DE3326514A1 - Radio-frequency heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
Hochfrequenzheizgerät High frequency heater
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzheizgerat für die dielektrische Erwärmung eines Gutes durch Hochfrequenzenergie, wobei das Gut, z.B. zu erwärmende Speisen, in den Helzraum des Heizgerätes eingebracht werden.The present invention relates to a high frequency heating device for the dielectric heating of a good by high-frequency energy, whereby the Good, e.g. food to be heated, can be brought into the helm room of the heater.
Bei herkömmllchen Mlkrowellenöfen als Sonderform eines Hochfrequenzheizgerätes werden verschiedene Maßnahmen zur gleichmäßigen Erhitzung des in den Heizraum eingebrachten Gutes angewendet. Eines besteht In der Verwendung eines Wellenumwälzers (Stirrer), ein nach Art eines Gebläses umlaufendes Wellenvertellungsrad. Eine andere Maßnahme besteht darin, das zu erwärmende Gut auf einer sich drehenden Aufnahmeplatte in dem Heizraum unterzubringen. Schließlich ist auch bekannt,eine in dem Heizraum rotierende Antenne vorzusehen, um eine einheitliche Abstrahlung zu erreichen. Von diesen Maßnahmen erfordert die, bei welcher eine rotierende Antenne drehbar In dem Heizraum vorgesehen ist, den meisten Raum innerhalb des Heizraumes, wodurch das tatsächlich ausnutzbare Volumen des Heizraumes verringert wird, wodurch die Kompaktheit bei gleich großem nutzbaren Heizraum reduziert wIrd. Dieses Verfahren, bei welchem die rotIerende Antenne Innerhalb des Helzraumes gedreht wird, hat deshalb mehr Auswirkung auf die Ausbildung und die Große des Heizraumes als die anderen Verfahren. Wenn die Größe des Heizraumes geändert wird oder die Lage des rotierenden Schaftes der rotierenden Antenne verschoben wird, muß Ausbildung und Form der rotierenden Antenne in einem nicht unbeachtlichen Umfang geändert werden.With conventional microwave ovens as a special form of high-frequency heating device various measures are taken for even heating of the brought into the boiler room Good applied. One is the use of a stirrer, a rotating shaft distribution wheel like a fan. Another measure consists in placing the material to be heated in to accommodate the boiler room. Finally, it is also known to have one rotating in the boiler room Antenna to be provided in order to achieve a uniform radiation. Of these measures requires the one in which a rotating antenna is rotatably provided in the boiler room is, most of the space within the boiler room, which makes it actually usable Volume of the boiler room is reduced, whereby the compactness with the same size usable boiler room is reduced. This process, in which the rotating The antenna is rotated within the helm room, therefore has more effect on the Training and the size of the boiler room than the other methods. If the size of the boiler room is changed or the position of the rotating shaft of the rotating If the antenna is moved, the design and shape of the rotating antenna must be rolled into one can not be changed to an insignificant extent.
Darüberhinaus ist nachteilig, daß, wenn die Länge der rotIerenden Antenne von 1/4 der zur Anwendung gebrachten Wellenlänge abweicht, selbst wenn die Ausbildung der rotierenden Antenne unverändert bleibt, die Ausgangscharakteristik des Hochfrequenzoszillators ebenso wie die Vertellungscharakterlstlk der Hochfrequenzwellen im Heizraum sich drastisch ändern.In addition, it is disadvantageous that if the length of the rotating ends Antenna deviates from 1/4 of the wavelength used, even if the The design of the rotating antenna remains unchanged, the output characteristics of the high-frequency oscillator as well as the distribution character of the high-frequency waves change drastically in the boiler room.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochfrequenzhelzgerät anzugeben, welches die vorgenannten Nachteile nIcht aufweIst, wobei das Hochfrequenzhelzgerät geeignet sein soll, den Wert der Strahlung der Hochfrequenzwellen, die von dem senkrechten Abschnitt der rotierenden Antenne abgegeben werden, anzupassen und Wert und Richtung der Strahlung der Hochfrequenzwellen horizontal von dem horIzontalen AbschnItt im Anschluß an die rotierende Antenne zu verbessern, um eine verbesserte Vertellcharakterlstlk der Hochfrequenzwellen in dem Heizraum und damit eine eine einheitliche Erhitzung des Gargutes zu erreichen.The object of the invention is to provide a high-frequency helz device, which does not have the aforementioned disadvantages, the high-frequency device should be appropriate to the value of the radiation of the high frequency waves emitted by the perpendicular Section of the rotating antenna can be given, adjust and value and direction the radiation of the high frequency waves horizontally from the horizontal section in the Improve connection to the rotating antenna in order to improve the Vertellcharakterlk the high frequency waves in the boiler room and thus a uniform heating of the food to be cooked.
Die vorgenannte Aufgabe wird mit elnem Hochfrequenzheizgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.The above task is done with a high frequency heater with the Features of claim 1 solved.
Dabei sieht die Erfindung zum Erreichen des vorgenannten Zweckes ein Hochfrequenzhefzgerät vor, bestehend aus einem Heizraum zur Aufnahme des zu erhitzenden Gutes, einem Hochfrequenzoszillator zum Ein-speisen von Hochfrequenzenergie in den Heizraum über eine Wellenleiter und einer rotierenden Antenne, die sich im wesentlichen senkrecht aus dem Wellenleiter in den Heizraum erstreckt und eine Mehrzahl von horizontalen Antennenabschnltten im Anschluß an den senkrechten Abschnitt der rotierenden Antenne aufweist. Erfindungsgemäß sind die sich horizontal erstreckenden Antennenabschnltte asymmetrIsch angeordnet in Bezug auf den rotierenden Antennenschaft. Auf diese Weise kann der Wert der von dem senkrechten Antennenabschnltt abgestrahlten Hochfrequenzenergie und die Richtung der von den horizontalen Abschnitten abgestrahlten horizontalen Wellen, die sich mit der rotierenden Antenne drehen, durch Änderung der Größe und Ausbildung der horIzontalen Antennenabschnitte abgestimmt werden, um hierbei die Verteilcharakteristik der Hochfrequenzwellen in dem Heizraum zu verbessern und damit die Erwärmung des dlelektrlsch zu erhItzenden Gutes zu verglelchmässlgen.The invention provides for achieving the aforementioned purpose Hochfrequenzhefzgerät before, consisting of a boiler room to accommodate the to be heated Good thing, a high-frequency oscillator for feeding high-frequency energy into the Boiler room via a waveguide and a rotating antenna, which are essentially extends perpendicularly from the waveguide into the boiler room and a plurality of horizontal ones Antenna sections following the vertical section of the rotating antenna having. According to the invention are the horizontally extending antenna sections asymmetrically arranged in relation to the rotating antenna shaft. In this way can be the value of the radio frequency energy radiated from the vertical antenna section and the direction of the horizontal radiated from the horizontal sections Waves rotating with the rotating antenna by changing the size and Training of the horizontal antenna sections are matched to this To improve distribution characteristics of the high-frequency waves in the boiler room and thus to compare the heating of the material to be heated electrically.
DarüberhInaus ist, da der Raumbedarf der rotierenden Antenne gering Ist, der Vorteil einer VerrIngerung des tatsächlich benötIgten Volumens gegeben.In addition, the rotating antenna takes up little space Is there the advantage of reducing the volume actually required.
Einzelheiten eines Hochfrequenzheizgerates nach der Erfindung werden im folgenden In VerbIndung mit den anliegenden Zeichnungen erläutert.Details of a high frequency heating device according to the invention will be explained below in conjunction with the attached drawings.
In diesen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Hochfrequenzheizgerätes mit einer Verbesserung gem. vorliegender Erfindung, Fig. 2 eine Schnlttansicht des Hochfrequenzhelzgerätes nach Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer rotierenden Antenne fur das Gerät nach Fig. 2, Fign. 4,5 und 6 schematische Ansichten von Hochfrequenzwellenverteilungen,wie sie von einer rotIerenden Antenne nach Fg. 2 abgestrahlt werden und Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung der rotierenden Antenne, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.In these drawings: FIG. 1 shows a perspective view a high-frequency heating device with an improvement according to the present invention, FIG. 2 shows a sectional view of the high-frequency helz device according to FIG. 1, FIG. 3 shows a perspective view of a rotating antenna for the device according to FIG. 2, FIGS. 4,5 and 6 are schematic views of high frequency wave distributions as shown in FIG a rotating antenna according to FIG. 2 and FIG. 7 shows a perspective View of a modification of the rotating antenna as shown in FIG.
Im folgenden wird nun die durch die vorliegende Erfindung erzielte Verbesserung im einzelnen beschrieben In Verbindung mit den Fign.The following will now be achieved by the present invention Improvement described in detail In connection with FIGS.
1 bis 7.1 to 7.
In der Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 das Gehäuse eines Hochfrequenzhelzgerätes. Dieses Hochfrequenzheizgerät ist mit einer Ofenture ausgerustet, die einen Zugang zu dem Heizraum 2 in dem Gehäuse 1 ermöglIcht. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet Heizplatten, die im oberen Bereich des Gehäuses 1 angeordnet sind. Fur Kochzwecke werden die Heizplatten 4 über Heizwendeln 6, wie in Fig. 2 dargestellt, aufgeheizt, die über Betätigungsknöpfe 5 an Frontseite des Gehauses 1 eingeschaltet werden können. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet weitere Steuerknöpfe zur Steuerung der Heizstabe in dem Heizraum 2 sowie der Ausgangsleistung eines Magnetrons 8, welches beispielsweise als Hochfrequenzwellengeperator eingesetzt sein kann.In Fig. 1, the reference number 1 denotes the housing of a high-frequency heater. This high-frequency heating device is equipped with an oven door that has an access to the boiler room 2 in the housing 1 enabled. The reference numeral 4 denotes heating plates, which are arranged in the upper region of the housing 1. For cooking purposes the Heating plates 4 via heating coils 6, as shown in Fig. 2, heated over Actuating buttons 5 on the front of the housing 1 can be switched on. That Reference numeral 7 denotes further control buttons for controlling the heating rod in the Boiler room 2 and the output power of a magnetron 8, which for example can be used as a high frequency wave separator.
In der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 9 eine hItzebeständIge dielektrische Abdeckplatte, welche oberhalb der Heizplatten 6 vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet Widerstandheizkörper im oberen Bereich des Heizraumes 2 und das Bezugszeichen 11 Widerstandsheizkörper am Boden des Heizraumes 2, und zwar außerhalb desselben.In Fig. 2, the reference numeral 9 denotes a heat resistant dielectric cover plate which is provided above the heating plates 6. That Reference numeral 10 denotes resistance heating elements in the upper region of the boiler room 2 and the reference numeral 11 resistance heating element on the floor of the heating room 2, and outside of it.
Die Heizkammer 2 kann wIrksam durch dIese Heizkörper 10 und 11 aufgeheizt werden Das Bezugszelchen 12 bezeichnet eine Wärmeisolation, welche an der äußeren Peripherie der Wände 13 des Beizraumes 2 vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen sich zum Einspeisepunkt verjüngenden Wellenleiter zur Zuführung von Hochfrequenzenergie, die von einem Magnetron 8 erzeugt wird und in den Heizraum 2 eingespeist wird. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine rotierende Antenne, die sich aus dem Wellenlelter 14 und durch die obere Wandung 16 des Heizraumes 2 in diesen erstreckt, wobei die rotierende Antenne 15 versehen ist mit 2 horizontalen Antennenabschnitten 17 a und 17 b, wie im einzelnen in Fig. 3 gezeigt. Die rotIerende Antenne 15 mit Ihren horizontalen Antennenabschnitten 17 a und 17 b werden von einem Motor 19 über einen Antriebsriemen 18 In Drehung versetzt. Die horizontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b sind asymmetrisch angeordnet im Bezug auf die rotierende Antenne 15. Sie haben e-ne Länge, dle gleich Ist oder einem geradzahligen Vielfachen von 1/8 der zur Aufheizung verwendeten Wellenlänge die von dem Magnetron 8 abgegeben wird entspricht, wobei die rotierende Antenne 15 eine Länge aufweist, die ein Viertel der Wellenlänge nicht übersteigt, um den verwendbaren Raum des Heizraumes 2 nicht zu verkleInern.The heating chamber 2 can be effectively heated by these heating elements 10 and 11 The reference number 12 denotes a thermal insulation, which is on the outer The periphery of the walls 13 of the pickling room 2 is provided. The reference numeral 14 denotes a waveguide tapering towards the feed point for the supply of high-frequency energy, which is generated by a magnetron 8 and fed into the heating room 2. That Numeral 15 denotes a rotating antenna made up of the shaft conductor 14 and through the upper wall 16 of the heating space 2 in this, wherein the rotating antenna 15 is provided with 2 horizontal antenna sections 17 a and 17 b, as shown in detail in FIG. The rotating antenna 15 with its horizontal Antenna sections 17 a and 17 b are driven by a motor 19 via a drive belt 18 Set in rotation. The horizontal antenna sections 17 a and 17 b are asymmetrical arranged in relation to the rotating antenna 15. They have a length, dle equal Is or an even multiple of 1/8 of the wavelength used for heating which is emitted by the magnetron 8 corresponds to the rotating antenna 15 has a length which does not exceed a quarter of the wavelength to the usable space of the boiler room 2 not to be reduced.
Fig. 4 bis 6 zeigen Größe und Richtung der Abstrahlung der Hochfrequenzwellen von der rotierenden Antenne 15 und den horizontalen Antennenabschnitten 17 a und 17 b, wobei Wert und Richtung sich ändern mit der Länge der horizontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b.FIGS. 4 to 6 show the magnitude and direction of the radiation of the high frequency waves of the rotating antenna 15 and the horizontal antenna sections 17 a and 17 b, where the value and direction change with the length of the horizontal antenna sections 17 a and 17 b.
In Fig. 4 Ist die Länge der horIzontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b gleich 1/4 der Wellenlänge gewählt, in Fig. 5 ist diese 3/8 der Wellenlänge und in Fig. 6 beträgt diese 1/2 der Wellenlänge.In Fig. 4, the length of the horizontal antenna sections 17 a and 17 b is chosen to be 1/4 of the wavelength, in Fig. 5 this is 3/8 of the wavelength and in Fig. 6 this is 1/2 the wavelength.
Die Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei ein horizontaler Antennenabschnltt 17 eine Sektorform aufweIst und die, um das Gewicht des horizontalen Antennenabschnittes 17 zu reduzleren und eine Torsion zu vermeiden eine Reihe von kleInen Durchbrechungen 20 aufweist, deren Durchmesser nicht größer Ist als 1/10 der Wellenlänge.Fig. 7 shows another embodiment of the invention, wherein a horizontal antenna section 17 has a sector shape and is designed to support the weight of the horizontal antenna section 17 to reduce and to avoid torsion has a number of small perforations 20, the diameter of which is not larger Is as 1/10 of the wavelength.
Die FunktIon der vorstehend erläuterten Anordnung wird nun Im einzelnen erläutert. Zunächst wird ein zu erhitzendes Gut in den Heizraum 2 eingebracht und das Magnetron 8 von außen In Arbeitsstellung gebracht, worauf Hochfrequenzenergle vom Magnetron 8 über den WellenleIter 14 in den Heizraum 2 über die rotierende Antenne 15, die vom Motor 19 in Drehbewegung versetzt worden ist, und über die horizontalen Antennenabschnftte 17 a und 17 b eingespeist wird, wodurch das Gut im Heizraum dielektrisch erhitzt wird. Die von der rotierenden Antenne und Ihren horIzontalen AbschnItten 17 a und 17 b abgestrahlte Hochfrequenzenergie kann durch Abstimmung der Länge der horIzontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b abgestimmt werden, wie anschaulich an Hand der Fign. 4 bis 6 gezeigt. Zum Beispiel kann die Abstrahlung von Hochfrequenzwellen von dem vertIkalen Antennenabschnltt elImInIert werden, während die horizontalen Antennenabsohnltte 17 a und 17 b Hochfrequenzwellen 21 (elektrisches Feld) abstrahlen und, In Fig.The function of the arrangement explained above will now be described in detail explained. First, a material to be heated is introduced into the heating room 2 and the magnetron 8 brought into working position from the outside, whereupon high frequency energy from the magnetron 8 via the waveguide 14 into the heating room 2 via the rotating antenna 15, which has been rotated by the motor 19, and on the horizontal Antennenabschnftte 17 a and 17 b is fed, making the material in the boiler room dielectric is heated. That of the rotating antenna and its horizontal sections 17 a and 17 b radiated high-frequency energy can be adjusted by adjusting the length of the horizontal antenna sections 17 a and 17 b are matched, as can be seen on the basis of FIGS. 4 to 6 shown. For example, the radiation of high frequency waves from the vertical antenna section, while the horizontal Antennenabsohnltte 17 a and 17 b emit high frequency waves 21 (electric field) and, in Fig.
6, wo die von den horizontalen Antennenabschnitten 17 a und 17 b abgestrahlte Hochfrequenzenergie 21 wegen der Größe des Helzraumes 2 unterdrückt wird, werden vertIkale Hochfrequenzwellen abgestrahlt von der rotIerenden Antenne 15. Jedoch wenn die Länge der horIzontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b abgestImmt Ist, wie in Fig. 5, so daß die vertIkalen Hochfrequenzwellen 21 und die horizontalen Hochfrequenzwellen 21 abgestrahlt werden in einer gut abgestImmten Weise von der rotierenden Antenne 15 und den horizontalen Antennenabschnltten 17 a und 17 b und wenn die rotIerende Antenne 15 und die horizontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b gedreht werden, wird die VerteilcharakterIstIk der Hochfrequenz in den Helzraum 2 verbessert und die dielektrische Erhitzung des zu erhitzenden Gutes wird vergleichmäßlgt.6, where the radiated from the horizontal antenna sections 17 a and 17 b High frequency energy 21 is suppressed because of the size of the Helzraumes 2, are Vertical high frequency waves radiated from the rotating antenna 15. However when the length of the horizontal antenna sections 17 a and 17 b is coordinated, as in Fig. 5, so that the vertical high frequency waves 21 and the horizontal High frequency waves 21 are radiated in a well-coordinated manner from the rotating antenna 15 and the horizontal antenna sections 17 a and 17 b and when the rotating antenna 15 and the horizontal antenna sections 17 a and 17 b are rotated, the distribution characteristIk of the high frequency in the Helzraum 2 is improved and the dielectric heating of the goods to be heated is evened out.
DamIt wird mit dem Hochfrequenzheizgerät nach dieser ErfIndung wenn die Lange der horizontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b im Anschluß an die rotierende Antenne 15 abgestImmt Ist, auf eInen geeIgneten Wert entsprechend der Konfiguration und der Größe des Heizraumes 2 ein gut abgestimmter Wert der Hochfrequenzwellen von der rotIerenden Antenne 15 und den horizontalen Antennenabschnltten 17 a und 17 b im SInne einer Abstrahlung In allen Richtungen erreicht. Darüberhinaus, da die horizontalen Antennenabschnitte 17 a und 17 b rotieren, wird das zu erhitzende Gut dielektrisch absolut gleichmäßig erhitzt.This is done with the high-frequency heating device according to this invention the length of the horizontal antenna sections 17 a and 17 b following the rotating Antenna 15 is tuned to a suitable value according to the configuration and the size of the boiler room 2 a well-matched value of the high frequency waves of the rotating antenna 15 and the horizontal antenna sections 17 a and 17 b achieved in the sense of a radiation in all directions. In addition, there the horizontal antenna sections 17 a and 17 b rotate, is to be heated Well dielectrically heated absolutely evenly.
Darüberhinaus, da die Proportionalen des von der Antenne 15 und den horIzontalen Antennenabschnltten 17 a und 17 b in dem Heizraum 2 nur geringen Raum benötIgen, ist es möglich den tatsächlichen Raum des Heizraumes 2 voll auszunutzen oder dessen Größe entsprechend zu reduzieren.In addition, since the proportions of the antenna 15 and the horizontal antenna sections 17 a and 17 b in the boiler room 2 only small space need, it is possible to fully utilize the actual space of the boiler room 2 or to reduce its size accordingly.
DarüberhInaus kann, wenn eine Anzahl von Ausnehmungen 20 in dem sektorförmigen horIzontalen Antennenabschnitt 17 angeordnet sInd, um das Gewicht dieses Abschnittes 17 zu reduzieren, zusätzlich erreicht werden, daß die auf die rotierende Antenne 15 ausgeübte Torslon reduzIert wird.In addition, if a number of recesses 20 in the sector-shaped Horizontal antenna section 17 is arranged to support the weight of this section 17 to reduce, in addition, achieved that on the rotating antenna 15 exercised torslon is reduced.
Aus vorstehendem ergibt sich, daß durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile erhalten werden.From the foregoing it can be seen that by applying the present Invention the following advantages can be obtained.
1. Die Anordnung von einer Mehrzahl von horIzontalen Antennenabschnitten asymmetrisch zu der rotierenden Antenne, die sich aus dem Wellenleiter in den Heizraum erstreckt, macht es mögloch, den Wert der horIzontalen Wellenabstrahlung durch die horizontalen Antennenabschnitte zu beeinflussen und da die horizontalen Antennenabschnitte umlaufen, wird die Verteilcharakteristik der Hochfrequenzwellen in dem Heizraum verbessert,wodurch das zu erhitzende Gut gleichmäßiger dielektrisch aufgeheizt wird.1. The arrangement of a plurality of horizontal antenna sections asymmetrical to the rotating antenna that emerges from the waveguide in the boiler room extends, makes it possible to determine the value of the horizontal wave radiation through the affecting horizontal antenna sections and there the horizontal antenna sections rotate, the distribution characteristic of the high-frequency waves in the boiler room improved, whereby the material to be heated is dielectrically heated more evenly.
2. Be Änderungen In Ausbildung und Größe des Heizraume kann die einheitliche Verteilung der Hochfrequenzwellen Im Slnne einer Verbesserung einer einheitlichen Verteilung im Heizraum durch Änderung der Länge der horIzontalen Antennenabschnitte beeinflußt werden.2. Be changes In the design and size of the boiler room can be the uniform Distribution of high frequency waves within an improvement of a uniform Distribution in the boiler room by changing the length of the horizontal antenna sections to be influenced.
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