DE3015436A1 - Mikrowellenherd - Google Patents

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänral Patentanwälte

4 Registered Representatives

before the European Patent Office

Möhlstraße 37 Tokyo Shibaura Denki D-8000München80

Kabushiki Kaisha Tel.:089/982085-87

Ka»asa_ki-shi, Japan X

22. April 1980

KM-54P1043-3

Mikrowellenherd

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung bz\i/. einen sog. Mikrowellenherd, insbesondere zum Erwärmen bzw. Garen von Nahrungsmitteln und dgl. mittels eines Heizelements.

Ein bisheriger Mikrowellenherd arbeitet nach zwei Garoder Kochverfahren, nämlich einer Mikrowellen-Betriebsart, in welcher das in einen Koch- oder Garraum eingebrachte Kochgut durch die von einem Hochfrequenzwellengenerator mit einem Magnetron erzeugten Hochfrequenzwellen von innen her erwärmt wird, und einer Widerstands-Erwärmungsbetriebsart, in welcher das Kochgut durch eine Anzahl von Heizelementen von außen her erwärmt wird» Bei dieser Vorrichtung werden die beiden Betriebsarten unabhängig voneinander durchgeführt, oder die Widerstandserwärmung folgt auf die Mikrowellenerwärmung. Ein Mikrowellenherd mit dieser Konstruktion ist für der derzeit gebräuchlichen, vielfältigen und komplizierten Kochvorgänge unzufriedenstellend.

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Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung bzw. eines Mikrowellenherds, die bzw. der getrennt oder gleichzeitig in der Mikrowellen- und in der Widerstands-Erwärmungsbetriebsart zu arbeiten vermag.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Mikrowellenherd eignet sich für das Kochen bzw. Garen von Nahrungsmitteln unter verschiedenartigen Erwärmungsbedingungen bei außerordentlich stark verkürzter Kochzeit.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Eig. 1 eine perspektivische Darstellung eines

Mikrowellenherds mit Merkmalen nach der Erfindung,

Eig. 2 einen lotrechten Schnitt längs der Linie

H-II in Eig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Steuer- oder Regel

schaltung für den Mikrowellenherd nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine graphische Darstellung verschiedener

Betriebsarten des Mikrowellenherds, bezogen auf den Stromverbrauch.

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Der Mikrowellenherd gemäß den Fig. 1 und 2 weist an der Stirnseite seines Gehäuses 1 eine Tür 2 und eine Schalttafel 3 auf. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Heiz- oder Kochraum 4 vorgesehen, dessen vorderseitige öffnung durch die Tür 2 verschließbar ist. Zwischen der Außenwand 4a des Kochraums 4 und dem Gehäuse 1 ist ein Zwischenraum la vorgesehen. Auf eine an der Rückwand des Kochraums 4 befestigte Auflage 5 können die zu garenden Speisen und dgl. aufgesetzt werden. Das eine Ende eines im Zwischenraum la angeordneten Wellenleiters

6 steht mit dem Kochraum 4 über dessen obere Wand in Verbindung, während sein anderes Ende mit einem Magnetron

7 verbunden ist, das zu einem Strahler (antenna) 7a führt, über den der Schwingungsausgang des Magnetrons abstrahlbar ist, so daß eine Hochfrequenz- bzw. Mikrowelle vom Magnetron 7 in den Kochraum 4 eingeführt wird. Im Kochraum 4 sind ein oberes Heizelement 8 (800 W) und ein unteres Heizelement 9 (400 W) in waagerechter Lage an der Rückwand des Kochraums 4 befestigt. An der Schalttafel 3 sind folgende Elemente vorgesehen: Ein Kochbetriebsart-Anzeiger 10 aus leichtemittierenden Abschnitten zur Lieferung einer Anzeige für die verschiedenen Koehbetriebsarten; ein Regler 11 zum Umschalten der Betriebsarten; ein Temperaturregelknopf 12 zur Einstellung der Lufttemperatur im Kochraum 4 bei Benutzung von oberem und unterem Heizelement 8 bzw. 9; ein Zeitgeber 13 zur Einstellung einer gewünschten Kochzeit; ein Startschalter 14 zur Einleitung eines Kochvorgangs und ein Netzschalter An der Rückseite der Schalttafel 3 sind dem Regler 11 zugeordnete Kontakte nicht dargestellter Schalter angeordnet. Bei Bewegung des Reglers 11 gemäß Fig. 1 nach rechts werden folgende Kochbetriebsarten eingestellt; Eine erste Betriebsart zum Kochen oder Garen mit einer Schwingungsenergie von 400 W vom Magnetron (Mikrowellenerwärmung); eine zweite

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Betriebsart zum Kochen von z.B. Ragout oder zum Auftauen von Tiefkühlkost mit einer Schwingungsenergie von 200 W (Mikrowellenerwärmung) j eine dritte Betriebsart zum Kochen bzw. Garen mittels der beiden Heizelemente 8 und 9 (Widerstandserwärmung) ; eine vierte Betriebsart unter Benutzung nur des oberen Heizelements 8 (Widerstandserwärmung); eine fünfte Betriebsart unter Benutzung nur des unteren Heizelements 9 (Widerstandserwärmung); eine sechste Betriebsart mit einer Schwingungsenergie von 20Ü W und unter Benutzung des oberen Heizelements 8 (Mikrowellen- und Widerstandserwärmung); und eine siebte Betriebsart mit einer Schwingungsenergie von 400 W und unter Benutzung des unteren Heizelements (Mikrowellen- und Widerstandserwärmung). Die jeweils eingestellte Betriebsart wird durch den betreffenden Leuchtabschnitt des Betriebsartanzeigers 10 angezeigt.

Fig. 3 veranschaulicht eine Steuer- bzw. Regelschaltung für den Mikrowellenherd gemäß den Figuren 1 und 2. Dabei ist das eine Ende einer Wechselstromquelle 20 über eine Netzschaltung 15, einen Arbeitskontakt 24al eines Relais 24 und einem normalerweise offenen Schalter Hai, der unter der Steuerung des Reglers 11 steht, mit der einen · Seite des oberen Heizelements 8 verbunden. Die andere Seite des oberen Heizelements 8 ist an.die andere Seite bzw. den anderen Pol der Stromquelle 20 über einen Arbeitskontakt 24a2 des Relais 24 angeschlossen. Die Verbindung zwischen dem Kontakt 24al und dem Schalter Hai ist über einen normalerweise offenen Schalter Ha2, der unter der Steuerung des Reglers 11 steht, an die eine Seite des unteren Heizelements 9 angeschlossen. Die andere Seite des Heizelements 9 ist mit der anderen Seite des oberen Heizelements 8 ver-

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bunden. Die Verbindung oder Verzweigung zwischen dem Schalter llal und dem Schalter Ha2 ist über einejn normalerweise geschlossenen, unter der Steuerung des Reglers 11 stehenden Schalters HbI an die eine Seite einer Primärwicklung 21a eines Hochspannungstransformators 21 im Hochfrequenz- bzw. Mikrowellengenerators 10 angeschlossen. Das andere Ende der Primärwicklung 21a ist mit der anderen Seite des unteren Heizelements 9 verbunden. Eine Gleichrichterschaltung aus einem Kondensator Cl und einer Diode D, die mit der dargestellten Polung geschaltet ist, ist über die Sekundärwicklung 21b des Transformators 21 geschaltet. Die Anode des Magnetrons 7 ist mit der Kathode der Diode D verbunden, während seine Kathode an der Anode der Diode D liegt. Das Magnetron 7 ist an der Anode an Masse gelegt und mit der Kathode über eine Sekundärwicklung 21c des Transformators 21 geschaltet. Ein normalerweise geschlossener Schalter Hb2, der mittels des Reglers 11 betätigbar ist, ist unter Zwischenfügung eines Kondensators C2 mit dem Kondensator Cl verbunden. Die Kondensatoren Cl und C2 sowie der Schalter Hb2 bilden einen Ausgangs-Regelkreis 22 für das Magnetron 7. Wenn der Schalter Hb2 geschlossen ist, liefert das Magnetron eine Ausgangsleistung von 400 W, während es bei offenem Schalter Hb2 eine Ausgangsleistung von 200 W liefert. Zwischen die Verbindung oder Verzweigung zwischen dem Netzschalter 15 und dem Arbeitskontakt 24al sowie die andere Seite der Stromquelle 20 sind ein Türschalter 23, ein Startschalter bzw. ein Arbeitskontakt 14 des automatisch abfallenden Typs, ein Zeitgeberschalter 13a und ein Reilais 24 in Reihe eingeschaltet. Wenn der zum Relais parallelgeschaltete Zeitgeber 13 eingestellt wird, wird der Zeitgeberschalter 13a geschlossen. Wenn das Relais 24

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erregt ist, sind seine Arbeitskontakte 24al, 24a2 und 24a3 geschlossen. Nach Ablauf der am Zeitgeber eingestellten Zeitspanne öffnet sich der Schalter 13a. Wenn das Relais 24 (dabei) abfällt, öffnen sich die Arbeitskontakte 24al bis 24a3.

Der Mengenstrombedarf des Mikrowellenherds ist unter Berücksichtigung der Stromkapazität des Haushalt-Stromnetzes auf 122D W festgelegt; dieser Strombedarf ist
der Gesamtstromverbrauch der beiden Heizelemente 8 und 9, wenn diese gleichzeitig eingeschaltet sind, sowie einer nichtdargestellten Beleuchtungslampe im Kochraum 4, eines Motors und dgl.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Mikrowellenherds erläutert. Die Beziehungen zwischen den Betätigungen der Schalter Hai, Ha2, HbI und Hb2 sowie den jeweiligen Kochbetriebsarten sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle

Betriebs art	Elemente	Schalter	Hai	Ila2	HbI	Hb2
1	Magnetron-Ausgangs leistung 400 W	Aus	Aus	Ein	Ein
2	Magnetron-Ausgangs leistung 400 W	Aus	Aus	Ein	Aus
3	Heizelement 8 (800 W) und Heizelement 9 (400 W)	Ein	Ein	Aus	Ein
4	Heizelement 8 (800 W)	Ein	Aus	Aus	Ein
5	Heizelement 9 (400 W)	Aus	Ein	Aus	Ein
6	Magne tron-Ausgangs- leistung 200 W und Heizelement 8 (800 W)	Ein	Aus	Ein	Aus
7	Magnetron-Ausgangs leistung 400 W und Heizelement 9 (400 W)	Aus	Ein	Ein	Ein

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Im folgenden ist die Arbeitsweise des Mikrowellenherds in der 6. Betriebsart beschrieben. Dabei wird der Netzschalter 15 geschlossen, und die zu garende Speise wird auf die Auflage im Kochraum 4 gestellt, worauf die Tür 2 geschlossen u/ird. Mittels des Reglers 11 vi/ird die 6. Betriebsart eingestellt. Dabei u/ird der normalerweise offene Schalter Hai durch den Regler 11 geschlossen, während der normalerweise geschlossene Schalter Hb2 geöffnet wird. Der normalerweise offene Schalter Ha2 bleibt offen, während der normalerweise geschlossene Schalter llbl geschlossen bleibt. Als nächstes wird die erforderliche Koch- bzw. Garzeit mittels des Zeitgebers 13 eingestellt, und der Startschalter 14 wird geschlossen, worauf der Zeitgeberschalter 13a zum Erregen des Relais 24 geschlossen wird. Infolgedessen wird der Arbeitskontakt 24 A3 geschlossen, so daß das Relais 24 bleibt. In diesem Zustand ist das obere Heizelement 8 (800 W) mit der Stromquelle verbunden, und das Magnetron 7 schwingt. Da der Schalter Hb2 offen ist, beträgt die Ausgangsleistung es Magnetron 7 200 W. Das nicht dargestellte Nahrungsmittel auf der Auflage 5 wird durch die vom oberen Heizelement abgegebene Wärme von außen her erwärmt und gleichzeitig durch die vom Magnetron 7 gelieferte Hochfrequenzwelle intern erwärmt. Nach Ablauf der am Zeitgeber 13 eingestellten Zeitspanne öffnet sich der Zeitgeber 13a. Dabei fällt das Relais 24 ab, so daß sich seine Kontakte 24al und 24a2 öffnen. Hierauf ist der Kochvorgang der 6. Betriebsart abgeschlossen.

Der Strombedarf des Heizelements entspricht dessen Kapazität bzw. Leistung. Der Strombedarf des Magnetrons 7 beträgt etwa das doppelte seiner Mikrowellenausgangsleistung. In der 6. Betriebsart beträgt somit der Stromverbrauch 1200 W, entsprechend dem Stromverbrauch von 800 W des oberen Heizele-

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ments 8 und dem Stromverbrauch von 400 W des Magnetrons 7. Diese Summe liegt unterhalb des Nennstrombedarfs von 1220 W des Mikrowellenherds.

Nachstehend ist die Arbeitsweise des Mikrowellenherds in der 7. Betriebsart erläutert. Dabei werden, wie in der 6. Betriebsart, der Netzschalter 15 geschlossen, das zu garende Nahrungsmittel auf die Auflage 5 gesetzt und die Tür 2 geschlossen. Mittels des Reglers 11 wird die 7. Betriebsart eingestellt, worauf der normalerweise offene Schalter Ila2 geschlossen wird. Der normalerweise offene Schalter Hai bleibt offen, während die normalerweise geschlossenen Schalter llbl und Hb2 geschlossen bleiben, sodann wird der Zeitgeber 13 auf eine gewünschte Koch- bzw. Garzeit eingestellt, und der Startschalter 14 wird geschlossen, so daß das untere Heizelement 9 und das Magnetron 7 an Spannung gelegt werden. Da der Schalter Hb2 geschlossen ist, schwingt das Magnetron 7 mit einer Ausgangsleistung von 400 W. Das Nahrungsmittel wird durch das Heizelement 9 mit einer Leistung von 400 W von außen her erwärmt, während es gleichzeitig durch die Hochfrequenzwelle des Magnetrons 7 von innen her erwärmt u/ird. Nach Ablauf der am Zeitgeber 13 eingestellten Zeit öffnen sich der Zeitgeberschalter 13a, der Schalter 24al und der Schalter 24a2. Hierauf ist der Koch- bzw. Garvorgang in der 7. Betriebsart abgeschlossen. In dieser Betriebsart besitzen das untere Heizelement einen Stromverbrauch von 400 W und das Magnetron 7 einen solchen von 800 W. Der Gesamtstromverbrauch in dieser Betriebsart liegt daher unterhalb des Nennstrombedarfs von 1220 W.

Durch selektives Umschalten zwischen den Heizelementen 8 und 9 sowie der Ausgangsleistung des Magnetrons kann somit

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eine Mikrou/elleneru/ärmung und gleichzeitig eine Widerstandseru/ärmung mit einer innerhalb des Anschlußu/erts des Mikrou/ellenherds liegenden Gesamtleistung gewährleistet u/erden. Die anderen Betriebsarten lassen sich auf ähnliche Weise durchführen. Aufgrund der gleichzeitigen Mikrowellen- und Widerstandseru/ärmung können verschiedenartige Speisen unter erheblicher Verkürzung der Garzeit gekocht bzw. gegart werden.

Selbstverständlich ist die Zahl der Heizelemente nicht auf 2 beschränkt, und die Ausgangs-Regelschaltung für das Magnetron 7 ist nicht auf die beschriebene Schaltung beschränkt. Wahlweise kann z.B. für das Auftauen (auch von Tiefkühlkost) ein Motor zusammen mit einem Schalter vorgesehen sein, um bei der Drehung des Motors einen Stromvi/eg zum Magnetron intermettierend zu schließen.

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•Al-

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Claims (6)

1. Henkel, Kern, Feiler Cr Kar.zoJ Patentanwälte

   Registered Representatives

   before the

   European Patent Office

   Möhlstraße 37 Tokyo Shibaura Denki D-8000München

   Kabushiki Kaisha Tel.: 089/982085-87

   , . , . - Telex: 0529802 hnkl d

   Kawasaki-shi, Japan Telegramme: ellipsoid

   22. April 1980

   KM-54P1043-3

   Patentansprüche

   ilΛ Mikrowellenherd mit einem Gar- bzw. Kochraum zum Erwärmen von Speisen und dgl., einem Hochfrequenzu/ellengenerator mit einer Ausgangs-Regelschaltung zur Lieferung einer Hochfrequenzwelle zum Kochraum für das Erwärmen der Speisen und dgl., Widerstandsheizeinheiten zum Erwärmen der Speisen und dgl. und einer Steuer- oder Regelschaltung zur Steuerung der Verbindungen zwischen einer Stromquelle einerseits und dem Hochfrequenzwellengenerator sowie den Widerstandsheizeinheiten andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regelschaltung erste Elemente (15, 24al, 24a2, Hai, Ha2) zur Verbindung nur der Widerstandsheizeinheiten (8 oder 9 bzw. 8 und 9) mit der Stromquelle (20), zweite Elemente (15, 24al, 24a2, llbl) zur Verbindung nur des Hochfrequenzwellengenerators (17) mit der Stromquelle,

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   dritte Elemente (15, 24al, 24a2, Hai, Ha2, Hb2) zur gleichzeitigen Verbindung der Widerstandsheizeinheiten und des Hochfrequenzvi/ellengenerators mit der Stromquelle sowie vierte Elemente (Ilb2) zur Steuerung der Ausgangs-Regelschaltung (22) aufweist.
2. 2. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elemente erste, zweite und dritte Schalter (15; 24al, 24a2; Hai, Ha2) umfassen, die zwischen die Stromquelle (20) und die Widerstandsheizeinheiten geschaltet sind, daß die zweiten Elemente die ersten und zweiten Schalter sowie einen vierten Schalter (llbl) zwischen dem zweiten Schalter und dem Hochfrequenzwellengenerator umfassen, daß die dritten Elemente die ersten bis vierten Schalter umfassen und daß die dritten Elemente die ersten bis vierten Schalter umfassen und daß die vierten Elemente einen fünften Schalter (Hb2) umfassen, der zu einem Kondensator (Cl) parallelgeschaltet ist, welcher über einen zweiten Kondensator (C2) mit einem Magnetron-Schwingkreis des Hochfrequenzwellengenerators in Reihe geschaltet ist, wobei zur Stromzufuhr nur zu den Widerstandsheizeinheiten die ersten bis dritten Schalter geschlossen werden, während der vierte Schalter offen ist, und zur Stromzufuhr nur zum Hochfrequenzwellengenerator erste, zweite und vierte Schalter geschlossen werden, während der dritte Schalter offen ist, sowie zur Stromzufuhr sowohl zu den Widerstandsheizeinheiten als auch zum Hochfrequenzwellengenerator die ersten bis vierten Schalter geschlossen werden.
3. 3. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbrauch der Widerstandsheizeinheiten

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   unterhalb des Nennstrombedarfs (Anschlußwerts) des Mikrowellenherds liegt.
4. 4. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbrauch des Hochfrequenzvi/ellengenerators unterhalb des Nennstrombedarfs (Anschlußvi/erts) des Mikrowellenherds liegt.
5. 5. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Stromzufuhr zu den Widerstandsheizeinheiten und zum Hochfrequenzwellengenerator der Gesamtstromverbrauch dieser Elemente auf einem Wert unterhalb des Nennstrombedarfs (Anschlußwerts) des Mikrowellenherds haltbar ist.
6. 6. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizeinheiten zwei Heizwiderstä'nde (8 und 9) umfassen, die an Ober- bzw. Unterseite des Kochraums angeordnet sind.