DE3216544C2 - Hochfrequenzheizgerät mit Dipolantenne und Feldverteilerrad - Google Patents
Hochfrequenzheizgerät mit Dipolantenne und FeldverteilerradInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzheizgerät mit einem Magnetron als Hochfrequenzoszillator, das direkt befestigt ist am Heizraum und bei dem ein Feldverteilerrad zum Sichern einer einheitlichen Feldverteilung der Hochfrequenzabstrahlung in die Kammer vorgesehen ist und das koaxial zu der Antenne des Magnetrons angeordnet ist. Das Feldverteilerrad ist mindestens mit einem vertikalen metallischen Segment zur Hochfrequenzimpendanzanpassung versehen, das an seinem Ende ein horizontales metallisches Untersegment trägt, das im wesentlichen im rechten Winkel zu dem vertikalen metallischen Segment verläuft, um eine ausreichende Kapazitätskopplung zwischen der Wand des Heizraumes und dem horizontalen metallischen Segment mit einem entsprechenden Abstand von der Wand des Heizraumes, das das Magnetron trägt, zu garantieren. Ein derartiger Aufbau sichert einen verbesserten Wirkungsgrad und verbesserte Verteilung der Hochfrequenzenergieabstrahlung.
Description
Die Frlindung bezieht sich auf ein I loehfreqtienzheizgerät
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches I.
Bei einem derartigen I i<>ehlrequeiizheizgerät mit
einem I lochfrequen.zoszillalor. der unmittelbar an einer
Wand des I lei/raiimes angeordnet ist. isl es bekannt,
den I lochlrcqucn/oszillaior in tier Mitte an der
Oberseite des llei/raumes anzuordnen und dabei ein eldvcrteilerrad drehbar konzentrisch zu einer Dipolantenne
anzuordnen, die sich vom 1 lochlrequen/oszill.itor
nach innen in den I leizraum erstreckt. Min derartiges llochfrequcn/heizgcrai isl aus US-PS -H) 1Ii "»12 he
kaum. Hierbei besitzt das l"eltl\eneilerrad äußere Veneilerblätter. die im wesentlichen vertikal angeordnet
sind. Hei derart aufgebauten Heizgeräten werden strenge Anforderungen an die Abmessungen des
I leizraumes gestellt, da immer dann, wenn die Belastung
schlecht an die Impedanz des I lochlrequenzoszUlalors
angepaßt ist. im Gerät keine ausreichende Hoehlrequenzeiiergie
abgegeben wird. Mine übliche Maßnahme zur Impedanzanpassung besteht in der Anpassung der
Abmessungen des Heizraumes. So wird z.B. zu dem Zweck.im Gerät eine hohe Mrequenzabgabe hinsichtlich
einer Dimension des 1 leizraumes zu ermöglichen, einen Wellenleiter zwischen dem Ueizraiim und dem I lochfrequenzoszillator
zur Impedanzanpassung vorgesehen. Diese Maßnahme hat jedoch einen Hoehirequenzverlust
im Wellenleiter zur Folge und damit eine Verminderung der abgestrahlten 1 lochlrequ-'nzenergie.
Kiiie andere bekannte Maßnahme besteht in tier
Anordnung einer Metallplatte, die starr in der Nähe der
DmoLiniiMini' beft'sligt ist: jedoch hat diese- Maßnahme
den Nachteil, daß die Lage der Metallplatte von Gerät
zn Gerät variiert werden muß und l'unkenentladungen entstehen können. Als weitere Maßnahme wird ein
Metallblech parallel /u der Dipolanlenne an ein Verteilerrad im Abstand von der Dipolantenne angeordnet,
um ei-e Impedanzanpassung zu erhalten. Diese Maßnahme ist nur wenig wirksam, sofern der
Rand des Metallbleches nicht dicht an der Wand des I leizraumes. der die Dipolantenne trägt, angeordnet ist
und bringt bei der Realisierung eine Reihe mmi
Problemen mit sich, wie Ruckgang tier abgegebenen
Leitung. Konzentration eines elektrischen leides und Ansteigen der Widerstandsv erlnstc in dem Metallblech.
Aufgabe der Mr'indung ist es. ein Hochfrequenzheizgerät
mit einem Feldverteilerrad /\\ schaffen, bei dem
das Vcrtcilerrad bei optimaler Nerieilung der H-ichirequcnzcncrgic.
die Abgabe der I lochlrequenzenergie nicht däinpll. bei dem Lichlboi-vnentladiingen sicher
vermieden werden, seihst wenn sich kein Gargu! im
Ileizraum bclindei.die I lochfreriicnzabsiiahliing weniger
abhängig ist von den Abmessungen des I leizraumes. das Verieilerrad selbst unempfindlich negen äußere
Beeinflussungen wie l'euchiigkeil und odu Mrschiiiterungen
ist und d.is sich auch dreht, wenn es geneigt
angeordnet ist.
Diese Aufgabe wird gelost durch die im Kcnnzeichnungslcil
des Patentanspruches I angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
der Unicransprüchc.
Die Mrfindung ist anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.
Ms zeigt
I·' i g. I eine Schnittdarstclhing im vergrößerten
Maßslab vom I Il-Mnergievcrsorgiings- und -einspeisuiigsbereich
lies I lochfrequeiizhei/gerätes.
I i g. 2 eine perspektivische Ansicht in vergroKcriem
Maßstab lies l'elilverteilerrades als wesentliches Bauteil.
Fig. 5 und A Darstellungen zur Mrlauterung des
Zusammenhanges vom Aufbau des I eldverteik'rrades
und
F i g. 3 ein entsprechendes Schaltkreisdiagramm.
Ms isl ein Merkmal der vorliegenden Mrfindung ein
Feldverteilerrad anzugeben, das Irei ist v(-n tlcii
vorstehend erläuterten Nachteilen uiitl das cmc
Impedanzanpassung einfach ermögli' ;it (.lurch die
Anorilnung von zusäl/lichcn vertikal verlaulenden
metallischen Segmenten parallel /ii einer Dipolantenne
zusammen mit ebenlalls nielalliseheii I lniersegmenien
im Bereich der Dipolantenne.
In der folgenden Frläulerung eines Ausfiihrungsbeispieles
wird em I laushalisniikrowellenolen beschrieben,
der in I Ibereiusiimmung mit der vorliegenden liiTmdung
aufgebaut isi.
Die Fig. 1 zeigt in einem vergrößerten Maßslab im
Ausschnitt einen Teil des I lochfrequenzheiz.geräies. Die vom Magnetron 17 erzeugten llochfrequenzvvellen
werden von der Dipolantenne 18 in das Innt'ie des
lleizraumes 16 gerichtet abgestrahlt. Um einen Impendanzanglcich zu der jeweiligen Belastung (Gargiu
oder dgl.) unter diesen Bedingungen zu erhallen, ist
ein I eklv erteilerrad 19 in der Nähe der Dipolantenne
vorgesehen, das zusätzlich einige vertikale metallische Segmente 30 aufweist. Darüber hinaus hat das
Feldverleilerrad horizontal abgew inkel.e metallische
I hiiersegmenie 31 an den oberen Rändern der
vertikalen metallischen Segmente. Das Icldv erteilerrad
19 isl konzentrisch zur Dipolantenne 18 drehbar angeordnet und dreht sieh um eine Welle 32 aus einem
Material mi! geringen dielektrischen Verlusten zusammen mit einer llallemuffe 34. die auf der Welle gelagert
ist. Die Haltcmul'fe 34 wird durch einen Ring 35 vom
Herabfallen gehindert und trägi das Verteilerrad über
Nieten 33 oder dgl. Das Magnetron isl an der Oberseite der oberen Wand 20 des llei/raumes 16 mittels
Schrauben 36 befestigt, so daß ein elektrisches FeId /w isehen den ν ertikalen metallischen Segmenten 30 und
den Schrauben 36 entsteht. Die Gefahr von l.iehlbogeneniladungen und dem Auftreten eines η ich ι vernachlässiübaren
I loehfreqiienzsiromes über die Schrauben 36
und die veriikalen melallischen Segmente sowie eine Verringerung 1.Wv I lochli equcnzabstrahlung w ird um so
großer je mehr sieh die veriikalen nielalliseheii
Segmente ilen Schrauben 36 oiler dgl. annähern. Die
vertikalen melallischen Segmente 30. die honzonialen
melallischen I inierscginenlc 31 und das I eklv ei leilerrad
19 sind jeweils mit Kippen 37 versehen, die beim Drehen eine Veränderung der relativen Wmkclposiiio-
n<:u zueinander v.m.\ damn eine Verschlechterung der
Hochlrcquenzabstrahlung oder Fiicrgievcrtciluiig aufgrund
geringer Vibrationen oiler aus irgendeinem alliieren (j rund verhindern.
Die F i g. 2 zeig! in einer perspekliv isehen Ansicht das
I eklv erteilerrad 19. Das FeIiIv erteilerrad 19 hat vier
Blauer 37. deren Fu η kl ion es isi. ilen l>uck der Ku h I Iu 11
für eine Drehbewegung aufzunehmen und das elektromagnetische
I lochlrequcn/fcld zur einheitlichen Verteilung
"umzurühren«. )eile l.eke der horizontalen
melallischen I Inteisegiiicv'e 31 isl abgerundet, um das
elektrische Feld nichi zu kon/enineren.
Die Fig..* und 4 sind jewels äquivalente Diagramme
zur Frläulerung der elektrischen I unktion der horizontalen melallischen ι 'ntcrscgnicntc 31 und der vertikalen
melallischen Segmente 30.
Solern die ν erlikalcn melallischen Segmente 30 in der
Nahe der Dipolantenne vorgesehen werden, wie in
I ig. i dargestellt, wird icwcils im weseullichen ein
Absland ι/ gebildet zur DipolantenncMragcrpiatte. '
nämlich der oberen Wand 20 lies lleizraumes. Dies
liedeuiel. wie aus deiii I rsal/scliailbild ii.icli I ig. ~>
/u ersehen ist. daß eine Kapazität ( parallel zw ischcii dein
Magnetron 17 und der Bel.isiimg (G.irgiit) 3iS gebikle;
wird, so dali eine Impend.in/.mpassiing zwischen '
Magnetron 17 und Bclas'.iing iS erlolgl. wobei I loehlreiiueiiZabsiiahLiiig in Jer liel.isinni' nut einem
lvw ι ii'schi ei · mi,i\imi.i i.ii WcM al^oihici! wird |)a dei
Kapazilälswen des Kondensators C abhängig isl von
dem Spalt (/(I ig. J). kanu dieser nicht ansieigen ohne
daU der Wen ι/ vermindert wird. Wird jedoch de1-"
Abstand </ zu gering, besteht die Gefahr einer Bogenentladung und die Hochfrequenzverlusie werden
größer. Wie sich aus I" i g. 4 ergibt, kann der Spall (/'. der
die gleiche Kapazität i"bildet, größer gemacht werden
als beim Abstand il nach Fig. 3 durch die Anwendung
von horizontalen melallischen Untersegmenten 31.
κι gemäß der Erfindung an den linden der vertikalen
metallischen Segmente 30.
Dabei besieht keine Gefahr von l.ichibogenentladungen
oder dem Anwachsen der Verluste in der Nähe von Schrauben 36. welche sich in den lleiz.raum 16
Μ erstrecken, wie darstellt in Fig. 1. l;s ist für den
Fachmann ersichtlich, daß die Ausbildung der Kapazität nur w irksam w ird. w enn die Spähen i/und c/gleich odei
kleiner als /, der Wellenlänge dev angewendeten
lochfrequen/energie gemacht werden. Die Ergebnisse
Jii von Versuchen bestätigen, daß die Wirkung der
vertikalen metallischen Segmente grö''-.'r ist. wenn die Segmente parallel zur Dipolantenne tS verlaufen und
die Wirkung des I eldverieilerrades wird verbessen, wenn mehrere vertikale metallische Segmente, vor/ugs-
Ji weise drei, in einem rechten Winkel /u diesem
angeordnet werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorliegende
Frfinduiig folgende Vorteile nietet.
i'; I. I3ei I leizgerälen. welche einen I loehlrequen/os/illalor
aulw eisen, der unmitlelbar oberhalb lies
I leizraumes angeordnet isl. wird die Möglichkeil
einer einfachen Impendan/anpassung mit dem Krgebnis eines verbesserten erhöhten Wertes der
'>'· llochfrequenzabstrahlung geschaffen.
2. Da ein größerer Abstand zugelassen w ird zw isehen
der Wand des I leizraumes und den vertikalen metallischen Segmenten wird die (ielahr von
l.ichlhogeitentladiingcn oder der Vergrößerung
'" von I lochlrcquen/v ei liislen vermindert, selbst
wenn das I elilv ericilcrrad schräg hegi oiler
"efesiigiingsschraiiben in dem I lei/r.umi angeordnet
werden.
3. Dii die Hersielllolei'anzen hinsichtlich der kapazi-
; lät genug sind, seihst wenn die Abmessungen des
Feldv erteilen adcs in den Dimeiisiorjn der horizontalen
metallischen Unterscgmenie und der veriikalen melallischen Segmente variieren oiler
das Rail schiel eingebaut wird, sind die Auswirkungen
aiii die I loehlreqiienzabstrahlung gering, was
besonders auch bei einer Massenproduktion von Bedeutung isi.
4. Durch die Anordnung von Rippen an der, horizontalen metallischen I'niersegnienien und
" ilen vertikalen metallischen Segmenten isl das
Feldv erteilerrad unv erlormbar. ohne Verschlechterung
i\<:r Abstrahlvcrieilimg und Schw ingimgeii
werileu vermieilen selbst bei l.rschiitlei'ungeu iles
C iehauses.
" "). Die Anorilnun." einer Mehrzahl von veriikalen
melallischen Segmenten sichert nicht nur die Inipeilanzaupassung soililerii vermessen die I Her
giev erleilung.
t\ Das Feldv erlcilerrail kann konzeniMsch gedreht
wefilen um die Dipolantenne des Magnetron-- mit
einem einkleben Aufbau dank der VniricKki.ili
von I .nil.
7. I inheilliclie I rhilzuiii; isl l'.ii ,iniiei! dinvh das
32 Ib 544
M.ι;Ί ir U "dm. 11.: ι"* in ι let Milk' .ml Λί
< >Ιήί si'ik ili'i
ι >l H" κ1 η W .ι iul ι Us ίΚ'ΐ'Ί .Ii ι ills IvK'sl ι:1! u ιι\! u .is /u
L1Uk1I' I ihn/Uli;1 hihil sdl'si w >.■ 1111 «.· 1111,- NLhi/.iht
Mill I A'lvi'iMMIIk'lll III ι j ,_■ 11 I I >Ί/Γ,ι 111 Γ ιΊΙ1:Ί.Ί"1Γ.Κ"Ιΐ I
llicr/u 2 IJIaIt Zeichnungen
Claims (8)
1. I lochlrequenzlieizgcräl mil abschließbareni
I lei/mum, einem Hochireqiienzos/iHator. einer
Dipolantenne /um Abstrahlen der vom Hoch IYe- »|iiLMi/<is/ill;iior gelieferten I lochfrequenzenergie in
ilas Innere des I leizraumes sow ie einem Feldverteilerrad
mil metallischen Verieilerblaitern zur gleichmäßigen
Verteilung der abgestrahlten Hoehfre quen/encrgie. wobei die Welle des leldveneilerradcs
kon/enirisch /ur Dipolantenne angeordnet ist.
d a d Ii r c h g e k e η η / e i c h net. daß das Feldverieilerrad
(19) in seinem der Dipolantenne (18) benachbarten Bereich zusätzlich zn den Verieüerblättern
\ertikale und im wesentlichen parallel /uv Dipolantenne verlaufende metallische Segmente
(50) aiiiw eist, die an ihren der Wandung (20) des
I leizraiinies (lh) zugewandten linden in ebenfalls
metallische Uniersegmenie (31) übergehen, die
horizont.J und im wesentlichen parallel /u der
Wandung in einen! Absmru! geringer als 1^. der
Wellenlänge der ahgestrahhen Ilochfrcqiienzenergie
angeordnet sind.
2. llochlrequenzheizgerät nach Anspruch I. dadurch
gekennzeichne!, dal! die vertikalen uieialli
sehen Segmente (50) im wesentlichen senkrecht zur Richtung der von der Dipolantenne ausgestrahlten
I lochlrequenzw eilen ausgerichtet sind.
i. Hochfrequenzheizgeiät nach Anspruch I. dadurch
gekennzeichnet, daß die horizontal verlaufenden niclal!'f.chen Wtttersegmentc (31) abgerundete
Kanten aufweisen.
4. lloihfrequcnzticizger.il nach Anspruch ί. dadurch
gekennzeichnet, i'ait die metallischen \ernka
Ich Segmente (30) und die hos ./oiiialen inelallischen
t Inierscgincntc (50) mil Yerslciluiigsiippcn (37)
versehen sind.
V I lochfrcqucnzhcizgcrät nach Anspruch I. da
durch gekennzeichnet. (IaH der I leizraum (lh) im wesentlichen quadcrlörmig ausgebildet und die
Dipolantenne in der oberen oder in der linieren Wand ungeordnet isl.
h. I lochircquenzhcizgerüt nach Anspruch I. dadurch
gekennzeichnet, daß das Feldverteilerrad (19) miitclsiler Kühlluft für den lloi-hfrequenzos/illator
in Drehung versetzt isl.
7. I loehfrcquen.-heizgerät nach AnS[InICh!. dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere vertikale metallische Segmente kreisförmig verleih vorgesehen
sind.
8. I lochfrequenzheizgerät nach Anspruch I. dadurch
gekennzeichnet, daß die vertikalen metallischen Segmente parallel zueinander verlaufend
angeordnet sind.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE4015639A1 (de) * | 1989-05-16 | 1991-05-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Mit elektromagnetischen wellen arbeitende heizvorrichtung |
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