestellt, das ein b^r> elastisches Material, wie etwa Federstahl, umgibt.

Bei einem Herd, in dem sowohl Widerstandsheizelemente als auch Mikrowelienenergie zusammen oder aufeinanderfolgend angewendet v/erden, können derartige Dichtungen den Austritt von Mikrowelienenergie aus dem Herd beträchtlich vermindern; diese Dichtungen können aber auch zur Funkenbildung Anlaß geben und unier Umständen erhebliche Mikroweilenenergiemengen absorbieren.

Es wird deshalb zwischen den Innenraum des Herdes und die Dichtung 66 eine Mikrowellendichteinrichtung 72 eingesetzt Eine derartige Mikxowdlenenergiedichtung 72 mit geschlitzten Wandbereichen an der Tür 12 verhindert, daß Mikrowellenenergie aus dem Herdraum 10 entlang dem Umfang der Tür 12 nach außen dringen kann. Die Mikrowellendichteinrichtung 72 weist einen Eingangsabschnitt 74 auf, der zwischen den Herdraum und den eigentlichen Drosselabschnitt 76 mit einer gemeinsamen geschlitzten Wand 78, welche das Austreten der Mikrowellenenergie in Richtung des Umfanges der Dichteinrichtung 72 verhindert, gekoppelt ist

Durch den Einsatz einer mit Wandschlitzen versehenen Mikrowellenfalle wird der Austritt der MikroweJ-lenenergie in Richtung auf die weitere Dichtung 66 noch weiter vermindert, als dies mit Mikrowellendichtungen ohne Wandschlitze erreicht wird, so daß man Dichtungen 66 verwenden kann, die vornehmlich im Hinblick auf ihre Anwendung bei hohen Temperaturen ausgewählt sind, wie dies bei Wärmedichtungen für selbstreinigende Herde geschieht.

In der genaueren Darstellung von F i g. 2 ist zu sehen, daß eine zweite Mikrowellendichtung 80 nach außen an die Dichtung 66 anschließend angeordnet ist. Diese zweite Mikrowellendichtung 80 enthält eine zweite Mikrowellenfalle 82 mit geschlitzten Wandbereichen, die aus einem Ausgangsübertragungsleitungsabschnitt, welcher von einem leitfähigen Rand 84 der Tür 12 einerseits und einer geschlitzten gemeinsamen Wand 86 zwischen dem Ausgangsübertragungsleitungsabschnitt und einem Drosselaufbau 88 andererseits gebildet ist, der mit dem Ausgangsübertragungsleitungsabschnitt in einem Bereich 90 über ein Element 92, das für Mikrowelienenergie durchlässig ist, gekoppelt ist. Der Kopplungsbereich 90 ist darüber hinaus über einen Übertragungsleitungstei! 94 mit dem Bereich der Dichtung 66 und damit auch mit dem Eingangsabschnitt 74 der Mikrowellendichteinrichtung 72 verbunden.

Die Tür 12 schwingt beim Öffnen an den Scharnieren 96 nach unten. Dabei bewegt sich der Türrand 84 im wesentlichen parallel zu der geschlitzten Wand 86, die durch das Element 92 abgedeckt ist. Die geschlitzte Wand 78 bewegt sich ebenfalls parallel zum Wandbereich 98 des Herdgehäuses, so daß das obere Ende der Tür beträchtliche Bewegungen ausführen kann, ohne daß Mikrowellen austreten können. So kann sich beispielsweise der obere Rand der Tür 12 um mehr als 6 mm verschieben, so daß Unterbrecherschalter (nicht gezeigt) bereits durch diese Türbewegung betätigt werden können, die dann das Magnetron 16 abschalten, damit aus dem Herd keine nennenswerte Mikrowellenenergie austreten kann.

Wie gezeigt, ist zu beiden Seiten der Tür die zweite Mikrowellendichtung 80 als Mikrowellenfalle angeordnet, während eine demgegenüber geänderte Form einer zweiten Mikrowellendichtung 102 am Oberrand und am Unterrand der Tür eingesetzt wird. Die Dichtung 102 ist ein zweiter federnder Aufbau zwischen einer Fläche 104 der Herdtür und einer der Herdraumöffnung benachbarten Oberfläche 106 der Herdwand. Genauer zeigt die Fig.3, daß die Dichtung 102 oberhalb bzw. unterhalb

der von der Tür 12 verschlossenen Herdraumöffnung angeordnet ist und aus schlauchartigen, elastischen Elementen bestehen kann, die aus einem Federstahlgewebeschlauch 108 der erforderlichen Elastizität und einem gewebten Schlauchelement 110 zu einem Gebilde zusammengesetzt ist, das der Mikrowellenenergie eine leitfähige Oberfläche darbietet und in der Lage ist, erheblich Mikrowellenenergie zu absorbieren, sofern diese noch durch die Dichtung 66 hindurchgetreten ist. In starker Vergrößerung läßt die F i g. 6 den Aufbau des Schlauchelementes 110 erkennen, der eine Vielzahl von Strängen mit Glasfaserseelen 112 hat, deren jede mit einem Metallfolienstreifen 114, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, umwickelt ist und die dann in Schlauchform miteinander verwebt sind. Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartigen Aufbau jegliches Streufeld der Mikrowellenenergie aller Harmonischen der vorherrschenden Mikrowellenfrequenz im Herdraum 10 oder auch Grundfrequenzanteile von geringerer Stärke oder Seitenbänder mit der Grundfrequenz absorbiert werden können. Dieser Absorptionseffekt ist speziell in Verbindung mit Wandelementen 104 und 106 nützlich, die aus dem üblicherweise für Herde benutzten Stahl bestehen und mit einer dünnen Keramikschicht 116 in herkömmlicher Art beschichtet sind. Die Keramikbeschichtung 116 wird, wie F i g. 4 zeigt, auch in der Zone der Hochtemperaturdichtung verwendet und führt auch in diesem Bereich zu gewissen Verlusten an Mikrowellenenergie.
Vorzugsweise verläuft die Dichtung 66 um die

Herdtür herum und ist an ihr beispielsweise mit Nieten oder Schrauben befestigt. Sie kann jedoch auch mit der Ofenwand selbst verbunden sein. Die Dichtung 66 erscheint im Hinblick auf die Mikrowellenenergie als ein kapazitiver Spalt von verhältnismäßig niedriger Impedanz und wird vorzugsweise so nahe wie möglich an den Kopplungspunkt des Eingangsabschnittes 74 der Mikrowellendichteinrichtung 72 mit dem Drosselabschnitt 76 herangerückt. Als diesen Kopplungsbereich kann man beispielsweise den Abschnitt zwischen den Enden der durch Schlitze getrennten Wandfinger der Wand 78 und dem Abschnitt 118 der Tür 12 ansehen, der eine Wand des Drosselabschnittes 76 ausmacht. Dieser Kopplungsbereich, der etwa die in F i g. 2 mit 120 bezeichnete Zone einnimmt, ist als ein Bereich hoher Impedanz anzusehen: der sich unmittelbar anschließende Bereich niedriger Impedanz der Dichtung 66 läßt sich so betrachten, als läge er in Reihe mit dem Bereich 120 hoher Impedanz. Aus der vorangehenden Betrachtung wird deutlich, daß eine wirkungsvolle Dichtung für Dämpfe hoher Temperatur und für Mikrowellenenergie an einem Herd geschaffen wird, der für den Selbstreinigungsvorgang hohe Temperaturen im Innenraum erzeugt und der mit Mikrowellenenergie betrieben wird. Statt des emaillierten Stahlbleches kann selbstverständlich auch ein anderes Material für die Herstellung der Herdraumwände benutzt werden, und schließlich kann zur Wärmezufuhr zum Zwecke der Selbstreinigung eine Heißluftheizung oder ein Gasbrenner anstelle der elektrischen Heizelemente 34,36 dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Mikrowellenherd oder -ofen mit einem Herdgehäuse, dessen über eine Zutrittsöffnung erreichbarem und mittels einer Tür (12) verschließbarem Innenraum (10) Mikrowellenenergie zuführbar ist, die durch eine am Öffnungsrand angebrachte, als Mikrowellenfalle ausgebildete Mikrowellendichteinrichtung (72) am Austreten aus dem Innenraum gehindert wird, und mit einer weiteren, den Austritt von heißen Dämpfen verhindernden Dichtung (66), wobei die Mikrowellendichteinrichtung zwischen der weiteren Dichtung und dem Innenraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (66) ein schlauchförmiges Drahtgewebe (70) und ein dieses umgebendes isolierendes Material (68) aufweist und daß die Mikrowellendichteinrichtung Schlitze an einer der Begrenzungswände (78) der Mikrowellenfalle aufweist.

2. Mikrowellenherd oder -ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Drahtgewebe (70) umgebende isolierende Material (68) ebenfalls schlauchförmig gewebt ist.

3. Mikrowellenherd oder -ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsrandbereiche (98) und die Türbereiche, an denen die weitere Dichtung (66) anliegt bzw. anlegbar ist, aus einem kaltgewalzten Stahlblech mit Emailüberzug hergestellt sind.

4. Mikrowellenherd oder -ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze der Mikrowellenfalle einen gegenseitigen Abstand von weniger als der halben Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz der Mikrowellenenergie ha- J5 ben.

5. Mikrowellenherd oder -ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine weitere Mikrowellendichtuiig (102), die aus einem äußeren gewebten Schlauchelement (110) aus metallumwickelten Glasfaserselen (112) auf einem Federstahlgewebeschlauch (108) gebildet ist und die sich zwischen der weiteren Dichtung (66) und der freien Umgebung befindet.

6. Mikrowellenherd oder -ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine weitere Mikrowellendichtung (80), die eine Mikrowellenfalle (82) enthält und die sich zwischen der weiteren Dichtung (66) und der freien Umgebung befindet.