DE3740335C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Energiedichtung bei einem Mikrowellenherd mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale.

Üblicherweise wird eine Kombination aus einer induktiven bzw. Drosseldichtung und einer kapazitiven Dichtung angewandt, um einen Austritt von elektromagnetischer Energie durch einen Spalt zwischen einer Stirnplatte und einer Tür eines Mikrowellenherds zu verhindern.

In der US-44 75 023 ist ein Mikrowellenherd beschrieben, der eine elektromagnetische Energiedichtung hat, welche ein Austreten von Mikrowellenenergie aus dem Mikrowellenherd verhindern soll. Diese bekannte elektromagnetische Energiedichtung hat zwei Hohlräume, von denen einer eine Länge aufweist, die einem Viertel der Wellenlänge der Mikrowellenenergie entspricht, während der andere Hohlraum eine Länge besitzt, die einem Achtel der Wellenlänge der Mikrowellenenergie gleich ist. Außerdem ist den Hohlräumen ein gebogenes Winkelstück zugeordnet, welches Ausnehmungen aufweist. Dieses Winkelstück besteht aus trapezförmigen Metallteilen, die an Stellen maximaler elektrischer Feldstärke vorgesehen sind. Mit anderen Worten, zwischen den Metallteilen gebildete Schlitze liegen nicht an Stellen eines maximalen elektrischen Feldes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Energiedichtung bei einem Mikrowellenherd der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der mit einfachen konstruktiven Mitteln eine weitgehende Unterdrückung von Streustrahlung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen angegeben.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer elektromagnetischen Energiedichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 und 3 eine perspektivische Darstellung bzw. eine Aufsicht zur Darstellung eines Winkelstücks und eines Schlitzes bei der erfindungsgemäßen Energiedichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines bei einem Versuch verwendeten Türrahmens, und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Austrittsmenge der elektromagnetischen Strahlungsleistungsdichte bei den Anordnungen nach Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine elektromagnetische Energiedichtung gemäß der Erfindung darstellt. Bei dieser Energiedichtung ist ein Drosselprofil 4 im Inneren eines Türrahmens 3 eines U-förmigen Querschnitts festgelegt, wobei sich der Türrahmen 3 am Außenumfangsrand einer Tür eines Mikrowellenherds befindet. An der Innenwand 3a des Türrahmens 3 ist eine Dichtungsplatte 6 parallel zu einer Stirnplatte 5 des Herd-Gehäuses montiert, wobei zwischen dem Türrahmen 3 und der Dichtungsplatte 6 eine Öffnung 7 einer bestimmten Breite festgelegt ist. Diese Breite ist so bestimmt, daß der Abstand zwischen der Innenwand 3a des Türrahmens 3 und der Mittellinie 7a der Öffnung 7 gleich λ/4 ist (mit λ=verwendete Wellenlänge). Die Innenwand 3a des Drosselprofils 4 wirkt als Kurzschlußebene gegenüber der über den Spalt 8 aus dem Heizraum des Mikrowellenherds nach außen austretenden elektromagnetischen Energie, wobei die Impedanz eines Einlasses 8a des Spalts 8 sehr gering ist, so daß diese Energie vom Einlaß 8a reflektiert wird.

Der Türrahmen 3 des U-förmigen Querschnitts ist mit einem Winkelstück 9 versehen, das rechtwinklig von der Außenwand 3b des Türrahmens 3 einwärts in Richtung auf ein Drosselprofil 4 abgebogen ist. Das Winkelstück 9 ist dabei mit Schlitzen 10 versehen, die durch Ausschneiden des Winkelstücks 9 mit jeweils gleichmäßiger Breite in den Bereichen, in denen das elektrische Feld der elektromagnetischen Energie am stärksten ist, geformt sind. Vorzugsweise ist dabei ein Teilungsabstand T (Fig. 3) kleiner als λ/4 oder gleich groß wie dieser Wert verwendet.

Im folgenden ist die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung im einzelnen erläutert.

Ganz allgemein gilt bei einem Rechteck-Wellenleiter mit einer Breite m in X-Richtung und einer Höhe n in Y-Richtung, wobei m<λ und n«λ vorausgesetzt sind, bei dem sich die elektromagnetische Energie in der Richtung Z ausbreitet, daß die Verteilung des elektrischen Felds in der Richtung Y gleichmäßig ist, weil n«λ gilt.

Wenn der TE_mn-Modus zur Bestimmung des Modus der elektrischen Feldverteilung bestimmt werden soll, braucht dann, wenn die elektrische Feldverteilung in der Richtung Y gleichmäßig ist, nur der TE_mo-Modus bestimmt zu werden, d. h. der Modus der elektrischen Feldverteilung in X-Richtung, weil n=0.

Im TE_mo-Modus bestimmt sich die Strecke oder der Abstand, bei der bzw. dem der Punkt X_max des größten elektrischen Felds erreicht ist, wie folgt:

In obiger Gleichung gilt: N=1, 3, 5, . . ., 2m-1.

Die Bedingung, unter welcher ein bestimmter TE_mo- Modus vorliegt, entspricht:

λ_c ≧ λ

Darin bedeuten: λ_c = Grenzwellenlänge von 2n/m und λ=verwendete Wellenlänge.

Der zwischen der Dichtungsplatte 6 und der Stirnplatte 5 gemäß Fig. 1 festgelegte Spalt 8 kann als Wellenleiter angesehen werden. Wenn ein Abstimmstab in einem solchen Wellenleiter angeordnet ist, wird eine LC-Resonanz zwischen der Oberseite des Abstimmstabs und der zugewandten Wandfläche des Wellenleiters erzeugt, wodurch die Ausbreitung der elektromagnetischen Energie in Z-Richtung unterbrochen wird. Diese Wirkung ist am größten, wenn sich der Abstimmstab an der Stelle des stärksten elektrischen Felds befindet.

Nach diesem Prinzip sind erfindungsgemäß in dem Drosselprofil die Schlitze 10 vorgesehen, die als Abstimmstab wirken bzw. diesen bilden. Der Teilungsabstand dieser Schlitze 10 läßt sich experimentell wie folgt bestimmen:

Der bei einem durchgeführten Versuch verwendete Mikrowellenherd weist eine Türöffnung der Größe 299×168,5 mm auf. Für diese Größe ist die ermittelte Stelle X_max des größten elektrischen Felds in der nachstehenden Tabelle für bestimmte Moden angegeben.

Dabei entsprechen die Frequenz der elektromagnetischen Energie 2450 MHz und die Wellenlänge λ=122,45 mm.

Nach der Ordnung aller auf oben angegebene Weise bestimmter Werte oder Größen für X_max in Reihenfolge bestimmen sich die Differenzen zwischen den jeweiligen, einander am nächsten liegenden Werten wie folgt:

261,62 - 249,16 = 12,46 ≈ 12,5
249,16 - 224,25 = 24,91 ≈ 25 = 2×12,5
224,25 - 186,87 = 37,35 ≈ 37,5 = 3×12,5
186,87 - 149,5 = 37,37 ≈ 37,5 = 3×12,5
149,5 - 112,12 = 37,38 ≈ 37,5 = 3×12,5
112,12 - 74,75 = 37,37 ≈ 37,5 = 3×12,5
74,75 - 49,83 = 24,92 ≈ 25 = 2×12,5
49,83 - 37,37 = 12,46 ≈ 12,5
37,37 - 0 = 37,37 ≈ 37,5 = 3×12,5
299 - 261,62 = 37,38 ≈ 37,5 = 3×12,5

Wie sich aus obigem ergibt, liegen die Stellen X_max des stärksten elektrischen Felds in Abständen von 12,5 K mm (mit K = eine Konstante). Wenn mithin die Schlitze 10 in Teilungsabständen T von 12,5 mm vorgesehen werden, liegen sie sämtlich jeweils an den Stellen X_max des stärksten elektrischen Felds.

Für andere Öffnungsgrößen kann der Teilungsabstand T der Schlitze 10 auf dieselbe Weise berechnet werden. Für die Öffnungsgröße von 168,5 mm beträgt z. B. der Teilungsabstand T der Schlitze 10 etwa 13 mm. Bei einem Mikrowellenherd, bei dem die Schlitze 10 in den auf beschriebene Weise berechneten Teilungabständen T ausgebildet sind, ist die Austrittsmenge der elektromagnetischen Energie im Vergleich zu einem Mikrowellenherd, der mit einem elektromagnetische Energie absorbierenden Element versehen ist, stark verringert.

Fig. 4 gibt die genauen Abmessungen der für den erfindungsgemäß durchgeführten Versuch benutzten Tür an. Eine Bestimmung des elektromagnetischen Strahlungsleistungsdichte für diesen Fall zeigt Fig. 5.

Wenn der Heiz- bzw. Garraum des Mikrowellenherds vergleichsweise groß ist, ist der Teilungsabstand T der Schlitze 10 klein. Bei einem sehr kleinen Teilungsabstand T ergeben sich jedoch Fertigungsschwierigkeiten. Aus diesem Grund werden die Schlitze 10 abwechselnd mit mindestens zwei vorbestimmten großen Teilungsabständen angeordnet. In diesem Fall sind die Schlitze 10 insgesamt unregelmäßig angeordnet. Wenn der genannte Teilungsabstand sehr groß ist, ist es unmöglich, den Austritt der sich in der Richtung parallel zum Drosselprofil 4 ausbreitenden elektromagnetischen Energie zu blockieren. Der Teilungsabstand T der Schlitze 10 darf daher nicht größer sein als λ/4.

Claims (4)

1. Elektromagnetische Energiedichtung bei einem Mikrowellenherd mit einem Herdgehäuse, einer daran angeschlagenen Tür und einem um den Außenumfangsrand der Tür herum montierten Türrahmen (3) eines U-förmigen Querschnitts, umfassend:

• - eine an der durch den einen U-Schenkel gebildeten Innenwand des Türrahmens (3) befestigte, parallel zu einer Stirnplatte (5) des Herdgehäuses (1) angeordnete und eine Öffnung festlegende Dichtungsplatte, (6), wobei der Abstand zwischen der Mittellinie der Öffnung (7) und der Innenwandfläche des Türrahmens (3) λ/4 ist und der Abstand zwischen der durch den anderen U-Schenkel gebildeten Außenwand des Türrahmens (3) und der Mittellinie der Öffnung (7) λ/8 ist, mit λ=Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung, und
• - ein einwärts gerichtetes Winkelstück (9) am oberen Ende der Außenwand des Türrahmens (3) mit eine gleichmäßige Breite besitzenden Schlitzen (10), die in Teilungsabständen gebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Schlitze (10) in Teilungsabständen gebildet sind, in denen das elektrische Feld der elektromagnetische Energie am größten ist.

2. Energiedichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsabstand (T) der Schlitze (10) nicht größer ist als λ/4 (T≦λ/4).

3. Energiedichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite D eines von den Schlitzen (10) begrenzten Abschnitts des Winkelstücks (9) kleiner ist als λ/8 (D<λ/8) und seine Länge L nicht kleiner ist als λ/32 und nicht größer als λ/8 (λ/32≦L≦λ/8) ist.