DE3134000A1 - Hochfrequenz-heizvorrichtung

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Description

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DE3134000A1

Publication number: DE3134000A1
Application number: DE19813134000
Authority: DE
Inventors: Syozo Fuji Shizuoka Kobayashi; Yukio Suzuki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1982-03-25
Also published as: CA1163329A; DE3134000C2; GB2083730A; FR2489646B1; FR2489646A1; GB2083730B; AU7429381A; AU531450B2

Hochfrequenz-Hexζvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung, wie beispielsweise einen Mikrowellenherd.

Bekannt ist beispielsweise eine herkömmliche Hochfrequenz-Heizvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Bei dieser Vorrichtung ist ein Magnetron (oder ein Hochfrequenzoszillator) 3 oberhalb einer in einem Grundkörper 1 untergebrachten Heizkammer 2 angeordnet,und ein Drehteller 4 ist in der Heizkammer 2 angeordnet. Der Drehteller 4 rotiert in der Weise, daß eine Speise 5 oder dgl., die auf dem Drehteller angebracht ist, gleichförmig erhitzt werden kann, wie auch immer die vom Magnetron 3 ausgehende Hochfrequenzenergie in der Heizkammer verteilt werden mag. Bei der in Fig. 1 dargestellten Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch der runde

Drehteller 4 in der schachteiförmigen Heizkammer 2 so angeordnet, daß jede Ecke der Heizkammer 2 und deren benachbarter Abschnitt ungenützt gelassen wird, so daß es auf diese Weise unmöglich wird, das Innere der Heizkammer 2 wirkungsvoll zu nutzen. Wenn der Raum, in welchem die Speise 5 oder dgl. praktisch untergebracht wird und der nachfolgend als Kochraum bezeichnet werden wird, in einem bestimmten Volumen gehalten wird, so wird die Ausdehnung der gesamten Heizkammer 2 selbst

^O unförmig groß und macht es schwer, die Gesamtheit der Vorrichtung klein in den Abmessungen zu halten. Außerdem benötigt die Anordnung, bei der die Speise 5 oder dgl. auf dem Drehteller 4 angebracht wird, einen groß ausgelegten Antriebsmotor 6, welcher eine vergleichs

'5 weise große Leistung zum Antrieb des Drehtellers 4 abgibt Das ist ein weiterer Grund dafür, daß die Vorrichtung nach dem Stand der Technik weder hinsichtlich der Kosten noch hinsichtlich der Größe verbessert werden könnte.

*" Figur 2 zeigt eine weitere herkömmliche Hochfrequenz-Heizvorrichtung, bei der eine Heizkammer 2 und ein Magnetron (oder ein Hochfrequenzoszillator) 7 in einem Grundkörper 1 untergebracht sind und wobei die vom Magnetron 7 ausgehende Hochfrequenzenergie in die Heiz-

*"* kammer 2 über einen Wellenleiter (Hohlleiter) 8 und eine in die Abdeckung der Heizkammer 2 eingeformte Erregeröffnung 8a eingeführt wird, wobei sie durch ein Rührgebläse 10·, welches an der Abdeckung der Heizkammer 2 befestigt ist, verwirbelt wird, um die Verteilung der

Hochfrequenzenergie in der Heizkammer 2 gut vorzunehmen.

Eine Verteilungsplatte 9 ist zur Abdeckung des Rührgebläses 10 von unten her vorgesehen; sie besteht aus dielektrischem Material mit niedrigem dielektrischem

Verlust (tan 6).
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Bei der bekannten Vorrichtung nach Fig. 2 macht es das in der Heizkammer 2 angeordnete Rührgebläse 10 notwendig, in der Heizkammer 2 einen vergleichsweise großen Raum einzuformen, in welchem das Rührgebläse 10 untergebracht wird. Außerdem muß die Höhe der Verteilungsplatte 9 vergleichsweise groß gemacht werden. Wenn der Kochraum in der Heizkammer 2 auf einem bestimmten Volumen gehalten wird, kann man deshalb nicht vermeiden, die Gesamtheit der Heizkammer 2 vergleichsweise unförmig zu gestalten, was sich als Problem bei der Absicht darstellt, die gesamte Vorrichtung klein auszuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile auszuschalten und eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung zu schaffen, mit der die in eine Heizkammer eingeführte Hochfrequenzenergie unter besseren Voraussetzungen verteilt werden kann und bei der die gesamte Vorrichtung kleiner in ihren Abmessungen gemacht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Heizvorrichtung ein Gehäuse mit einer darin untergebrachten Heizkammer, einen Hochfrequenz-Oszillator, Mittel zum Einführen der von der Hochfrequenz-Oszillatoreinrichtung abgestrahlten Hochfrequenz von oben und in die Heizkammer, weiterhin eine Drehscheibe, welche eine Grundplatte aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlust enthält und oben in der Heizkammer so angeordnet ist, daß sie um ihre Zentrierachse rotiert, ferner eine Mehrzahl von Hochfrequenzabschirmstücken, die alle auf der Grundplatte angeordnet sind und eine Erregungsöffnung definieren, welche mehrere sich radial von der Zentrierachse zum Außenumfang der Grundplatte erstreckende Abschnitte besitzt, außerdem Antriebsmittel zur Drehung der Drehscheibe, wobei die Hochfrequenzenergie durch die Erregungsöffnung der Drehscheibe in die Heizkammer eingeführt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils Schnittdarstellungen von Hochfrequenzheizvorrichtungen nach dem Stand

der Technik, wie sie bereits oben beschrieben wurden;

Fig. 3 und 4 einen Längs- und einen Querschnitt für eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer

Hochfrequenzheizvorrichtung;

Fig. 5 und 6 jeweils in Draufsicht und im Schnitt eine Drehscheibe, wie sie in der Hochfrequenzheizvorrichtung verwendet ist;

Fig. 7 und 8 jeweils in Draufsicht und im Schnitt eine abgewandelte Drehscheibe;

Fig. 9 und 10 jeweils Tests zur Prüfung der Brauchbarkeit

der erfindungsgemäßen Hochfrequenzheizvorrichtung;

Fig.11 und 12 jeweils in Draufsicht und im Schnitt eine weitere Abwandlung der Drehscheibe;

Fig.13 und 14 jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt

• eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochfrequenzheiζvorriehtung; 30

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer

in der Hochfrequenzheizvorrichtung nach den Fig. 13 und 14 angeordneten Drehscheibe;

^ Fig. 16 bis 18 in perspektivischer Darstellung, in Draufsicht und in einer Schnittdarstellung eine weitere Abwandlung der Drehscheibe;

Fig. 19 bis 21 wiederum in perspektivischer Darstellung, in Draufsicht und im Querschnitt nochmals eine weitere Abwandlung der Drehscheibe.
.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochfrequenzheizvorrichtung wird mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen nun näher beschrieben.

TO Die Figuren 3 und 4 zeigen die schematische Anordnung einer Hochfrequenzheizvorrichtung, wie beispielsweise eines Mikrowellenherdes, in welchem das Bezugszeichen einen schachteiförmigen Grundkörper bezeichnet. In dem Grundkörper 11 ist eine Heizkammer 13 untergebracht, welche mit einem runden Durchbruch (bzw. einer öffnung) 12 in der Mitte ihrer Dachseite versehen ist, außerdem ein Magnetron (bzw. Oszillator) 14. Eine Tragplatte 13a, auf welcher die Speise angebracht ist, ist nahe dem Boden der Heizkammer 13 angeordnet. Der runde Durchbruch 12 in der Dachseite der Heizkammer 13 ist mit einer Teilungsplatte 16 verschlossen, welche aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlust (tan δ), wie Polypropylen-Kunststoff, besteht und unterhalb des runden Durchbruchs 12 so angeordnet ist, daß eine Drehscheibe 15, welche später beschrieben wird, von Dampf und dgl. in der Heizkammer 13 abgeschirmt wird. Auf der Dachseite der Heizkammer 13 ist ein hohler Kasten 17 so angeordnet, daß der runde Durchbruch 12 von oben her abgeschlossen wird. Dieser hohle Kasten 17 ist mit

3" einem Verbindungsteil 18 verbunden, welches den hohlen Kasten 17 mit einem Antennenabschnitt 14a des Magnetrons 14 elektromagnetisch koppelt, um so einen Wellenleiter 19 zu bilden. In den runden Durchbruch 12 ist konzentrisch die Drehscheibe 15 mit einem Durchmesser, der ein weniger

kleiner als der des runden Durchbruchs 12 ist, angeordnet.

Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, umfaßt die Drehscheibe 15 eine runde Grundplatte 20 aus einem Material mit niedrigem dielektrischen Verlustkoeffizienten und Hochfrequenzübertragungseigenschaften sowie Hochfrequenz-Abschirmstücke 21, welche durch vier Stücke aus fächerförmigem Leichtmetall, wie Aluminium,, gebildet sind, von denen jedes zur Mitte hin einen Winkel von 90° besitzt. Diese Hochfrequenz-Abschirmstücke 21 sind auf der Grundplatte 20 so angeordnet, daß ihre bogenförmigen Kanten mit dem Außenumfang der Grundplatte 20 fluchten und daß eine.kreuzförmige Erregungsöffnung 22 mit einer Breite B zwischen ihren geradlinigen Seitenkanten gebildet wird. Die Drehscheibe 15 besitzt eine Welle 15a, welche mit der Drehwelle eines auf der Dachseite des hohlen Kastens 17 befestigten Motors 23 verbunden ist, und sie wird in einer horizontalen Ebene gedreht, wobei die Welle 15a als Drehachse dient. Die Welle 15a besteht aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlust und kann mit der Grundplatte 20 in einem Stück gebildet sein.

Bei der Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einer Anordnung nach obiger Beschreibung wird die von dem Magnetron 14 abgestrahlte Hochfrequenzenergie durch den Verbindungsteil 18 in den hohlen Kasten (Hohlleiter) 17 eingeführt. Die in den hohlen Kasten 17 eingeführte Hochfrequenzenergie wird durch die Oberflächen der Abschirmstücke 21 fast völlig reflektiert und so vom Eindringen in die Heizkammer 13 durch die Abschirmstücke 21 abgehalten. Deshalb wird die Hochfrequenzenergie in dem hohlen Kasten 17 fast nur durch die Erregungsöffnung 22 in die Heizkammer 13 eingeführt. Die Erregungsöffnung 22 dreht sich entsprechend der Drehung der Drehscheibe 15, so daß die in die Heizkammer 13 eingeführte Hochfrequenz

gleichförmig verteilt werden kann. Wenn im Falle der oben beschriebenen Vorrichtung der ringförmige Zwischen-

7*"- Ml

raum zwischen dem Außenumfang der Drehscheibe 15 einerseits und des runden Durchbruchs 12 andererseits groß gemacht wird, besteht die Besorgnis, daß Hochfrequenz durch den ringförmigen Zwischenraum in die Heizkammer 13 eindringen kann, um so die Temperaturverteilung unregelmäßig zu gestalten. Es wurde durch Versuche ermittelt, daß Hochfrequenzenergie nicht durch den Zwischenraum in die Heizkammer 13 eindringen kann, wenn der Zwischen-

/gemacht wird,
raum kleiner als λ/8 wobei λ die Wellenlänge der Hochfrequenz ist. Wenn deshalb die Frequenz der vom Magnetron 14 erzeugten Hochfrequenzwelle beispielsweise 2450 MHz beträgt, so wird man vorzugsweise die Abmessungen des runden Durchbruchs 12 und der Drehscheibe 15 so bestimmen, daß ein Zwischenraum von kleiner als 15 mm zwischen ihren jeweiligen Außenumfängen besteht, wobei die Wellenlänge in diesem Fall λ =.122 mm beträgt. Vorzugsweise wird auch der Durchmesser A der Drehscheibe nach einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/2 gewählt, so daß der Höchstbetrag an Hochfrequenzenergie im Zentrum der Drehscheibe 15, d.h., der Erregungsöffnung 22, eingeführt werden kann, und so den Unterschied zwischen der Temperatur im Zentrumsabschnitt und der Temperatur um den Zentrumsabschnitt der Heizkammer 13 herum verringert, um dadurch die Temperaturverteilung in der Heizkammer 13 zu verbessern.

Ergebnisse von durchgeführten Temperaturverteilungstests und Ergebnisse von Fällen, in denen Biskuitkuchen in der Praxis unter Verwendung der mit der Drehscheibe 15 gemäß obiger Beschreibung versehenen Hochfrequenzheizvorrichtung gebacken wurden, werden nachfolgend gezeigt. Bei den Temperaturverteilungstests wurden fünf Wasserladungen verwendet, welche entsprechend der Darstellung in Fig. 7 auf der Zwischenplatte 13 positioniert waren, wobei die Heizzeit 2 min und 30 s betrug. Das Temperaturverteilungsverhältnis wird folgendermaßen ausgedrückt:

Temperaturan- _ Temperaturanstiegsmaxiraum stiegsminiinuni

Verte:Llungsverhältnis =

χ 100 (%)

Tenperaturanstiegsrnittelwert

Im einzelnen zeigt Tabelle 1 Fälle, bei denen die Breite B der Erregungsöffnung 22 genau auf 25 mm gehalten wird, während der Durchmesser A der Drehscheibe 15 verändert wird. Der Unterschied zwischen der jeweiligen Dicke von aufgequollenen Biskuitkuchen korrespondiert mit dem jeweiligen Unterschied zwischen der maximalen und der minimalen Höhe der Biskuitkuchen nach Beendigung des Backens.

Aus Tabelle 1 wird klar, daß die Temperaturvertexlung gleichförmig ist, wenn der Durchmesser A im wesentlichen gleich dreimal λ/2 ("= 183 mm: λ/2 "= 61 mm, wenn λ *= 122 mm) ist,- das ist der Fall bei A = 180 mm. Es ist in diesem Fall auch klar, daß das Innere des Ofens gleichförmig im Zentrum und dessen Umgebung beheizt ist, um den Unterschied in der jeweiligen Dicke der aufgequollenen Biskuitkuchen möglichst klein zu machen, und daß ein derartig durchgeführtes Backen (oder Kochen) entsprechend gut ist.

Tabelle 2 zeigt Testergebnisse für den Fall, bei welchem der Durchmesser A der Drehscheibe 15 auf einem festen Wert von 180 mm (dem optimalen Wert von Tabelle 1) gehalten wird, während die Breite B der Erregungsöffnung 22 verändert wird.

Tabelle 2

Breite B (mm)	10	20	30	40	50
Verteilungs verhältnis (%)	20	23	26	38	43
Dickenunterschied von aufgegangenen 3iskuitkuchen (mm)	15	14	15	25	25

Aus Tabelle 2 ist klar, daß die Temperaturverteilung gleichförmig wird, wenn die Schlitzbreite B bei etwa λ/4 (*= 30 mm) liegt, und daß das derart durchgeführte Backen von Biskuitkuchen gut ist. Deshalb wird die Breite B der in der Drehscheibe 15 gebildeten Erregungsöffnung 22 vorzugsweise kleiner als λ/4 gewählt.

Bei der Hochfrequenz-Heizvorrichtung gemäß obiger Beschreibung ist die Erregungsöffnung 22 der Drehscheibe genau kreuzförmig, doch kann sie auch so gestaltet sein, daß sie in der Mitte der Drehscheibe eine größere Breite besitzt als an deren Außenumfang, um es auf diese Weise zu ermöglichen, die Hochfrequenzenergie in der Mitte der Drehscheibe zu konzentrieren, um so eine gleichförmigere Temperaturverteilung in der Heizkammer zu erreichen.

Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, ist jedes der Abschirmstücke 21, welche die Erregungsöffnung der Drehscheibe 15 festlegen, an seiner Oberkante bogenförmig abgeschnitten. Dadurch wird die Breite C der Erregungsöffnung 22a im Zentrum der Drehscheibe 15 größer als die Breite B der Erregungsöffnung 22b nahe dem Umfang der Drehscheibe

15. In einer speziellen Ausführungsform gemäß Fig. 8 und 9 beträgt die Breite C der Erregungsöffnung 22a 50 (mm), während die Breite B der Erregungsöffnung nur 30 (mm) beträgt.

Nun werden Vergleichstests hinsichtlich der mit der Hochfrequenz-Heizvorrichtung erzielten Effekte beschrieben, wobei in der Hochfrequenz-Heizvorrichtung in einem Fall die Drehscheibe nach Fig. 5 (oder die erste Drehscheibe) und im anderen Falle die Drehscheibe nach Fig. 8 (oder die zweite Drehscheibe) verwendet wurde

Der erste Test dient dazu, den Verteilungszustand von Hochfrequenzenergie, die in die Heizkammer eingeführt wurde, zu ermitteln, und er wurde ähnlich wie bei den bereits beschriebenen Tests in der Weise ausgeführt, daß fünf .Behälter 34 auf der Zwischenplatte 13a in der Heizkammer positioniert wurden und daß das Magnetron für eine gewisse Zeitperiode eingeschaltet wurde, um den Temperaturanstiegswert von Wasser (330 cm³), das in jedem der Container 34 enthalten war, zu ermitteln. Es wurde folgende Definition gewählt:

Verteilungs- _ max.Anstiegswert - min. Anstiegswert mn/a* verhältnis (Y) mittlerer Anstiegswert

Es wurde sowohl die Drehscheibe 15, bei der die Breite der Erregungsöffnung 22 im Zentrum genau so groß war wie die Breite der Erregungsöffnung nahe ihrem Außenumfang, als auch die andere Drehscheibe, bei der erstere öffnung größer war als letztere, d.h. es wurde sowohl die erste also auch die zweite Drehscheibe, jeweils eingesetzt. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der derart

durchgeführten Tests.
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Tabelle 3

	Erste Dreh scheibe	Zweite Dreh scheibe
Verteilungs verhältnis (Y)	20 %	12,6 %

Wie sich aus Tabelle 3 ergibt, ist das Verteilungsverhältnis (Y) verhältnismäßig groß, wenn die erste Drehscheibe verwendet wird. Das zeigt, daß die Abweichung der Temperaturanstiegswerte von Wasser in den Containern 34 groß ist. Der Temperaturanstiegswert von Wasser in dem Container, der im Zentrum der Zwischenplatte 13a angeordnet war, war in diesem Fall am geringsten. Das Verteilungsverhältnis (Y) wird klein, wenn die zweite Drehscheibe verwendet wird. Das zeigt, daß die Abweichung in den Temperaturanstiegswerten von Wasser in den Containern 34 gleich ist. Wenn deshalb die Breite der Erregungsöffnung 22 im Zentrum der Drehscheibe 15 genau so groß gemacht wird wie deren Breite in der Nähe des Außenumfangs der Drehscheibe, so wird Speise oder dgl., die auf der Zwischenplatte 13a in deren Zentrum angebracht ist, schwieriger zu heizen als diejenigen Dinge, die außen um das Zentrum herum angeordnet sind. Wenn jedoch die Breite der Erregungsöffnung 22 im Zentrum der Drehscheibe 15 größer gemacht wird als die Breite der Öffnung in der Nähe des Außenumfangs der Drehscheibe 15, kann die durch den Mittelabschnitt der Erregungsöffnung 22 in die Heizkammer 13 eingeführte Hochfrequenzenergie erhöht werden, um den Verteilungszustand von Hochfrequenzenergie auszugleichen, so daß Speise oder dgl., die auf der Zwischenplatte 13a angebracht ist, gleichförmig beheizt werden kann.

Der zweite Test wurde in der Weise ausgeführt, daß ein Behälter 36, in welchem Material (Teig) für Biskuitkuchen 35 enthalten war, auf der Zwischenplatte 13a in der Heizkammer 13 angebracht wurde und daß der Zustand des gebackenen Biskuitkuchens (bzw. die Höhe zwischen dem Mittelabschnitt von aufgequollenem Biskuitkuchen 35 und dem oberen Rand des Behälters 36 gemäß Fig. 10) ermittelt wurde, und zwar jeweils in den Fällen, in denen die erste und die zweite Drehscheibe verwendet wurden. Tabelle 4 zeigt die Testergebnisse.

Tabelle 4

	erste Drehscheibe	zweite Dreh scheibe
Biskuitkuchen (t)	14 mm	10 mm

Wie sich aus Tabelle 4 ergibt, quillt der Mittelabschnitt des Biskuitkuchens 35 hoch auf bzw. wird der Wert t groß, wenn die erste Drehscheibe verwendet wird, während der Mittelabschnitt des Biskuitkuchens 35 weniger hoch aufquillt bzw. der Wert t klein wird, wenn die zweite Drehscheibe verwendet wird. Wenn deshalb die Breite der Erregungsöffnung 22 im Zentrum der Drehscheibe größer gemacht wird als ihre Breite in der Nähe des Außenumfangs der Drehscheibe, kann der gesamte Biskuitkuchen 35 gleichförmiger beheizt werden und Material, wie beispielsweise Biskuitkuchen mit" vergleichsweise großem Volumen,kann deshalb gut gebacken werden.

Um den Mittelabschnitt 22a breiter als den Umfangsabschnitt 22b auf der Drehscheibe 15 zu machen, kann eine Gestaltung gemäß den Fig. 11 und 12 Verwendung finden. Im einzelnen ist dort jedes der vier Abschirmstücke auf der Grundplatte 20 durch ein fächerförmiges Metallstück gebildet, dessen zur Mitte weisender Winkel β größer ist als 90°, und welche symmetrisch zueinander

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rund um das Zentrum der Grundplatte 20 mit ihrem jeweiligen Außenumfang mit dem der Grundplatte 20 fluchtend angeordnet sind. Im Ergebnis wird die Erregungsöffnung 22 um so breiter, je näher sie dem Zentrum kommt, und sie ermöglicht so, daß die Hochfrequenz im Zentrum der Drehscheibe 15 konzentriert wird.

Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Heizvorrichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 13 bis 15 beschrieben. Gleiche Teile wie in dem oben beschriebenen Beispiel sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung dieser Teile erübrigt sich.

Oberhalb der Teilungsplatte 16, welche oben in der Heizkammer 13 angeordnet ist, ist die Drehscheibe 15 drehbar aufgehängt. Die Drehscheibe 15 ist unter dem runden Durchbruch 12 angeordnet, da die Grundplatte einen Durchmesser besitzt, der größer ist als der des runden Durchbruchs 12. Jedes der aus Metallstücken gebildeten Abschirmstücke 21 ist so geformt, daß es den gleichen Radius wie in dem bereits beschriebenen Beispiel hat, und jedes ist im Kreis des runden Durchbruchs 12 angeordnet. In der Erregungsöffnung 22,

^iJ welche durch diese Abschirmstücke 21 festgelegt wird, sind vier Stück Drehflügel 32 angeordnet, d.h., daß jeder der Drehflügel 32 sich radial auf der Scheibe 15 erstreckt, wobei seine Oberseite über die der Abschirmstücke 21 hinausragt und jeder rechtwinklig ge-

staltet sowie aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlust hergestellt ist. Vorzugsweise bestehen diese Drehflügel 32 aus demselben Material wie die Grundplatte 20, und vorzugsweise sind sie einstückig an der Grundplatte 20 angeformt. Die Welle 15a ragt nach oben

im Zentrum der Drehscheibe 15 vor, und sie ist mittels Schrauben oder durch Schweißen an der Dachseite des hohlen Kastens 10, welcher den Wellenleiter 19 bildet,

(S

befestigt. Die Welle 15a ist durch ein Lager 40, welches in dem hohlen Kasten 17 eingehängt ist, drehbar gelagert Vorzugsweise hat das Lager 40 eine Höhe, die gleich ist etwa 1/4 der Wellenlänge der Hochfrequenzenergie. Das Lager 40 ist durch einen Metallzylinder gebildet und dient als Hochfrequenz-Stichleitung. Die Verwendung einer derartigen Stichleitung ermöglicht es, durch den Wellenleiter 19 verbreitete Hochfrequenz wirksam in die Heizkammer 13 einzuführen.

Um die Höhe des Lagers 40 zu bestimmen, wurden Tests unter Verwendung verschiedener Lager durchgeführt, welche sich voneinander in der Höhe unterschieden. Tabelle 5 zeigt Meßergebnisse mit Bezug auf das jeweilige Verteilungsverhältnis (%) und die Unterschiede (mm) zwischen der jeweiligen Dicke von aufgequollenen Biskuitkuchen.

Tabelle

Stichleitung	Null	10 mm	20 mm	25 mm	30 mm	35 mm	40 mm
Verteilungs
verhältnis (%)	23	23	20	17	15	18	23
Dickenunter
schied von
B i skuitkuchen
(mm)	14	14	13	12	10	11	14

Aus Tabelle 5 ergibt sich, daß das Verteilungsverhältnis und der Dickenunterschied von Biskuitkuchen bevorzugte Werte annehmen und daß die Verteilung der Hochfrequenz gleichförmiger ist, wenn das Lager mit der Höhe von 30 mm verwendet wird, was etwa einem Viertel der Wellenlänge (etwa 122 mm) der Hochfrequenz entspricht.

Eine Luftzufuhröffnung 41 ist an einem Ende des Wellenleiters 19 an dessen Einlaßseite ausgebildet. Ein Gebläse 43, welches durch einen Motor in Drehung versetzt wird, ist im Gehäuse 11 angeordnet und bringt Luft in die Heizkammer 13 durch einen Luftzufuhrspalt, welcher durch die Deckplatte der Heizkammer 13, durch die Drehscheibe 15 und die Teilungsplatte 16 sowie durch Löcher (nicht dargestellt) in der Teilungsplatte 16 bestimmt wird, um so die Heizkammer 13 zu kühlen.

In den Dachseiten der Heizkammer 13 und der Rückwand des Gehäuses 11 sind Luftauslaßöffnungen 45 bzw. 46 eingeformt, durch welche die zum Kühlen der Heizkammer 13 verbrauchte Luft aus dem Gehäuse 11 abgeführt wird. Die durch das Gebläse 43 zugeführte Luft wird teilweise durch die Luftzufuhröffnung 41 in den Hohlkasten 17 geschickt, wie durch einen Pfeil dargestellt, und dann durch die Öffnung 46 nach außen abgeführt, um dabei die Drehscheibe 15 anzutreiben.

Bei der Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einer Anordnung gemäß obiger Beschreibung wird die Drehscheibe 15 nicht durch einen Motor in Drehung versetzt, sondern durch einen Teil des zum Kühlen des Magnetrons 14 dienenden Luftstroms. Genauer gesagt, werden die Drehflügel 32 ä_er scheibe 15 durch einen Teil des zum Kühlen des Magnetrons 14 dienenden Luftstroms getrieben, so daß die Drehscheibe 15 in Drehung versetzt wird, wobei die Drehwelle· 15a als Drehachse dient. Somit kann derselbe Effekt wie beim ersten Beispiel hier ohne Verwendung

^ou eines Motors zum Antriebs der Drehscheibe 15 erreicht werden.

Bei den oben beschriebenen Beispielen ist die Drehscheibe 15 so ausgebildet, daß jeweils die ganze-Unterseite

der Abschirmstücke 21 die Oberfläche der Grundplatte berührt. ^Die Hochfrequenz wird in diesem Fall an den Ecken der einzelnen Abschirmstücke 21 konzentriert, d.h. an den Spitzen des jeweiligen Fächers und an

-J?

den Stellen, wo jeweils die gerade Seite die Bogenseite schneidet, und diese Ecken werden übermäßig erhitzt, wodurch die Grundplatte 20 durch die Hitze verformt wird. Wenn diese Hitzedeformation eingetreten ist, kann die Drehscheibe 15 nicht gleichmäßig rotieren, wodurch die Temperaturverteilung in der Heizkammer ungleichmäßig wird. Es ist deshalb von Vorteil, dieser Hitzedeformation vorzubeugen. Zu diesem Zweck kann die Unterseite eines jeden der Abschirmstücke 21 in einem bestimmten Abstand von der Oberseite der Grundplatte 20 angeordnet werden, wie dies in den Fig. 16 bis 18 dargestellt ist, oder es können Löcher an diesen Stellen der Grundplatte 20 eingebracht werden, welche den Ecken der jeweiligen Abschirmstücke 21 entsprechen, um so diese Ecken nicht direkt in Kontakt mit der Grundplatte gelangen zu lassen, wie dies in den Fig. 19 bis 21 gezeigt ist. Im Falle der Drehscheibe gemäß Fig. 16 bis 18 sind Vorsprünge 20a einstückig an der Grundplatte 20 an mehreren Stellen der Grundplatte 20 angeformt, und die Abschirmstücke 21 sind auf diesen Vorsprüngen 20a angebracht. Deshalb sind die Abschirmstücke 21 nur durch die Höhe der Vorsprünge 20a von der Grundplatte 20 getrennt angeordnet. Diese Vorsprünge 20a können unabhängig von der Grundplatte 20 hergestellt und durch, irgendwelche geeigneten Mittel zwischen der Grundplatte 20 und den Abschirmstücken 21 befestigt werden. Vorzugsweise ist die Höhe der Vorsprünge 20a in manchen Fällen über 0,5 mm angesetzt.

Im Falle der Drehscheibe 15 gemäß Fig. 19 bis 21 sind die ersten vier Durchbrüche 20b rund um die Mitte der Grundplatte 20 angeordnet, und weitere 8 Durchbrüche 20c sind nahe dem Außenumfang der Grundplatte 20 angeordnet. Jedes der Abschirmstücke 21 ist mit seiner Spitze an einem der ersten Durchbrüche und mit seinen anderen Ecken an einem der weiteren Durchbrüche 20c angeordnet. Diese Durchbrüche können auch durch Ausneh-

β »# # Λ Λ ro «« _Α# # *·

mungen ersetzt werden, welche in die Oberfläche der Grundplatte 20 mit einer bestimmten Tiefe eingeformt sind.

Bei den Ausführungsbeispielen der Hochfrequenz-Heiζvorrichtung ist die Erregungsöffnung der Drehscheibe 15 im wesentlichen kreuzförmig in einigen Beispielen ausgeführt, doch kann sie in beliebiger Form in der Weise gestaltet sein, daß sie mehrere Abschnitte besitzt, welche sich radial vom Zentrum der Drehscheibe zu deren Außenumfang erstrecken und sich beispielsweise in deren Zentrum kreuzen.

Wie oben beschrieben, enthält bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Heizvorrichtung die Drehscheibe die Grundplatte mit niedrigem dielektrischem Verlust sowie Hochfrequenz-Abschirmstücke, welche die Erregungsöffnung mit mehreren sich radial vom Zentrum der Drehscheibe zu deren Außenumfang erstreckenden Abschnitten bestimmen. Diese Drehscheibe ist oben in der Heizkammer angeordnet und Hochfrequenz wird durch die Erregungsöffnung in die Heizkammer eingeführt. Deshalb wird ein größerer Betrag an Hochfrequenz durch den Mittelabschnitt der Drehscheibe in die Heizkammer eingeführt, um dadurch die Temperaturverteilung in der Heizkammer gleichförmig zu gestalten. Außerdem kann diese Drehscheibe dünner gemacht werden, verglichen mit dem herkömmlichen Wirbelgebläse und Drehteller, und ermöglicht es, den oben erwähnten Zweck sogar mit kleinen Abmessungen zu erreichen. Entsprechend kann die gesamte Vorrichtung klein gehalten werden.

Leerseite

Durchmesser A (mm)

Verteilungsver
hältnis (%)

Dickenunterschied
der Biskuitkuchen
(mm)

Patentansprüche

Λ Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einem Gehäuse mit einer darin untergebrachten Heizkammer,

einer Hochfrequenz-Oszillatoreinrichtung, Mitteln zum Einführen der in der Hochfrequenz-Oszillatoreinrichtung erzeugten Hochfrequenzenergie von oben in die Heizkammer,

einer Dreheinrichtung zum Verteilen der Hochfrequenz in der Heizkammer und

Antriebsmitteln zum Drehen der Dreheinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Dreheinrichtung eine Drehscheibe (15) besitzt, welche eine Grundplatte (20) aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlust besitzt und oben in der Heizkammer (13) um ihre Achse drehbar angeordnet ist, weiterhin eine Mehrzahl von Hochfrequenz-Abschirmstücken (21), welche jeweils auf der Grundplatte (20)

angeordnet sind und zwischen einander eine Erregungsöffnung (22) mit einer Mehrzahl von sich radial von der Mittelachse zum Außenumfang der Grundplatte (20) erstreckenden Abschnitte festlegen, wobei die Hochfrequenzenergie durch die Erregungsr öffnung (22) der Drehscheibe (15) in die Heizkammer (13) eingeführt wird.
2. Hochfrequenz-Heiζvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer eine Dachseite mit einem Durchbruch besitzt, daß die Drehscheibe so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen den Durchbruch abdeckt, und daß die die Hochfrequenzenergie einführende Einrichtung auf der Dachseite der Heizkammer angeordnet ist und einem der Heizkammer gegenüberliegend auf der anderen Seite des Durchbruchs angeordneten Wellenleiter besitzt.
3. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch rund ist, und daß die Drehscheibe konzentrisch in dem Kreis des runden Durchbruchs angeordnet ist.
4. Hochfrequenz-HeiζVorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe einen derartigen Durchmesser besitzt, daß der Zwischenraum zwischen ihrem Außenumfang und dem Innenumfang des Durchbruchs kleiner ist als etwa 1/8 der Wellenlänge der Hoch-

frequenzenergie.
5. Hochfrequenz-Heiζvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe einen Durchmesser besitzt, .der etwa gleich dreimal der ^^J halben Wellenlänge der Hochfrequenzenergie ist.

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6. Hochfrequenz-Heizvorrichung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsöffnung eine Mehrzahl von Schlitzen besitzt, welche sich radial von der Mittelachse zum Außenumfang der Grundplatte erstrecken und durch die die Oberfläche der Grundplatte frei liegt.
7. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze eine Breite besitzt, welche geringer ist als ein Viertel der \ Wellenlänge der Hochfrequenzenergie.
8. Hochfrequenz-Heiζvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze mit zunehmender Annäherung an die Mittelachse der Grundplatte breiter wird.
9. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel eine von der Drehscheibe koaxial mit der Mittelachse der Drehachse vorstehende Welle, ein Lager zur drehbaren Lagerung der Welle und eine Antriebsquelle zum Drehen der Drehscheibe relativ zum Lager besitzt.
10. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß'die Antriebsquelle einen Motor zum Drehen der Welle besitzt.
11. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch

on

^JW gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel an der Drehscheibe vorstehende Flügelglieder und daß die Antriebsquelle ein Gebläse zur Luftversorgung zum Drehen der Drehscheibe besitzt.

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12·. Hochfrequenz-Hei ζ vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer eine Lufteinlaßöffnung, durch welche ein Teil der durch das Gebläse eingeblasenen Luft in die Heizkammer ge-

führt wird, und eine Luftauslaßöffnung, durch welche Luft aus der Heizkainmer abgeführt wird, besitzt.
13. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager eine Hochfrequenz-Stichleitung besitzt, welche in den Wellenleiter mit einer Länge gleich 1/4 der Wellenlänge der Hochfrequenzenergie hineinragt.
14. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Abschirmstücke fächerförmige Metallplättchen sind, welche symmetrisch um die Mittelachse der Grundplatte angeordnet sind und wobei jeder der Schlitze durch die benachbarten Seiten der Metallplättchen bestimmt wird.
15. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der fächerförmigen Metallplättchen Ecken besitzt, welche in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche der Grundplatte angeordnet sind.
16. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte eine

Mehrzahl von Durchbrüchen besitzt, und daß jedes der fächerförmigen Metallplättchen so auf der Grundplatte angeordnet ist, daß seine Ecke jeweils über einem Durchbruch liegt.
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