DE69113429T2

DE69113429T2 - Hochfrequenzheizeinrichtung.

Info

Publication number: DE69113429T2
Application number: DE69113429T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Bessyo; Naoyoshi Maehara; Takahiro Matsumoto; Yuji Nakabayashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2011-07-26
Also published as: AU8227091A; WO1992002111A1; KR920702597A; CA2066725A1; KR950003405B1; EP0493623A4; DE69113429D1; CA2066725C; EP0493623A1; EP0493623B1; BR9105847A; US5347109A; AU634414B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Ofen zum Erwärmen von Nahrungsmitteln, Flüssigkeiten, etc., eine Wärmebehandlungsmaschine zur Wärmebehandlung von Abfällen oder eine Hochfrequenzheizeinrichtung zum Erwärmen von Katalysatoren, etc., welche an mobilen Einrichtungen wie Motorfahrzeugen, einem Schiff oder ähnlichem angeordnet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Aus der EP-A-0 171 170 ist eine Hochfrequenzheizeinrichtung bekannt, welche auf einer Transporteinrichtung für Menschen, Tiere, etc. angeordnet ist, mit einer Gleichspannungsquelle, einem Spannungswandler, der Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle aufnimmt, einem Magnetron, welches durch das Ausgangssignal des Spannungswandlers betrieben wird, einer Gleichspannungsausgangserfassungseinrichtung zum direkten oder indirekten Erfassen der Höhe des Ausgangssignales der Gleichspannungsquelle, und einer Steuerung zum Steuern des Betriebes des Spannungswandlers.
Konventionell wird als Ersatz für die Hochfrequenzheizeinrichtung derart, die durch elektronische Öfen repräsentiert wird, ein an die Verwendung einer Netzspannungsquelle angepaßter sogenannter elektronischer Ofen für den allgemeinen Hausgebrauch in Kombination mit einem Wechselstromerzeuger zur exklusiven Verwendung mit einer vorbestimmten Frequenz und einer vorbestimmten Wechselspannung verwendet.
Figur 13 ist eine Ansicht, die eine Anordnung einer bekannten Hochfrequenzheizeinrichtung zeigt. In dieser Zeichnung wird die Hochfrequenzheizeinrichtung in einem Rundfahrtbus oder ähnlichem verwendet. In Figur 13 ist eine Maschine 2 zum Erzeugen von Transportenergie in einem Fahrzeug vorgesehen und Transportenergie wird zu den Reifen 3 übertragen, um Passagiere zu transportieren.
Ein sogenannter elektronischer Ofen 5 ist in einem solchen Fahrzeug angebracht, um eine Mikrowellenerwärmung einer Nahrung 4 auszuführen. Dieser elektronische Ofen 5 ist gebildet durch eine Spannungsquelle 9 mit einem ferroresonanten Aufwärtstransformator 6, einem Resonanzkondensator 7 und einer Hochspannungsdiode 8, einem Magnetron 10 und einem Ofen 11 und kann durch Anschließen einer Netzspannungsquelle an die Anschlüsse 12 und 13 verwendet werden. Um den elektronischen Ofen 5 zu veranlassen, normale Funktionen zu zeigen, ist es elementar, eine vorbestimmte Spannung von z.B. 100 V mit einer vorbestimmten Frequenz von z.B. 60 Hz an die Anschlüsse 12 und 13 zu liefern.
Daher wird konventionell durch Verwenden eines mit einem zur ausschließlichen Nutzung mit einem Sturzgenerator versehenen Wechselspannungsgenerator 16 und eines durch den Sturzgenerator 14 betätigten Dynamos 15 eine Mikrowellenheizeinrichtung mit einer Anordnung, wie gezeigt, für den Hausgebrauch durch den Wechselspannungsgenerator 16 und den elektronischen Ofen 5 verwirklicht und in dem Motorfahrzeug verwendet.
Andererseits sind durch die große Vielfalt an Motorfahrzeugen in den vergangenen Jahren Langstreckenstransporte, Langstreckenfahrten oder Freizeitaktivitäten im Freien wie Segeln, Campen etc. populär geworden und daher hat eine Nachfrage nach Trinken und Essen an Orten ohne Netzspannungsquelle, z.B. in einem Motorfahrzeug, zugenommen.
Inzwischen ist insbesondere zum Verbessern der Wirkung von Katalysatoren zum Reinigen von Abgasen von Maschinen wie einer Dieseimaschine der Bedarf des Einsatzes der Mikroweilenerwärmung gestiegen.
Somit hat die Notwendigkeit für Hochfrequenzheizeinrichtungen, insbesondere an Orten ohne Netzspannungsquelle einfach einsetzbar zu sein, zugenommen.
Basierend auf dem oben beschriebenen Stand der Technik ist es jedoch schwierig, den ansteigenden Bedarf des Einsatzes von Hochfrequenzheizeinrichtungen an Orten ohne Netzspannungsquelle ausreichend zu erfüllen. Im Stand der Technik ist nämlich eine besondere Wechselspannungsquelle erforderlich, die die Frequenzstabilität und die Spannung equivalent zu der Netzspannungsquelle sicherstellt und daher war eine hochgenaue stabilisierte Wechselspannungsquelle zur ausschließlichen Nutzung absolut notwendig. Dies ist deshalb der Fall, weil der ferroresonanz- Transformator in der Spannungsquelle zum Betreiben des Magnetrons verwendet wird, um die Wirkungsweise und das Ausgangssignal des Magnetrons durch seine Resonanz mit dem Resonanzkondensator zu stabilisieren.
Daher ist die Hochfrequenzheizeinrichtung aus dem Stand der Technik sehr groß, schwer und teuer wegen der Notwendigkeit der stabilisierten Wechselspannungsquelle, des ferroresonanten Transformators, etc. und ist wegen der schlechten Steuerbarkeit schwer zu handhaben. Insbesondere die Anwendung des ferroresonanten Transformators bedeutet die Notwendigkeit der stabilisierten Wechselspannungsquelle für die ausschließliche Verwendung und daher ist es unmöglich, die oben erwähnten Unbequemlichkeiten zu vermeiden.
Deshalb ist es schwierig, eine Hochfrequenzheizeinrichtung zu geringen Kosten zu schaffen, die an Orten, wo es schwierig ist, eine Netzspannungsquelle zu erhalten, wie in einem mobilen Raum eines Motorfahrzeuges, einer Yacht oder ähnlichem, einfach einsetzbar ist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend sind es Aufgaben der vorliegenden Erfindung, die zunehmende Nachfrage nach Hochfrequenzheizeinrichtungen zu befriedigen, bei welchen nicht nur eine Hochspannung leicht an ein Magnetron abgegeben werden kann, sondern notwendige stabile dielektrische Heizfunktionen auch an Orten, wo es schwierig ist, eine Netzspannungsquelle zu finden, auch wenn eine an einer Transporteinrichtung für Menschen, Gegenstände, Tiere etc. angebrachte Gleichspannungsquelle mit einer schlechten Ausgangsstabilität verwendet wird, und um die Zuverlässigkeit und die Sicherheit zu verbessern und um eine komfortable Bedienbarkeit zu verwirklichen.
Daher ist eine Gleichspannungsquelle, ein Spannungswandler zum Aufnehmen der von der Gleichspannungsquelle erhaltenen Gleichspannung, ein Magnetron, welches durch das Ausgangssignal des Spannungswandlers betätigt wird, eine Gleichspannungserfassungseinrichtung zum direkten oder indirekten Erfassen des Ausgangssignales der Gleichspannungsquelle und eine Wandlersteuerung zum Steuern der Wirkungsweise des Spannungswandlers gekennzeichnet durch eine Anodenstromerfassungseinrichtung zum Erfassen eines durch das Magnetron fließenden Anodenstromes, einen Referenzsignalgenerator, und einen Fehlerverstärker zum Ausgeben einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der Anodenstromerfassungseinrichtung und einem Ausgangssignal des Referenzsignalgenerators, wobei die Steuerung ein Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerungsschaltkreis zum Steuern des Betriebes des Spannungswandlers auf der Basis eines Ausgangssignales des Federverstärkers ist, so daß das Ausgangssignal des Referenzsignalgenerators in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Gleichspannungserfassungseinrichtung gesteuert wird.
Daher kann auch wenn ein Spannungserzeuger und ein Dynamo, deren Ausgangsstabilität schlecht ist, und die aufgrund ihrer einfachen Konstruktion billig sind, verwendet werden, die erforderliche dielektrische Heizfunktion stabil erreicht werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Figur 1 ist ein Gesamtblockschaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 ist ein Schaltbild der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figuren 3(a), 3(b) und 3(c) sind Arbeits-Wellenformdarstellungen eines Spannungswandlers der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figur 4 ist eine Arbeitskennlinie des Spannungswandlers der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figur 5 ist ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Spannungswandlersteuerung der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figur 6 ist eine Kennlinie der Umdrehungszahl eines Dynamos und der Ausgangsspannung in der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figur 7 ist eine Kennlinie der Ausgangsspannung des Dynamos und des Hochfrequenzausganges in der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figuren 8(a) und 8(b) sind Kennlinien der Hochfrequenzwärmeabgabe und der Heizperiode der Hochfrequenzheizeinrichtung,
Figur 9 ist ein Gesamtblockschaltbild einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 10 ist eine Querschnittsansicht eines Gehäuses einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 11 ist eine Querschnittsansicht eines Gehäuses einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 12 ist eine Querschnittsansicht eines Gehäuses einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Figur 13 ist eine Ansicht, die eine Anordnung einer auf einem Motorfahrzeug angeordneten Hochfrequenzheizeinrichtung zeigt.

BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den Zeichnungen beschrieben. Figur 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Hochfrequenzheizeinrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche in einem Motorfahrzeug eingesetzt wird.
In der Zeichnung wird die Rotationsenergie einer Maschine 20, die als Kraftmaschine wirkt, an die Räder 21 übertragen, und gleichzeitig an einen Wechselspannungsdynamo 22. Eine Ausgangsspannung des Dynamos 22 wird an eine Gleichrichtungseinrichtung 23 abgegeben. Ein Gleichspannungsausgang dieser Gleichrichtungseinrichtung wirkt als Spannungsquelle zum Abgeben elektrischer Spannung an einen Spannungswandler 24. Dieser Spannungswandler 24 ist durch einen Schaltungskreis 25 mit einem Schalttransistor und einem Resonanzkondensator und einem Aufwärtstransformator 26 gebildet, der ebenfalls als Resonanzinduktivität wirkt. Ein Hochspannungsausgangssignal dieses Spannungswandlers wird durch einen Gleichrichter 27 an ein Magnetron 28 abgegeben. Eine elektromagnetische Ausgangsweile des Magnetrons wird an eine Nahrung 30 in einem Ofen 29 abgegeben, so daß eine dielektrische Erwärmung der Nahrung 30 ausgeführt werden kann.
Um die Umdrehungszahl der Maschine 20 stabil zu steuern, ist es inzwischen notwendig, eine erweiterte Steuerung der Kraftstoffzuführung und des Verbrennungszustandes auszuführen. In dem Fall, in dem die Kraftmaschine 20 ebenfalls als Antriebsmotor in dem Motorfahrzeug wirkt, wie in dieser Ausführungsform, werden weite Veränderung der Umdrehungszahlung der Maschine in Übereinstimmung mit der notwendigen Umdrehung der Räder 21 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Motorfahrzeuges erzwungen. Daher verändert sich das Ausgangssignal des Dynamos 22 weit in Übereinstimmung mit der Umdrehungszahl der Kraftmaschine 20.
Um nicht nur eine exzellente dielektrische Erwärmung der Nahrung 30 in einem solchen breit ändernden Arbeitszustand der Kraftmaschine 20 zu verwirklichen, sondern um die Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit durch die Anwendung einer Überlast auf den Dynamo 22 zu verhindern, muß der Arbeitszustand des Spannungswandlers 24, das ist die Menge der elektrischen Energieumwandlung, entsprechend der Erzeugungsmöglichkeit der elektrischen Energie in der einen oder anderen Form gesteuert werden. Aus diesem Grunde ist eine Spannungserfassungseinrichtung (Erfassungseinrichtung für die Abgabe erzeugter elektrischer Energie) 31 zum Erfassen der erzeugten elektrischen Energie des Dynamos 22 als Ausgangsspannung der Gleichrichtungseinrichtung 23, und eine Spannungswandlersteuerung 32 zum Steuern des Schaltungskreises 25 des Spannungswandlers 24 in Abhängigkeit von einem Signal der Spannungserfassungseinrichtung 31 vorgesehen, so daß der Spannungswandler 24 in Übereinstimmung mit der Höhe des erzeugten elektrischen Ausgangssignales betrieben wird.
Durch eine solche Anordnung tritt auch in einem großen Variationsbereich der Drehzahl der Kraftmaschine 20 eine Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit durch den Überlastzustand nicht auf und eine einwandfreie Mikrowellenerwärmung der Nahrung 30 wird verwirklicht.
Figur 2 ist ein Schaltbild, welches einen weiteren detaillierten Aufbau der vorstehend erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus Figur 1 zeigt. Nummern, die mit denen aus Figur 1 identisch sind, bezeichnen entsprechende Elemente und deren Beschreibung ist verkürzt. Ein Ausgangssignai des Dynamos 22 wird durch die Gleichrichtungsschaltung 23, welche durch Dioden 33, 34 und 35 und an den Kondensator gebildet ist, gleichgerichtet, um in eine Gleichspannung gewandelt zu werden. Diese Gleichspannung wird an einen Spannungswandler 24 abgegeben, welcher durch eine Spule 37, einen Ableit-Kondensator 38, einen Resonanzkondensator 39, einen Aufwärtstransformator 40, einen Transistor (IGBT) 41, eine Diode 42, etc., gebildet ist. Ein Ausgangssignal des Spannungswandlers 24 wird als Ausgangssignal von zwei sekundären Wicklungen des Aufwärtstransformators 40 an das Magnetron 28 abgegeben. Das Ausgangssignal der Hochspannungs-Sekundärwicklung wird durch die durch einen Kondensator 43 und Dioden 44 und 45 gebildete Hochspannungs-Gleichrichtungsschaltung 27 in eine hohe Gleichspannung umgewandelt und dann an das Magnetron 28 abgegeben. Andererseits wird das Ausgangssignal der Niederspannungs-Sekundärwicklung direkt an eine Kathode des Magnetrons 28 geliefert.
Die Wandlersteuerung 32 beinhaltet hauptsächlich eine Wandlersteuerungsschaltung 48, welche eine Kollektorspannung des IGBT 41 als ein Synchronsignal durch die Widerstände 46 und 47 erfaßt, um die Einschaltperiode Ton des IGBT 41 synchron mit der durch den Resonanzkondensator 39 und dem Aufwärtstransformator 40 gebildeten Resonanzschaltung zu steuern. Die Figuren 3(a), 3(b) und 3(c) sind Wellenformdarstellungen einer Kollektorspannung Vce, eines Kollektorstromes Icd und einer Gatespannung Vg des IGBT 41 und illustrieren Arbeitszustände des oben erwähnten Wandlers. Die Wandlersteuerungsschaltung 48 erfaßt einen Punkt P der Kreuzung zwischen Vce und ihrer Quellenspannung Vcc und gibt nach einer vorbestimmten Periode Td die Gatespannung Vg aus (bezeichnet als "synchrone Osziilationssteuerung"). Dann steuert die Wandlersteuerungsschaltung 48 die Impulsbreite Ton der Gatespannung, so daß eine gewünschte elektromagnetische Wellenabgabe des Magnetrons 28 erhalten wird. Bezugszeichen 49 bezeichnet eine Spannungsquellenschaltung. Eine Anschlußspannung eines Widerstandes 50 wird als Anodenstromerfassungssignals des Magnetrons 28 zurück zu der Wandlersteuerungsschaltung 48 geführt. Die Periode Ton wird durch dieses Rückkopplungssignal gesteuert, so daß die elektromagnetische Wellenabgabe des Magnetrons 28 auf einen beliebigen Einstellwert gesteuert werden kann.
Die Höhe der abgegebenen erzeugten elektrischen Spannung des Dynamos 22 wird durch die Widerstände 51 und 52 als eine Ausgangsgleichspannung der Gleichrichtungsschaltung 23 erfaßt und an die Wandlersteuerungsschaltung 48 abgegeben. Als Reaktion auf dieses Erfassungssignal ist die Wandlersteuerungsschaltung 48 in der Lage, den Betriebszustand des Wandlers 24 zu steuern. Somit tritt, auch wenn der Arbeitszustand der Kraftmaschine 20 weit variiert, eine Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit durch die Erzeugung eines Überlastzustandes des Dynamos 22 nicht auf und eine einwandfreie Erwärmung mit elektromagnetischen Wellen kann durch das Magnetron 28 ausgefuhrt werden.
Wenn nämlich die Umdrehungszahl des Generators 22 außerordentlich absinkt, sinkt auch das Ausgangssignal des Dynamos. Daher wird die Periode Ton des IGBT 41 so verringert, daß die Ausgangsspannung des Dynamos in einen Bereich fällt, der einen stabilen Betrieb des Spannungswandlers 24 ermöglicht, wobei die verbrauchte elektrische Leistung des Spannungswandlers so gesteuert wird, daß sie der Höhe des Ausgangssignales des Dynamos entspricht. Die Beziehung zwische Ton und Po ist in Figur 4 gezeigt und Po ändert sich quadratisch zu Ton. Dies ist der Fall, weil die an das Magnetron 28 abgegebene elektrische Energie durch die Wirkungsweise des in Figur 3 gezeigten Wandlers im wesentlichen proportional zum Quadrat von Icd ist. Im Gegensatz dazu wird, in dem Fall, in dem das Ausgangssignal des Dynamos zu hoch ist, Po zu hoch, wenn Ton bleibt wie es ist, mit dem Ergebnis, daß der IGBT 41, etc., nicht nur durch den außerordentlichen Anstieg der Wärmeabgabe sondern den außerordentlichen Anstieg des Verlustes des Spannungswandlers 24 thermisch beschädigt werden kann. Dementsprechend wird auch in diesem Fall Ton auf einen kleinen Wert eingestellt, so daß eine hohe Zuverlässigkeit und eine einwandfreie Wärmeabgabe erreicht wird.
Figur 5 ist ein Schaltbild, das eine detailliertere Anordnung der vorliegenden Erfindung aus den oben erwähnten Figuren 1 und 2 zeigt. In Figur 5 bezeichnen Nummern, die identisch mit denen aus den Figuren 1 und 2 sind, entsprechende Elemente und deren detaillierte Beschreibung ist daher verkürzt.
In Figur 5 ist die Wandlersteuerung 32 gebildet durch eine Impulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerungsschaltung 53 zum Steuern von Ton, welches eine Funktion einer synchronen Oszillationssteuerung hat, wie in Figur 3 beschrieben, einen Differentialverstärker 55 zum Abgeben eines Differenzsignales zwischen einem Anodenstromerfassungssignal des Magnetrons 28 und einem Signal eines Referenzsignalgenerators 54 an die PWM-Steuerungsschaltung 53, und eine Heizungssteuerungsschaltung 56 zum Steuern eines Referenzsignales des Referenzsignalgenerators 54 auf seinen entsprechenden Wert auf der Basis eines Signales der Erfassungseinrichtung 31 der abgegebenen erzeugten elektrischen Energie zum Erfassen der Höhe der abgegebenen elektrischen Leistung des Dynamos 22. Diese Heizungssteuerungsschaltung 56 kann durch Verwenden, z.B. eines Mikrocomputers, leicht gebildet werden und ist ausgebildet zum Ausführen einer Gesamteinstellung der Höhe der Abgabe der elektromagnetischen Wellen des Magnetrons in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm, wie nachstehend beschrieben.
Wenn die Anzahl N der Umdrehungen des Dynamos 22 entsprechend der Änderung des Arbeitszustands der Kraftmaschine 20 ändert, verändert sich die erfaßte Spannung Vo der Erfassungseinrichtung 31 der abgegebenen erzeugten elektrischen Energie, wie in Figur 6 gezeigt und zwischen N und Vo besteht eine fest Wechselbeziehung. Daher kann durch Erfassen von Vo anstelle von N die Anordnung aus Figur 5, in welcher die Signalerfassungsschaltung weitestgehend vereinfacht ist, verwendet werden.
Figur 7 zeigt ein Beispiel, das darstellt, wie die Heizsteuerungsschaltung 56 die Abgabe Po des Magnetrons 28 bezogen auf Vo als das erfaßte Ausgangssignal des Dynamos steuert. Wenn Vo durch a, b und c absinkt, wird Po durch A, B und C heruntergesteuert. In einem Bereich, in welchem Vo kleiner als c ist, wird Po im wesentlichen auf 0 eingestellt oder einen Zustand, in welchem der Wandler mit einer solch geringen elektrischen Eingangsspannung betrieben wird, daß Po im wesentlichen 0 annimmt. Damit wird der Spannungswandler 24 mit der außerordentlich kleinen Vo betrieben, so daß das Auftreten von Mängeln wie der Bestätigung des IGBT 41 und Störung des Dynamos 22 verhindert wird. Dann wird, auch wenn Vo wieder ansteigt Po daran gehindert, wie abgegeben zu werden, bis Vo auf d ansteigt. Dieses ist vorgesehen, um einer Verringerung der Wartungsabschnitte des Magnetrons 28 oder einer Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Spannungswandlers 24 durch wiederholtes unterbrochenes Einschalten des Ausgangssignales Po des Magnetrons 28 in einem Arbeitszustand der Kraftmaschine 20 zu verhindern, in welcher Vo einen Wert nahe c annimmt. Somit ist die Heizungssteuerungsschaltung 56 zum Steuern des Referenzspannungsgenerators 54 vorgesehen, so daß Po sich in Abhängigkeit der Änderung von Vo verhält, wie in Figur 7 gezeigt.
Die Heizungssteuerungsschaltung 56 ist so ausgebildet, daß sie die Erwärmungsperiode tc der Nahrung 30, etc., in Abhängigkeit der Änderung des Ausgangssignales Po des Magnetrons wie in Figur 8 (a) oder 8 (b) einstellt. Figur 8 (a) zeigt einen Fall, in welchem die Wärmeperiode tc proportional zunimmt, wie Po sich durch A, B und C ändert und der Betrieb des Spannungswandlers 24 wird im wesentlichen gestoppt, wenn Po nicht mehr als C ist. Andererseits zeigt Figur 8 (b) eine Ausführungsform, bei welcher ein Bereich der Änderung von Po in zwei Regionen zwischen A und B und zwischen B und C aufgeteilt ist, so daß verschieden festgelegte Heizperioden tc den Regionen entsprechend zugeordnet sind. Praktisch kann durch Korrigieren der Heizperioden tc in solch einer Anordnung eine ausreichende Heizkorrektursteuerung in Abhängigkeit der Änderung von Po ausgeführt werden.
Figur 9 zeigt eine dritte Ausführungsform einschließlich einer Batterie 57, einem Übertragungskabel 58, der Gleichrichtungseinrichtung 23, dem Spannungswandler 24, dem Gleichrichter 27, dem Magnetron 28 und dem Ofen 29. Nummern, die identisch mit den vorstehend erwähnten sind, werden in gleicher Weise verwendet und deren detaillierte Beschreibung ist verkürzt.
In der oben beschrieben Ausführungsform übertragt das Übertragungskabel 58 die gesamte von der Batterie aufgenommene elektrische Energie durch die Gleichrichtungseinrichtung 23 zu dem Spannungswandler 24. Diese Gleichspannung wird durch den Spannungswandler 24 in eine Hochspannung gewandelt und durch den Gleichrichter 27 gleichgerichtet, um an das Magnetron 28 abgegeben zu werden. Durch die oben erwähnte Hochspannung strahlt das Magnetron 28 Mikrowellen in den Ofen 29 ab, um den zu erwärmenden Gegenstand 30 zu erwärmen.
Durch Einsetzen der oben erwähnten Anordnung wird elektrische Energie stabil von der Batterie 57 erhalten. Da das Übertragungskabel 58 keine elektrische Energie außer derjenigen für den Spannungswandler 24 liefert, kann der Spannungsabfall durch das Übertragungskabel minimiert werden.
Figur 10 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 10 bezeichnet Nummer 135 eine Heizkammer zum Aufnehmen des zu erwärmenden Gegenstandes, Nummer 136 bezeichnet ein erstes Element, welches auf der Bodenfläche der Heizkammer vorgesehen ist und in seinem Zentralteil konkav ausgearbeitet ist, und Nummer 137 bezeichnet ein zylindrisches zweites Element, welches mit äußeren Rand des konkaven Teils des ersten Elementes zusammengefügt ist. Diese ersten und zweiten Elemente sind durch Gewindeeingriff zusammengefügt. Nummer 138 bezeichnet ein Magnetron zum Erzeugen von in die Heizkammer abgegebenen Mikrowellen, Nummer 139 bezeichnet einen Hohlleiter, Nummer 140 bezeichnet einen Rührer zum Verwirbeln der an die Heizkammer abgegebenen Mikrowellen, Nummer 141 bezeichnet ein Zwischenblech, Nummer 142 bezeichnet eine Tür, Nummer 143 bezeichnet ein Bedienfeld, Nummer 144 bezeichnet ein Gehäuse, Nummer 145 bezeichnet eine durch eine Spannungsquelle eines Motorfahrzeugs betriebene Spannungsversorgung für einen elektronischen Ofen und Nummer 146 bezeichnet einen Behälter, in welchem eine flüssige Nahrung enthalten ist.
Bei der oben beschriebenen Anordnung ist der die flüssige Nahrung enthaltende Container in dem konkaven Teil des ersten Elementes plaziert. Durch Drehen des zweiten Elementes in diesem Zustand kann die Tiefe des konkaven Teils auf einen entsprechend dem Behälter geeigneten Wert variiert werden. Da der Behälter in dem konkaven Raum abgesetzt und gehalten ist, kann ein Verschütten der flüssigen Nahrung verhindert werden.
Die Bodenfläche der Heizkammer ist vorübergehend einer Eigendrehung unterworfen, so daß die Tiefe des durch das erste und zweite Element definierten konkaven Teiles die Aufnahme von nicht weniger als der Hälfte des Behälters ermöglicht. Um das zweite Element bequem drehen zu können, ist bevorzugt ein Fingerloch für die Rotation an der oberen Seite des zweiten Elementes ausgebildet. Da weiterhin jedes Element aus nicht-metallischem Material gemacht ist, wird der zu erwärmende Gegenstand oberhalb der aus metallischem Material hergestellten Bodenfläche der Heizkammer angeordnet. Somit können, auch wenn der zu erwärmende Gegenstand eine geringe Dicke aufweist, die obere und die untere Oberfläche des zu erwärmenden Gegenstandes wirksam erwärmt werden.
Nun wird eine Erläuterung mit Bezug auf Figur 11 gegeben. In Figur 11 sind Elemente, die identisch mit denen aus Figur 10 sind, mit den gleichen Nummern bezeichnet. In Figur 11 bezeichnet Nummer 148 eine Heizkammer zum Aufnehmen eines zu erwärmenden Gegenstandes und Nummer 149 bezeichnet ein Element, welches lösbar an einer Seitenwand der Heizkammer 148 angeordnet ist. Das Element 149 besteht aus einem nicht-metallischen Material mit einer geringen Mikrowellenabsorption und ist mit einem Loch 150 einer vorbestimmten Form ausgebildet, in welches ein auf der Bodenfläche der Heizkammer abgestellter Container eingesetzt wird, um gehalten zu werden.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird ein Behälter 146, in welchem eine flüssige Nahrung aufgenommen ist, in das vorbestimmte Loch des Elementes 149 eingefügt, um durch das Element 149 gehalten zu werden. Eine Bewegung dieses Elementes 149 wird durch vier Seiten der Heizkammer, welche die Tür 142 einschließen, verhindert. Daher ist der Behälter 146 in dem Raum der Heizkammer durch das Element 149 festgehalten. Somit werden Schwingungen des Motorfahrzeuges zusätzlich gedämpft auf den Behälter übertragen.
Wenn es nicht verwendet wird, wird das Element 149 auf der Bodenfläche der Heizakammer aufbewahrt. Wenn das Element 149 auf der Bodenfläche der Heizkammer aufbewahrt wird oder durch Entnehmen verwendet wird, kann das Loch zum Einsetzen des Behälters darin in der gesamten Ausdehnung verwendet werden. Wie Bezug nehmend auf Figur 10 beschrieben, kann, wenn das Element 149 auf der Bodenfläche der Heizkammer aufbewahrt ist, das Erwärmen des zu erwärmenden Gegenstandes von deren oberer und unterer Oberfläche wirksam unterstützt werden, auch wenn der zu erwärmende Gegenstand eine geringe Dicke aufweist.
Auch in Figur 12 werden Elemente, die mit denen aus Figur identisch sind, durch identische Nummern bezeichnet. In Figur 12 bezeichnet Nummer 151 eine Heizkammer zum Aufnehmen eines zu erwärmenden Gegenstandes, Nummer 152 bezeichnet einen Elektromagneten, welcher einer Bodenfiäche der Heizkammer 153 benachbart vorgesehen ist und Nummer 153 bezeichnet einen Behälter mit einer mit magnetischem Material 154 versehen Bodenfläche.
Durch die vorstehend erwähnte Anordnung wird, wenn der Elektromagnet betätigt wird, nachdem der eine flüssige Nahrung enthaltende Behälter 153 aufgenommen ist, das an der Bodenfläche des Behälters vorgesehene magnetische Material durch das durch den Elektromagneten erzeugte Magnetfeld angezogen, so daß der Behälter 153 an die Bodenfläche der Heizkammer angezogen und gehalten wird.
Die Betätigung des Elektromagneten wird gesteuert durch Anwenden einer mit dem "Offen"- und "Geschlossen"-Zustand der Tür 142 zugeordneten Steuerung, eine manuelle Steuerung, die eine unabhängige Betätigungstaste verwendet, eine auf dem Fahrzustand des Motorfahrzeuges basierende automatische Steuerung, etc., einzeln oder in Kombination.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben, ist es erfindungsgemäß so angeordnet, daß das Ausgangssignal des durch die Kraftmaschine betätigten Dynamos in eine Gleichspannung gleichgerichtet wird und diese Gleichspannung durch den Spannungswandler an das Magnetron abgegeben wird. Wenn der Betriebszustand des Spannungswand- lers so eingerichtet ist, daß er in Abhängigkeit von der Höhe des erzeugten elektrischen Ausgangssignales durch die Erfassungsschaltung für die abgegebene erzeugte elektrische Energie und die Wandlersteuerung gesteuert wird, kann Hochspannung leicht an das Magnetron abgegeben werden, auch wenn die Kraftmaschine, der Dynamo und die Batterie, welche einen einfachen Aufbau hat, billig ist und eine schlechte Ausgangsstabilität aufweist, werden werden. Weiterhin kann auch an Orten, wo es schwierig ist, eine Netzspannungsquelle zu finden, die erforderliche stabile dielektrische Heizfunktion verwirklicht werden und somit kann die ansteigende Nachfrage nach dem Einsatz von Hochfrequenzheizeinrichtungen befriedigt werden. Da insbesondere bei der Anordnung, bei welcher aus dem Ausgangssignal des Dynamos gewandelte Gleichspannung durch den Spannungswandler an das Magnetron abgegeben wird, eine hohe Steuerbarkeit der abgegebenen elektrischen Energie verwirklicht werden kann, kann die Steuerung des Arbeitszustandes entsprechend der Abgabe des Dynamos, nämlich die Steuerung der elektrischen Leistung leicht ausgeführt werden. Da der Dynamo und die Kraftmaschine stabil sind, können ein zuverlässiger Betrieb und eine hervorragende dielektrische Heizfunktion gleichzeitig verwirklicht werden.
Wenn bei der Anordnung, bei welcher die Gleichspannung durch Gleichrichten des Ausgangssignales des Dynamos, der durch die Kraftmaschine zum Transportieren von Menschen oder Gepäck betätigt wird, erhalten wird, ist der Betriebszustand des Spannungswandlers so ausgebildet, daß er in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignai des Dynamos durch die Erfassungseinrichtung für die abgegebene erzeugte elektrische Energie und die Wandlersteuerung gesteuert wird, kann die dieiektrische Heizeinrichtung für die Transporteinrichtung durch Verwenden des Dynamos als Spannungserzeuger mit einer geringen Ausgangsstabilität und einem einfachen Aufbau leicht verwirklicht werden und die erforderliche dielektrische Heizfunktion kann stabil erhalten werden.
Wenn weiterhin die Wandlersteuerung so ausgebildet ist, daß sie den Betrieb des Wandlers im wesentlichen stoppt (ein Betriebszustand geringer elektrischer Eingangsenergie, bei welchem die Abgabe elektromagnetischer Wellen im wesentlichen Null annimmt ist eingeschlossen) wenn das Ausgangssignal des Dynamos einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt kann die Erzeugung eines Überlastzustandes der Kraftmaschine und des Dynamos durch elektrische Energie und unnormalem Betrieb oder Bestätigung des Wandlers positiv verhindert werden und eine Hochfrequenzheizeinrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit kann bereitgestellt werden.
Durch Verwenden einer Batterie als Gleichspannungsquelle kann ein elektrischer Generator wie der Dynamo überflüssig gemacht werden und eine Hochfrequenzerwärmung kann unabhängig auch an einem Ort ohne mobile Einrichtungen ausgeführt werden.
Bei einer Anordnung, bei der die Übertragungsleitung für die zu übertragende elektrische Energie von der Batterie zum Wandler nicht verzweigt, kann der Spannungsabfall durch die Übertragungsleitung minimiert werden und die elektrische Energie kann stabil zu dem Spannungswandler übertragen werden. Weiterhin kann fehlerhafter Betrieb anderer Geräte durch Schaltspitzen des Spannungswandlers verhindert werden.
Durch Verwenden einer Anordnung, bei welcher der Gerätekörper und der Betätigungsteil lösbar voneinander vorgesehen sind, kann der Gerätekörper auch in einem Kompaktfahrzeug angeordnet werden. Weiterhin kann eine Hochfrequenzheizeinrichtung für Fahrzeuge verwirklicht werden, welche von einem Ort aus bedient werden kann, an dem sie während des Betriebes an einfachsten bedient werden kann und der Körper kann an einem für die Installation geeigneten Ort installiert werden. Somit kann die Hochfrequenzheizeinrichtung in einem Fahrzeug eingebaut werden, welches nicht so groß wie ein Freizeitfahrzeug ist.
In der Anordnung, in welcher auf die Einrichtung einwirkende Schwerkraftänderungen durch die Beschleunigungserfassungseinrichtung, die Zentrifugalkrafterfassungseinrichtung oder die Winkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßt werden, können unstabile Zustände in der Umgebung der Anwendung des Apparates wie beschleunigter oder verzögerter Fahrzustand der mobilen Einrichtung oder Kurvenfahrt mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfaßt werden und die sichere Anwendungsumgebung der Einrichtung kann für den Anwender geklärt werden.

Claims

1. Hochfrequenzheizeinrichtung, welche auf einer Transporteinrichtung für Menschen, Tiere, etc. angeordnet ist, mit:

einer Gleichspannungsquelle (22, 23; 57; 59; 76; 11 2); einem Spannungswandler (24; 61; 79; 122), welcher Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle (22, 23; 57; 59; 76; 11 2) aufnimmt;

einem Magnetron (28; 62; 80; 104), welches durch das Ausgangssignal des Spannungswandlers (24; 61; 79; 122) betrieben wird;

einer Gleichspannungs-Ausgangserfassungseinrichtung (31) zum direkten oder indirekten Erfassen der Höhe des Ausgangssignals der Gleichspannungsquelle; und einer Steuerung (32) zum Steuern des Betriebes des Spannungswandlers; gekennzeichnet durch

eine Anodenstromerfassungseinrichtung (50) zum Erfassen eines durch das Magnetron fließenden Anodenstromes;

einen Referenzsignalgenerator (54); und

einen Fehlerverstärker (55) zum Ausgeben einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der Anodenstromerfassungseinrichtung (50) und einem Ausgangssignal des Referenzsignalgenerators (54);

wobei die Steuerung ein Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerungsschaltungskreis (53) zum Steuern des Betriebes des Spannungswandlers auf der Basis eines Ausgangssignales des Fehlerverstärkers (55) ist, so daß das Ausgangssignal des Referenzsignalgenerators (54) in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Gleichspannungserfassungseinrichtung (31) gesteuert wird.

2. Hochfrequenzheizeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Gleichspannungsquelle (22, 23) durch einen Dynamo (22) und eine Gleichrichter-Einrichtung (23) zum Gleichrichten des Ausgangssignales des Dynamos (22) gebildet ist.

3. Hochfrequenzheizeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Gleichspannungsquelle (57; 11 2) durch eine Batterie gebildet ist.

4. Hochfrequenzheizeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher eine Einspeiseleitung von der Gleichspannungsquelle (22, 23; 57; 59) zu dem Spannungswandler (24; 61) keine abzweigende Leitung aufweist.