DE69534104T2

DE69534104T2 - Hochfrequenz-heizeinrichtung

Info

Publication number: DE69534104T2
Application number: DE69534104T
Authority: DE
Inventors: Koji Yamatokoriyama-shi YOSHINO; Takashi Kashimoto; Makoto Shibuya; Hirohisa Imai; Akira Kashihara-shi AHAGON
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: CA2202976C; CN1161772A; KR100270747B1; DE69536097D1; AU3709695A; US6172348B1; EP1489887A3; CN1496195A; CN1301041C; AU695236B2; EP1489887B1; HK1002218A1; EP1220572A2; EP1220572A3; CN1496194A; HK1047677A1; DE69534104D1; EP1220571A2; EP1489887A2; US5986249A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenzheizgerät zum Erhitzen von zu erhitzenden Gegenständen wie Nahrungsmittel oder dergleichen.
Stand der Technik
JP 51 44 556A , welche den nächstliegenden Stand der Technik repräsentiert, von der die Erfindung ausgeht, offenbart eine Hochfrequenzheizvorrichtung, die vorgesehen ist, um Nahrungsmittel gleichmäßig unabhängig von ihrer Temperatur, ihrem Gewicht und ihrer Form zu erhitzen, indem eine Heizbedingung oder ein Heizverfahren für das Lebensmittel mit Hilfe einer Erfassungseinrichtung für die Temperatur, das Gewicht und die Form erhalten und ein Heizzeitheizmuster und ein Strahlungsport eines Wellenleiters geändert werden. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird das Nahrungsmittel in eine Heizkammer gelegt und werden elektrische Wellen zur Erhitzung des Lebensmittels von einem Magnetron abgestrahlt. Eine Temperaturinformation für das Lebensmittel erhält man auf der Grundlage eines Änderungsverhältnisses der Signale von der Erfassungseinrichtung nach Beginn der Erhitzung. Das Gewicht des Nahrungsmittels wird von einer unter einem Drehtisch angeordneten Gewichtserfassungseinrichtung erfasst, die Form des Lebensmittels wird von einer Formerfassungseinrichtung erfasst, und diese werden in eine Steuerungseinrichtung eingegeben. Ein Abschirmport wird durch eine Änderungseinrichtung in Abhängigkeit von den Erfassungsergebnissen zur Steuerung derart gesteuert, dass die elektrischen Wellen von Lebensmitteln wirksam absorbiert werden.
Ein Mikrowellenofen als ein repräsentatives Hochfrequenzheizgerät ist herkömmlich konstruiert worden, wie in den 1 bis 7 gezeigt ist.
Ein Mikrowellenofen von 1 ist von einer allgemeinen Struktur, die einen Drehtisch 1 verwendet. In diesem Mikrowellenofen werden elektromagnetische Wellen, die von einem Magnetron 2 als elektromagnetische Wellenemissionseinrichtung abgestrahlt werden, über einen Wellenleiter 3 zu einer Heizkammer 4 übertragen, wo sich die Wellen als Stehwellen ausbreiten, welche von der Form der Heizkammer 4 und der Position einer Öffnung 5 bestimmt werden, durch welche die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer 4 abgestrahlt werden. Ein Nahrungsmittel 6 erzeugt Hitze entsprechend einer elektrischen Feldkomponente der Stehwellen und dielektrischen Verlusten des Nahrungsmittels 6. Die pro Volumeneinheit des Nahrungsmittels 6 absorbierte elektrische Leistung P [W/m³] wird durch die Intensität eines angelegten elektrischen Feldes E [V/m], der Frequenz f [Hz], die dielektrische Konstante ∊r und des dielektrischen Tangens tanδ des Nahrungsmittels 6 in einer nachfolgend aufgeführten Gleichung (1) ausgedrückt. Die Hitzeverteilung des Nahrungsmittels 6 wird im allgemeinen durch die Verteilung der Stehwellen der elektromagnetischen Wellen bestimmt, und demnach wird die Hitzeverteilung auf konzentrischen Kreisen durch Rotation des Drehtisches 1 vergleichmäßigt. P = (5/9)·∊r·tanδ·f·E2 × 10–10[W/m3] (1)
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 19 eine Steuerungseinrichtung, 22 einen Motor, 23 einen Gewichtssensor und 27 einen Lüfter.
Als weitere Beispiele von Vergleichmäßigungsmitteln ist ein Rührsystem verwendet worden, indem elektromagnetische Wellen durch eine konstante Rotation einer Metallplatte innerhalb der Heizkammer verteilt werden. Oder elektromagnetische Wellen werden aus dem Wellenleiter 3 durch einen rotierenden Wellenleiter (Emissionsteil) 8 mit einem Kopplungsteil 7 herausgezogen und durch einen Emissionsport 7, wie in 2 gezeigt ist, ausgesendet, in anderen Worten, der Öffnungsteil selbst wird konstant gedreht. In diesem Fall ist der drehbare Wellenleiter 8 auf einer Bodenfläche der Heizkammer 4 aufgebaut und wird konstant über die gesamte Zeit von einem Motor 10 gedreht, und der gesamte Bodenteil der Heizkammer 4 wird von einer Abdeckung 11 aus einem Material, das den elektromagnetischen Welle einen Durchlass erlaubt, bedeckt.
Jedoch sind derzeit die meisten der Geräte auf dem Markt von der Drehteller-Art.
Einige Geräte sind mit einer Vielzahl von Öffnungsteilen vorgesehen, wobei ein Auslass für die elektromagnetischen Wellen zur Vergleichmäßigung der Hitzever teilung geschaltet wird. 3 zeigt ein Gerät der Art mit zwei Öffnungen 5, die in einer Seitenwandung der Hitzekammer 4 gebildet sind (JP 4-319287 A).
Mehrere Magnetrons und mehrere Wellenleiter sind in einigen Fällen installiert, um mehrere Öffnungsteile auszubilden (JP 61-181093 A und JP 4-345788 A).
Alternativ ist ein Wellenleiter in viele Richtungen verzweigt, um mehrere Wellenleiter zu bilden, während ein einziges Magnetron angeordnet ist, um dadurch eine Vielzahl von Öffnungsteilen auszubilden (JP 61-240029 A und JP 1-129793 U).
Bei einem anderen Aufbau werden Endflächen 14 von Nebenwellenleitern 13 auf Positionen bewegt, die auf eine Vielzahl von Öffnungen 5 weisen, wie in 4 angedeutet ist, so dass die elektromagnetischen Wellen auf eine Öffnung 5 gerichtet sind, durch die die elektromagnetischen Wellen offensichtlich leicht hindurchlaufen können, um dadurch die Hitzeverteilung zu vergleichmäßigen (JP 5-74566 A).
In einem System von 5 wird ein Metallteil innerhalb eines einzigen Wellenleiters 3 mit mehreren Öffnungen 5 bewegt, so dass die Öffnung 5, durch die die elektromagnetischen Wellen offenbar leicht hindurchlaufen können, ausgewählt wird, um dadurch die Hitzeverteilung zu vergleichmäßigen (JP 3-11588 A und JP 5-121160 A).
In den 6 und 7 sind mehrere Öffnungen an oberen und unteren Teilen der Heizkammer ausgebildet, und die Öffnungen 5 am unteren Teil werden geschaltet, um dadurch die Hitzeverteilung zu vergleichmäßigen (JP 1-129793 A).
Eine Rückkopplungssteuerung wird ebenfalls in einigen Geräten durch Erfassen des Gewichtes, der Form, der Temperatur oder der dielektrischen Konstante des Lebensmittels 6 oder der Temperatur, der Feuchtigkeit oder des elektrischen Feldes in der Heizkammer mit Hilfe von Sensoren ausgeführt.
Gemäß den zuvor beschriebenen herkömmlichen Anordnungen könnte jedoch in dem Fall, wo der Wellenleiter und die Heizkammer verbunden sind, um die elekt romagnetischen Wellen in die Heizkammer zu leiten, sämtliche Arten von Lebensmittel durch ein einziges Öffnungsteil nicht gleichmäßig erhitzt werden, weil die Position des optimalen Öffnungsteils zum Erhalt einer gleichförmigen Hitzeverteilung für jedes Material oder Form des Lebensmittels unterschiedlich war.
Wenn beispielsweise ein flaches Lebensmittel durch den herkömmlichen Mikrowellenofen erhitzt wird, schreitet die Erhitzung von einem Randabschnitt des Lebensmittels fort, was zu einer großen Hitzeungleichmäßigkeit führt, wobei ein zentraler Abschnitt des Lebensmittels kalt bleibt.
Was die Position des Öffnungsteils angeht, wird, falls das Öffnungsteil nahe der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer ausgebildet ist und wenn eine Bodenfläche des Lebensmittels erhitzt wird, das Nahrungsmittel gleichförmig erhitzt, falls es eine Flüssigkeit ist, die eine Konvektion erlaubt, während nur die Temperatur der Bodenfläche des Lebensmittels ansteigt, falls das Nahrungsmittel fest ist, welches keine Konvektion erlaubt. Während in diesem Fall die konzentrische Hitzeverteilung unter Verwendung eines Drehtisches vergleichmäßigt wird, kann die Hitzeverteilung in radialer Richtung oder vertikaler Richtung, betrachtet von einem Drehmittelpunkt des Drehtisches, trotz der Rotation des Drehtisches nicht verbessert werden.
Wenn der Rührer oder rotierende Wellenleiter verwendet wird, um die elektromagnetischen Wellen zu verteilen, wird die Verteilung des elektrischen Feldes derart geändert, dass der Öffnungsteil in Abhängigkeit von der Rotation des Rührers oder rotierenden Wellenleiters geschaltet wird, und somit kann die Konzentration von elektromagnetischen Wellen bis zu einem gewissen Grad im Falle eines Auftauens oder einer Erhitzung in ähnlicher Weise, die die Vermeidung der Konzentration erfordert, verhindert werden. Jedoch aufgrund des Rührens, verursacht durch eine konstante Rotation unabhängig von der Art des Lebensmittels, wird jede Art von Lebensmittel durch Wiederholung derselben Verteilung des elektrischen Feldes für jede Rotation des Rührers oder rotierenden Wellenleiters erhitzt, was es somit schwierig macht, eine perfekt gleichmäßige Hitzeverteilung zu erzielen.
Wenn sogar mehrere Öffnungen ausgebildet sind, wird ein gewisses feststehendes elektrisches Feld gebildet, falls die Öffnungen gleichzeitig ähnlich offen sind. Dementsprechend ist es schwierig, die Hitzeverteilung für jede Art von Nahrungsmittel zu vergleichmäßigen. Deshalb entsteht kein großer Unterschied in der Hitzeverteilung zwischen dem Mikrowellenofen von 1 und dem Mikrowellenofen von 3. Ein befriedigendes Kochergebnis kann nicht erwartet werden, sofern nicht für jedes einzelne Nahrungsmittel die optimale Öffnung geschaltet oder ausgewählt wird.
Zwischenzeitlich wird in dem Gerät, das mit mehreren Magnetrons und mehreren Wellenleitern versehen ist, die Steuerung der Oszillation jedes Magnetrons durch Schalten der Wellenleiter durchgeführt, und somit wird die Öffnung geschaltet, durch die die elektromagnetischen Wellen hindurchtreten. Obwohl diese Anordnung wenig wirksam ist, um die Hitzeverteilung zu vergleichmäßigen, führt die erhöhte Anzahl von Magnetrons zu höheren Kosten und macht das Gerät schwer und unhandlich.
Wenn mehrere Wellenleiter in viele Richtungen von einem Wellenleiter verzweigt sind, kann die Öffnung, durch die die elektromagnetischen Wellen leicht hindurchlaufen, nicht perfekt geschaltet werden, d.h. eine gewisse Menge von elektromagnetischen Wellen tritt ebenfalls aus den nicht ausgewählten Öffnungen aus. Außerdem wird eine große Menge an Metallblech für die Wellenleiter benötigt, wodurch das Gerät teuer wird und schwierig herzustellen ist.
Als eine Lösung werden Endflächen 14 der Nebenwellenleiter 13 an Positionen bewegt, die zu den Öffnungen 5 weisen, wie in 4 gezeigt ist, um dadurch diejenige Öffnung auszuwählen, durch die die elektromagnetischen Wellen offenbar leicht hindurchtreten können. Obwohl die Hitzeverteilung mehr oder weniger wirksam nach dieser Methode vergleichmäßigt wird, sind der Raum für die Vielzahl von Nebenwellenleitern 13 und der Raum für eine Vielzahl von Abschirmungen, um ein Durchtreten von elektromagnetischen Wellen zu verhindern, wenn die Endflächen 14 der Nebenwellenleiter 13 bewegt werden, in der Praxis erforderlich. Folglich wird der gesamte Mikrowellenofen sehr wuchtig, oder das effektive Volumen der Heizkammer gegenüber dem gesamten Gerät wird reduziert, was für den Benutzer zu einer solchen unbefriedigenden Situation führt, dass das Gerät einen beträchtlichen Platz in Anspruch nimmt oder nur wenig Nahrungsmittel aufnehmen kann. Außerdem wird das Gerät schwer und lässt sich kaum tragen. Eine Menge von Energie wird möglicherweise verbraucht, um die Endflächen 14 der Nebenwellenleiter mit den Abschirmungen an eine Vielzahl von Positionen zu bewegen.
Sogar falls, wie in 5 gezeigt ist, das Metallteil innerhalb eines Welleleiters 3 mit mehreren Öffnungen 5 bewegt wird, ist es unmöglich, vollständig zu schalten, um die Öffnung auszuwählen, durch die die elektromagnetischen Wellen leicht hindurchlaufen können. Die nicht erforderlichen Öffnungen sind ebenfalls offen, durch die die elektromagnetischen Wellen austreten.
In den Konstruktionen der 1, 3, 4 und 5 sind die Öffnungen 5 nur an einer Seitenfläche des Gerätes ausgebildet, d.h. weit vom Nahrungsmittel 6 getrennt.
Falls der Abstand zwischen der Öffnung 5 und dem Nahrungsmittel 6 groß ist, erhöht sich die Rate der elektromagnetischen Wellen, die nicht nur auf das Nahrungsmittel 6 direkt von der Öffnung 5 auftreffen, sondern auch auf das Nahrungsmittel 6 auftreffen, nachdem sie an der Wandfläche der Heizkammer 4 etc. reflektiert worden sind. Folglich wird die Hitzeverteilung des Nahrungsmittels 6 in nachteiliger Weise durch die Größe der Heizkammer 4 oder die Position oder Gestalt des Nahrungsmittels 6 stark verändert.
Aus dem gleichen Grund wie zuvor wird ein Umfangsabschnitt des allgemeinen Nahrungsmittels 6 leichter erhitzt.
Die Anordnung von 6 oder 7 ist nützlicher als die anderen herkömmlichen Anordnungen, um die Hitzeverteilung zu vergleichmäßigen. Jedoch ist der Umfangsabschnitt des Nahrungsmittels noch leicht zu erhitzen, weil die elektromagnetischen Wellen stets vom oberen Teil der Heizkammer abgestrahlt werden, und ein Abschnitt des Nahrungsmittels zwischen den einen und den anderen Öffnungen benachbart zu jeder anderen am unteren Teil der Heizkammer ist schwer zu erhitzen.
Was an diesen herkömmlichen Anordnungen der 1, 3, 4, 5, 6 und 7 gemein ist, ist eine nicht wünschenswerte Wahrscheinlichkeit, dass die elektromagnetischen Wellen nur dort konzentriert werden, wo die Öffnungen 5 ausgebildet sind, was zu einer Ungleichmäßigkeit der Erhitzung führt.
In den Anordnungen der 3 und 5 bis 7 findet die Entfernung vom Magnetron 2 zur Öffnung 5 keine Berücksichtigung.
Ob die elektromagnetischen Wellen leicht in die Heizkammer 4 eintreten können, wird hauptsächlich durch eine Anpassung der Heizkammer und der Öffnungen einander bestimmt und in Abhängigkeit von der Position der Öffnungen 5 in der Heizkammer 4, der Länge des Wellenleiters 3, der Entfernung zwischen dem Magnetron 2 und den Öffnungen 5 etc. verändert. Wie leicht die elektromagnetischen Wellen aus dem Wellenleiter 3 herauskommen können, variiert mit einem Kreis von λg/2, wobei λ die Leitungswellenlänge der elektromagnetischen Wellen ist. Bei Vorhandensein von mehreren Öffnungen 5 sollte deshalb die Anpassung für jede Öffnung 5 eingestellt werden, um die elektromagnetischen Wellen in gleicher Weise von allen Öffnungen 5 abgeben zu können.
Sofern die Anpassung nicht durch Erfassung der Position der Öffnung 5 allein zur Verlängerung der Verteilung erzielt wird, können die elektromagnetischen Wellen nur schwer in die Heizkammer eintreten, wodurch sich die Heizwirkung verschlechtert. Zusätzlich tritt eine erhöhte Menge von reflektierenden Wellen in das Magnetron 2 ein, was Gegenmaßnahmen notwendig macht, um einen Temperaturanstieg oder die Erzeugung von unnötigem Strahlungsrauschen zu verhindern.
Bei der Rückkopplungssteuerung durch Erfassung des Zustandes des Nahrungsmittels ist ein anfänglicher Heizzustand oder eine Zustandsänderung vom Beginn des Heizens oder die Beendigung des Heizens mit Hilfe eines Gewichtssensors, eines Feuchtigkeitssensors, eines Temperatursensors, eines Sensors zur Erfassung des elektromagnetischen Feldes, eines Dampferfassungssensors, eines Alkoholmesssensors o.dgl. erfasst worden. Keiner dieser zuvor erwähnten Sensoren ist für die Praxis für die Durchführung einer solchen Rückkopplungssteuerung konstruiert worden, um die Hitzeverteilung zu erfassen und die Heizgleichmäßigkeit zu korrigieren.
Die Erfindung ist entstanden, um die im Stand der Technik vorhandenen, zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, und beabsichtigt, ein Hochfrequenzheizgerät vorzusehen, das einen wahlweisen Abschnitt eines zu erhitzenden Objektes erhitzen und die Hitzeverteilung des gesamten Objektes durch eine kombinierte Erhitzung der wahlweisen Abschnitte vergleichmäßigen kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hochfrequenzheizgerät vorzusehen, dass einen wahlweisen Abschnitt eines zu erhitzenden Objektes erhitzen und ein zu erhitzenden Abschnitt von einem nicht zu erhitzenden Abschnitt unterscheiden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hochfrequenzheizgerät vorzusehen, dass die Heizeffizienz zur Erhöhung der Zuverlässigkeit aufrecht erhalten oder verbessern kann.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hochfrequenzheizgerät zu schaffen, das automatisch einen wahlweisen Abschnitt eines zu erhitzenden Objektes exakt in einer vorgegebenen Weise erhitzen kann.
Offenbarung der Erfindung
Zur Erzielung der zuvor beschriebenen Aufgaben wird geschaffen ein Hochfrequenzheizgerät mit einer Heizkammer zur Aufnahme eines zu erhitzenden Gegenstandes und einer Mikrowellenemissionseinrichtung zur Abstrahlung von Mikrowellen, mit einer lokalen Heizeinrichtung zur Fokussierung der von der Mikrowellenemissionseinrichtung abgestrahlten Mikrowelen auf einen lokalen Abschnitt des Gegenstandes und einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der lokalen Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, um die lokale Heizeinrichtung so zu steuern, dass sich der lokale Abschnitt des Gegenstandes verändert, auf welchen die Mikrowellen fokussiert werden, um dadurch einen sekundären Abschnitt des Gegenstandes zu erhitzen, und eine Antriebseinrichtung zum Drehen und Abtreiben der lokalen Heizeinrichtung um eine Antriebswelle vorgesehen ist, die an einer versetzten Stelle gegenüber der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer angeordnet ist.
Weitere bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Hochfrequenzheizgerätes zeigt.
2 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines anderen herkömmlichen Hochfrequenzheizgerätes zeigt.
3 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines weiteren Hochfrequenzgerätes zeigt.
4 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines noch weiteren Hochfrequenzheizgerätes zeigt.
5 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines noch weiteren herkömmlichen Hochfrequenzheizgerätes zeigt.
6 ist eine Ansicht eines anderen Hochfrequenzheizgerätes.
7 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils des in 6 gezeigten Hochfrequenzheizgerätes.
8 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Ansicht des Aufbaus eines wesentlichen Teils des in 8 gezeigten Hochfrequenzheizgerätes.
10 zeigt einen rotierenden Wellenleiter und ein Antriebsteil, im Hochfrequenzheizgerät von 8 montiert, wobei (a) eine Draufsicht auf den rotierenden Wellenleiter, (b) eine Längsschnittansicht des rotierenden Wellenleiters und des Antriebsteils und (c) eine Ansicht eines Eingriffzustandes eines Nockens und eines Schalters des Antriebsteils ist.
11 ist eine Unteransicht des Hochfrequenzheizgerätes von 8.
12 ist eine Ansicht eines Zustandes, wenn ein Nahrungsmittel in einer Heizkammer des Hochfrequenzheizgerätes von 8 erhitzt wird.
13 ist eine Ansicht eines Zustandes, wenn das Nahrungsmittel und der rotierende Wellenleiter aus dem Zustand von 12 heraus gedreht werden.
14 ist ein Kennliniendiagramm einer Hitzeverteilung des Nahrungsmittels, wenn die Zustände der 12 und 13 geschaltet sind.
15 ist eine Ansicht eines Erhitzungszustandes des Nahrungsmittels, wenn ein Emissionsport des rotierenden Wellenleiters um 45° gegenüber dem Nahrungsmittel schräg gestellt ist.
16 ist eine Ansicht eines Erhitzungszustandes des Nahrungsmittels, wenn der Emissionsport des rotierenden Wellenleiters um 45° gegenüber dem Nahrungsmittel schräg gestellt und die Rotation des Nahrungsmittels gestoppt ist.
17 ist eine Unteransicht auf einen Drehteller.
18 ist eine seitliche Schnittansicht einer Heizkammer eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt eine dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Längsschnittansicht des rotierenden Wellenleiters ist.
20 zeigt eine vierte Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Längsschnittansicht einer rotierenden Antenne ist.
21 zeigt eine fünfte Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Längsschnittansicht eines Abschirmelementes mit einer Öffnung ist.
22 zeigt eine sechste Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Längsansicht und (b) eine horizontale Schnittansicht einer Heizkammer eines Hochfrequenzheizgerätes ist.
23 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer siebenten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
24 ist eine Vorderansicht eines Bedienpanels des Hochfrequenzheizgerätes von 23.
25 ist eine horizontale Schnittansicht des Hochfrequenzheizgerätes von 23, wobei ein Emissionsport eines rotierenden Wellenleiters auf die Mitte gerichtet ist.
26 ist eine horizontale Schnittansicht des Hochfrequenzheizgerätes von 23, wobei der Emissionsport des rotierenden Wellenleiters auf eine Wandfläche einer Heizkammer gerichtet ist.
27 ist ein Kennliniendiagramm, das ein Verhältnis der Heizzeit und der Temperatur des Nahrungsmittels im herkömmlichen Hochfrequenzheizgerät angibt.
28 ist ein Kennliniendiagramm, das ein Verhältnis der Heizzeit und der Temperatur des Nahrungsmittels im Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung angibt.
29 ist ein Kennliniendiagramm, das einen zeitlichen Verlauf zum Schalten der Richtung des Emissionsports im Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung zeigt.
30 ist ein Kennliniendiagramm eines Verhältnisses der Heizzeit und der Temperatur des Nahrungsmittels in einem Hochfrequenzheizgerät einer achten Ausführung der Erfindung.
31 ist ein Temperaturdiagramm der dielektrischen Verluste von Wasser.
32 ist ein Kennliniendiagramm eines Verhältnisses zwischen der Zeit und der Heizleistung, wenn ein gefrorenes Nahrungsmittel unter Verwendung des herkömmlichen Hochfrequenzheizgerätes aufgetaut wird.
33 ist ein Kennliniendiagramm zum Schalten der Heizleistung in 32.
34 ist ein Kennliniendiagramm eines Verhältnisses zwischen der Zeit und der Temperatur eines gefrorenen Nahrungsmittels, wenn das Nahrungsmittel unter Verwendung des Hochfrequenzheizgerätes der vorliegenden Erfindung aufgetaut wird.
35 ist ein Kennliniendiagramm eines Zeitverlaufes zum Schalten der Heizleistung in 34.
36 ist ein Kennliniendiagramm eines Verhältnisses zwischen der Zeit und der Heizleistung in den 34 und 35.
37 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
38 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in 37.
39 ist ein Kennliniendiagramm, das eine Richtungsänderung der elektromagnetischen Wellen nach dem Betrieb eines rotierenden Wellenleiters in 38 zeigt.
40 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
41 ist eine horizontale Schnittansicht eines unteren Teils einer Heizkammer des Hochfrequenzheizgerätes von 40.
42 ist ein Kennliniendiagramm einer Richtungsänderung der elektromagnetischen Wellen nach dem Betrieb eines rotierenden Wellenleiters in der Anordnung der 40 und 41.
43 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer elften Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Angabe eines Zustandes, bei welchem ein rotierender Wellenleiter nach oben bewegt ist.
44 zeigt einen Zustand, bei welchem der rotierende Wellenleiter von 43 abgesenkt ist.
45 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer zwölften Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
46 zeigt zwei im Hochfrequenzheizgerät von 45 eingesetzte Abschirmplatten, wobei (a) eine Draufsicht auf eine erste Abschirmplatte und (b) eine Draufsicht auf eine zweite Abschirmplatte ist.
47 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 13. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
48 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' in 47.
49 ist ein Diagramm, das Erfassungspositionen eines Infraroterfassungselementes zeigt, das im Hochfrequenzheizgerät von 47 eingesetzt ist.
50 ist ein Blockschaltbild des Hochfrequenzheizgerätes von 47.
51 ist ein Kennliniendiagramm einer Oberflächentemperaturänderung des Nahrungsmittels und einer Temperaturänderung der gegenüber dem Nahrungsmittel unterschiedlichen Teile im Hochfrequenzheizgerät von 47.
52 ist ein Blockschaltbild eines modifizierten Beispiels von 50.
53 ist ein Blockschaltbild eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 14. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
54 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 15. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
55 ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F' in 54.
56 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 16. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
57 ist eine Schnittansicht entlang der Linie G-G' in 56, wobei (a) eine Ansicht eines Zustandes bei Abschirmung einer ersten Öffnung und (b) eine Ansicht eines Zustandes bei Abschirmung einer zweiten Öffnung ist.
58 ist ein Blockschaltbild eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 17. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
59 ist ein Temperaturkennliniendiagramm zur Erklärung des Betriebes einer Umrissextraktionseinrichtung, die im Hochfrequenzheizgerät von 58 eingesetzt ist, wobei (a) die Position des Nahrungsmittels, (b) Erfassungspositionen in einer X-Richtung angibt, (c) Erfassungspositionen in einer Y-Richtung angibt und (d) eine synthetische Ansicht von Erfassungspositionen in der X-Richtung und Y-Richtung ist.
60 ist ein Blockschaltbild eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 18. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
61 ist ein Blockschaltbild eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 19. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
62 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 20. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
63 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 21. Ausführung der vorliegenden Erfindung in einen Zustand, bei welchem ein Drehtisch angehoben ist.
64 ist ein Zustand, bei welchem der Drehtisch von 63 abgesenkt ist.
65 ist eine Unteransicht auf einen Drehtisch, der in einem Hochfrequenzheizgerät gemäß einer 22. Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist.
66 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 23. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
67 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 24. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
68 ist eine Längsansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 25. Ausführung der vorliegenden Erfindung, welche insbesondere einen Zustand der Verteilung von elektrischen Feldern zeigt.
69 ist eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 26. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
70 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 27. Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Zustand zeigt, in welchem eine von zwei Öffnungen abgeschirmt ist, wobei (a) eine Längsschnittansicht und (b) eine Draufsicht ist.
71 zeigt einen Zustand, in welchem die andere Öffnung von 70 abgeschirmt ist, wobei (a) eine Längsschnittansicht und (b) eine Draufsicht ist.
72 ist ein Rieke-Diagramm, das Arbeitspunkte eines Magnetrons im Hochfrequenzheizgerät von 70 zeigt.
73 ist ein Kennliniendiagramm einer Änderung einer Hochfrequenzausgangsleistung im Hochfrequenzheizgerät, wobei (a) die Ausgangsleistungsänderung im Stand der Technik und (b) die Ausgangsleistungsänderung in der vorliegenden Erfindung zeigt.
74 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 28. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
75 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie P-P' in 74.
76 ist eine Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 29. Ausführung der vorliegenden Erfindung, welche 75 entspricht.
77 ist eine Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 30. Ausführung der vorliegenden Erfindung, welche 75 entspricht.
78 ist ein Smith-Diagramm einer Heizeffizienzcharakteristik der Hochfrequenzheizgeräte der 28., 29. und 30. Ausführungen unter Angabe eines Anpassungszustandes einer Last, gesehen von einem Magnetron.
79 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 31. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
80 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes von 79 in einem Zustand, in dem ein Dichtungsteil abgesenkt ist.
81 zeigt einen Zustand, in dem das Dichtungsteil von 80 angehoben ist.
82 ist eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 32. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
83 ist ein Kennliniendiagramm einer Heizverteilungsungleichmäßigkeit, wenn Milch im Hochfrequenzheizgerät von 82 erhitzt wird.
84 ist eine schematische Längsschnittansicht des Hochfrequenzheizgerätes unter der optimalen Bedingung von 83.
85 ist ein Kennliniendiagramm der Heizverteilungsungleichmäßigkeit, wenn 100g gefrorenes geschnitzeltes Rindfleisch im Hochfrequenzheizgerät von 82 aufgetaut wird.
86 ist eine schematische Längsschnittansicht des Hochfrequenzheizgerätes unter der optimalen Bedingung von 85.
87 ist ein Kennliniendiagramm der Heizverteilungsungleichmäßigkeit, wenn 300g gefrorenes geschnitzeltes Rindfleisch im Hochfrequenzheizgerät von 82 aufgetaut wird.
88 ist eine schematische Längsschnittansicht des Hochfrequenzheizgerätes unter der optimalen Bedingung von 87.
89 ist ein Flussdiagramm einer Abfolge von Verfahrensschritten zur Ermittlung einer günstigen Position einer Öffnung und einer günstigen Höhe des Lebensmittels in einem Anfangszustand in den Anforderungen der 79 bis 82.
90 ist eine Ansicht einer Struktur zur Simulation von elektrischen Feldern innerhalb des Hochfrequenzheizgerätes.
91 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie S-S' in 90, die ein Kennlinienfeld eines Simulationsergebnisses zeigt, wenn eine erste Öffnung allein geöffnet ist.
92 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie S-S' in 90, die ein Kennlinienfeld eines Simulationsergebnisses zeigt, wenn eine zweite Öffnung allein geöffnet ist.
93 ist eine perspektivische Ansicht eines im Hochfrequenzheizgerät von 90 zu erhitzenden flachen Nahrungsmittels.
94 ist eine perspektivische Ansicht eines entlang der Linie U-U' in 93, welche ein Kennlinienfeld eines Simulationsergebnisses zeigt, wenn eine erste Öffnung allein geöffnet ist.
95 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie U-U' in 93, welche ein Kennlinienfeld eines Simulationsergebnisses zeigt, wenn eine zweite Öffnung allein geöffnet ist.
96 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes zur Erläuterung der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in einem Wellenleiter.
97 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 33. Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
98 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V' in 97.
99 ist eine Schnittansicht entlang der Linie W-W' in 97.
100 ist ein Kennliniendiagramm, das zeigt, wie ein elektrisches Feld im Hochfrequenzheizgerät von 97 abgelenkt wird.
101 ist eine Schnittansicht einer Heizkammer zur Erläuterung, wie unterschiedlich die elektrischen Felder in Abhängigkeit von der Position der Öffnung in der Wandfläche eines Hochfrequenzheizgerätes erzeugt werden.
102 ist eine Ansicht ähnlich 101, wenn die Position der Öffnung geändert ist.
103 ist eine Ansicht ähnlich 101, wenn die Position der Öffnung weiter geändert ist.
104 ist eine Ansicht ähnlich 101, wenn die Position der Öffnung noch weiter geändert ist.
105 ist ein Smith-Diagramm eines Heizeffizienzkennlinienfeldes eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 34. Ausführung der vorliegenden Erfindung, welche den Anpassungszustand zeigt, gesehen vom Magnetron.
106 ist eine Draufsicht auf mehrere auf einer Platte angeordnete Shaomais-Produkte.
107 ist ein Kennliniendiagramm einer Temperaturungleichmäßigkeit wenn die Shaomais-Produkte von 106 in einem herkömmlichen Hochfrequenzheizgerät erhitzt werden.
108 ist ein Kennliniendiagramm einer Temperaturungleichmäßigkeit wenn die Shaomais-Produkte von 106 im Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung erhitzt werden.
109 ist ein Kennliniendiagramm einer Temperaturungleichmäßigkeit, wenn die Shaomais-Produkte von 106 in einem anderen Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung erhitzt werden.
110 ist eine horizontale Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 35. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
111 ist ein Smith-Diagramm eines Heizeffizienzkennlinienfeldes eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 36. Ausführung der vorliegenden Erfindung, welches den an der ersten Öffnung verschobenen Anpassungszustand zeigt.
112 ist eine horizontale Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer 37. Ausführung der vorliegenden Erfindung.
113 ist eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y' in 112.
Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
8 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Elektromagnetische Wellen, die von einem Magnetron 2 ausgesendet werden, das eine repräsentative Emissionseinrichtung zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen bildet, werden in eine Heizkammer 4 über einen Wellenleiter 3 als ein Wellenleitungsteil und eine Energieeinspeisungskammer 15 abgestrahlt, so dass ein Nahrungsmittel 6 als ein zu erhitzendes Objekt in der Heizkammer 4 erhitzt werden kann. Die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 erhitzen einen optionalen lokalen Abschnitt des Nahrungsmittels 6 mit Hilfe eines rotierenden Wellenleiters 8 als ein in der Energieeinspeisungskammer 15 angeordnetes Emissionsteil. Der Wellenleiter 3 und der rotierende Wellenleiter 8 werden nachfolgend gemeinsam als eine lokale Erhitzungseinrichtung 16 bezeichnet. Der rotierende Wellenleiter 8 besitzt eine Direktivität in Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen, wobei die Emissionsrichtung durch dessen Rotation geschaltet wird, um dadurch eine lokale Erhitzung zu realisieren. Aus diesem Grunde ist der rotierende Wellenleiter 8 mit einem Kopplungsteil 7 versehen, das mit dem Wellenleiter 8 gekoppelt ist, um die elektromagnetischen Wellen herauszuziehen, und auf dem Wellenleiter 3 und der Energieeinspeisungskammer 15 (Heizkammer 4, wenn die Energieeinspeisungskammer 15 nicht vorgesehen ist) sitzend angeordnet. Ein Emissionsport 17 ist im rotierenden Wellenleiter 8 ausgebildet, durch die die aus dem Wellenleiter 3 austretenden elektromagnetischen Wellen geleitet werden.
Das Kopplungsteil 7 ist mit einem Motor 18 als Antriebseinrichtung verbunden und kann vom Motor 18 gedreht werden, und der rotierende Wellenleiter 8 selbst wird um den Kopplungsteil 7 gedreht. Eine Steuereinrichtung 19 steuert den Motor 18, so dass die Richtung der elektromagnetischen Wellen vom Emissionsport 17 des rotierenden Wellenleiters 8 gesteuert werden können, in anderen Worten, die lokale Erhitzung ist steuerbar.
Das Nahrungsmittel 6 wird auf einem Tisch 20 für eine nachfolgende Erhitzung eines optionalen Abschnittes angeordnet. Der Tisch 20 ist auf einem Glas- oder Keramikteller 21 als ein auf dem Drehtisch 1 konstruiertes Wellenabstrahlungsteil mit einem metallischen Wellenabschirmteil gesetzt. Der Tisch 20 wird zusammen mit dem Teller 21 durch einen Motor 22 als Tellerantriebseinrichtung gedreht. Gleichzeitig mit der Rotation des Motors 22 führt die Steuerungseinrichtung 19 eine Steuerung in Abhängigkeit vom Gewicht des Nahrungsmittels 6 durch, wel ches von einem Gewichtssensor 23 erfasst wird (, und zwar eine Steuerung, um eine Antriebszeitdauer des rotierenden Wellenleiters 8, eine Heizausgangsleistung oder einen Heizendzeitpunkt etc. abzuschätzen). Ein Drehpunkt des Tisches 20 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in einer Mitte 24 einer Bodenfläche der Heizkammer 4. Die Erhitzung in Drehrichtung wird durch die konstante Rotation des Tisches 20 vergleichmäßigt, oder eine lokale Erhitzung wird durch Anhalten und Abbremsen des Tisches 20 an einer vorbestimmten Stelle ausgeführt. Andererseits wird ein Drehpunkt des rotierenden Wellenleiters 8 von der Mitte 24 der Bodenfläche der Heizkammer 4 verschoben. Die Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen auf das Nahrungsmittel 6 wird durch die Richtung des Emissionsports 17 geändert, wodurch es möglich wird, die Erhitzung der Mitte des Nahrungsmittels 6 oder des Umfanges des Nahrungsmittels 6 zu schalten. In anderen Worten, die Erhitzungsposition ist in radialer Richtung des Tisches 20 veränderbar, und dementsprechend kann eine wahlweise Position auf dem Tisch 20 in Verbindung mit der Rotation des Drehtisches 1 erhitzt werden.
Aufgrund der Anordnung, dass sich der Rotationsmittelpunkt des Tisches 20 in der Mitte 24 der Bodenfläche der Heizkammer 4 befindet, kann der Tisch 20 groß ausgebildet werden oder das Nahrungsmittel 6 ein großes Volumen haben und in der Anzahl erhöht werden.
Da eine Mitte des Tisches 20 mit dessen Rotationsmittelpunkt übereinstimmt, wird eine Tischfläche gesteuert, sich nicht nach oben und nach unten während der Rotation zu bewegen, und deshalb wird eine gewünschte Position des Nahrungsmittels 6 mit Leichtigkeit lokal erhitzt. Außerdem lässt sich das Nahrungsmittel 6 nur schwer in Vibrationen versetzen und ausschütten.
In einem allgemeinen Mikrowellenofen wird eine Öffnung häufig abgedeckt, wobei eine Abdeckung mit geringen dielektrischen Verlusten kaum in der Lage ist, elektromagnetische Wellen von der Seite der Heizkammer 4 zu absorbieren. Bei dieser Ausführung wird eine Abdeckung 25 als eine Schutzeinrichtung für die lokale Heizeinrichtung 16 vorgesehen, um die Energieeinspeisungskammer 15 abzudecken, wodurch eine Pegeldifferenz oder Höhendifferenz gegenüber der Bodenfläche der Heizkammer reduziert wird. Die zuvor erwähnte Abdeckung 25 in dieser Ausführung unterscheidet sich von der herkömmlichen Abdeckungsöff nung, die mehr im Detail beschrieben werden wird. Die herkömmliche Öffnungsabdeckung hatte hauptsächlich den Zweck, einen Benutzer daran zu hindern, irrtümlich mit seinen Fingern in den Raum zu gelangen, oder um zu verhindern, dass sich Staub in der Öffnung ansammelt. Da demgegenüber gemäß dieser Ausführung der rotierende Wellenleiter 8 gesteuert werden soll, um das Nahrungsmittel lokal zu erhitzen, wird die Abdeckung 25 so angeordnet, dass Fettflüssigkeit des Nahrungsmittels 6 am Zerstäuben gehindert wird, um den rotierenden Wellenleiter 8 direkt zu treffen und anzuhalten, oder an einer Anhäufung in der Nähe des rotierenden Wellenleiters 8 und einer Absorbierung der elektromagnetischen Wellen gehindert wird, wodurch ein gewünschter Abschnitt eines Nahrungsmittels nicht erhitzt werden kann. D. h., die Abdeckung 25 hat die Wirkung, die lokale Erhitzung durch die lokale Erhitzungseinrichtung 16 zu gewährleisten.
Die Steuerungseinrichtung 19 führt eine andere Steuerung als die zuvor erwähnte aus, z. B. überwacht eine Temperaturänderung des Nahrungsmittels 6 durch einen Temperatursensor 26, der eine Temperaturverteilung des Nahrungsmittels 6 erfasst, oder steuert die Emission der elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2, den Betrieb eines Lüfters 27 zum Kühlen des Magnetrons 2 oder den Betrieb einer Heizung 28.
Hauptsächlich steigt die Temperatur im Inneren der Heizkammer 4 auf 300°C o. dgl. an, wenn die Heizung 28 verwendet wird. Manchmal wird der Glasteller 21 gegen einen Metallteller wegen der begrenzten Hitzebeständigkeit von Glas ersetzt. Ein Keramikteller mit hoher Hitzebeständigkeit wird in einigen Fällen verwendet, um Probleme beim Austausch des Tellers 21 in Abhängigkeit davon zu vermeiden, ob die Erhitzung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen oder mit Hilfe der Heizung stattfindet.
Der Temperatursensor 26 erfasst die Temperatur des Nahrungsmittels 6 durch eine Öffnung 29 in einer Wandfläche der Heizkammer 6, wodurch eine Heizverteilung erfasst wird. Der Aufbau des Temperatursensors 26 ist zusätzlich hier dargestellt. Als ein Beispiel des allgemeinen Temperatursensors 26 zur Erfassung der Temperatur in berührungsloser Weise gibt es einen Infrarotsensor, der vom Nahrungsmittel 6 abgestrahlte Infrarotstrahlen in elektrische Signale um wandelt. Der Infrarotsensor weist einen Thermosäulensensor, der intern mit einem heißen Kontakt und einem kalten Kontakt versehen ist, einen pyroelektrischen Sensor, der mit Kupfer versehen ist, etc. auf, von denen jeder in der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist.
9 ist eine Ansicht eines wesentlichen Teils, die eine Relativposition des Magnetrons 2 und des rotierenden Wellenleiters 8 zeigt.
Die Distanz l1 zur Fortpflanzung der von einer Antenne 30 des Magnetrons 2 ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen, um das Kopplungsteil 7 des rotierenden Wellenleiters 8 zu erreichen, ist etwa auf ein ganzzahliges Vielfaches von λg/2 eingestellt, wenn λg eine Leitungswellenlänge im Wellenleiter 3 ist, weil die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 stehende Wellen bilden, die wiederholt und periodisch zwischen stark und schwach wechseln und deren Wellenlänge mit λg übereinstimmt. Ein elektrisches Feld an der Antenne 30 des Magnetrons 2 ist stets stark. In der Dimensionierungsrelation, wie zuvor erwähnt, besitzt der Kopplungsteil 7 des rotierenden Wellenleiters 8 stets ein starkes elektromagnetisches Feld, so dass die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 wirksam aus dem Wellenleiter 3 herausgeführt werden.
Falls die Distanz von der Antenne 30 des Magnetrons 2 zu einem Endteil 31 des Wellenleiters 3 oder die Distanz vom Kopplungsteil 7 zu einem Endteil 32 des Wellenleiters 3 etwa auf ein ungeradzahliges Vielfaches von λg/4 (ein Mehrfaches in der Zeichnung) eingestellt wird, werden mehr stabile Stehwellen im Wellenleiter 3 erzeugt, weil eine Endfläche des Wellenleiters genau dort angeordnet ist, wo sich das elektrische Feld von schwach auf stark an einer Stelle des geradzahligen Vielfachen von λg/4 ändert.
Sogar wenn gemäß dieser Ausführung sich der rotierende Wellenleiter 8 dreht, bleibt die Distanz von der Antenne 30 des Magnetrons 2 zum Kopplungsteil 7 konstant, und folglich erhält man wirksam stabile Stehwellen.
Die aus dem Kopplungsteil 7 herausgeführten elektrischen Wellen werden in die Heizkammer 7 durch den Emissionsport 17 abgestrahlt. Da die Länge l2 einen die Direktivität bestimmenden Faktor bildet, kann die Länge bei Bedarf in geeig neter Weise geändert werden. Falls die Länge ψ2 ein ganzzahliges Vielfaches von λg/2 ist, kann das elektrische Feld am Emissionsport 17 stark sein, was gemäß der Gleichung (1) zu einer hohen Wirksamkeit führt, wenn das Nahrungsmittel 6 dicht am Emissionsport 17 angeordnet ist.
In der Zeichnung ist l3 >> l4 gehalten, um die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen zur Seite von l3 zu erleichtern. Außerdem wird die Länge ψ5 auf etwa ein ungeradzahliges Vielfaches von λg/4 gesetzt, um außerdem die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen in Richtung auf l3 zu erleichtern.
Die Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen wird in dem zuvor beschriebenen Aufbau gesteuert.
Wegen der konstanten Distanz zwischen der Antenne 30 des Magnetrons 2 und dem Emissionsport 17 wird eine Impedanz zwischen diesen stets konstant gehalten, so dass ein Anpassungszustand leicht aufrecht zu erhalten ist und eine Heizeffizienz wirksam hoch gehalten wird.
10 ist eine Ansicht des Aufbaus eines wesentlichen Teils des rotierenden Wellenleiters 8.
(a) ist eine Ansicht, gesehen von oben, und (b) eine Schnittansicht, gesehen von der Seite. In (a) ist die Länge l6 so eingestellt, um der folgenden Gleichung zu genügen. l6 > λ0/2,wobei λ₀ die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen im Vakuum (oder in der Luft) ist und λ₀/2 etwa 61 mm bei einer Frequenz von 2,45 GHz beträgt, wodurch man die sichere Emission der elektromagnetischen Wellen erhält. Gegenwärtig beträgt die Länge l6 vorzugsweise 65 mm oder größer, um eine Abdrift zu lassen.
Der rotierende Wellenleiter 8 ist an drei Punkten gehaltert, nämlich an zwei Teflon-Abstandshaltern 33 und einem in einer Welle 34 des Motors 18 ausgebildeten Befestigungsteil, und kann dementsprechend stabil rotieren.
Der Abstandshalter 33 besitzt eine nach unten gekrümmte Seite und kann leicht gleiten. Ein nichtleitendes Material ist für den Abstandshalter 33 verwendbar, solange es eine wirksame Halterung und eine sanfte Rotation für den Abstandshalter 33 gewährleistet. Falls sogar der Abstandshalter 33 aus leitendem Material hergestellt ist, dient eine Anordnung, die einen Funken zwischen dem Abstandshalter und einem Bodenteil 36 vermeidet, dem Zweck (z.B. durch Halten des Abstandshalters stets in festem Kontakt mit dem Bodenteil 36 derart, dass ein Spalt dazwischen nicht entsteht).
(c) zeigt einen mit der Welle 34 verbundenen Nocken 37 und einen Schalter 38 als eine Positionserfassungseinrichtung. Während der Rotation des rotierenden Wellenleiters 8 mithilfe des Motors 18 drückt ein vorspringender Teil 39 des Nockens 37 einen Knopf 40 des Schalters 38 einmal während jeder Rotation der Welle 34. Deshalb wird die Drehstellung des rotierenden Wellenleiters 8 aus einer Antriebszeit ermittelt, seit der Knopf 40 gedrückt ist, und folglich wird die Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen erfasst und gesteuert, wie erfordert. Die Steuerungseinrichtung 19 ermittelt eine Rotationszeit des Motors 18 und steuert die Emissionsrichtung vom Emissionsport 17 auf der Grundlage der Signale vom Schalter 38. Es ist nicht zu erwähnen, dass ein Schrittmotor o. dgl. verwendet werden kann, falls der Motor genauer hinsichtlich Position oder Rotationsgeschwindigkeit gesteuert werden muss.
Eine Referenzposition kann gesetzt werden, um den Motor 18 zu steuern, so dass der Motor am Anfang oder Ende des Heizens zur Referenzposition bewegt wird.
Falls der Motor zur Startzeit des Heizens gesteuert wird, kann ein gewünschter Abschnitt des Nahrungsmittels genau erhitzt werden. Falls der Motor am Ende des Heizens gesteuert wird, wird andererseits das Problem vermieden, die Referenzposition für ein nächstes Heizen zu bestätigen.
11 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes der ersten Ausführung zeigt, und zwar insbesondere die Bodenflächen der Heizkammer 4 von 8, von unten betrachtet. Heizungen 28A, 28B und 28C sind in einem leeren Zwischenraum neben der Energieeinspeisungskammer 15 und dem Gewichtssensor 23 angeordnet.
Für die zuvor beschriebene Konfiguration ist die Bauform des rotierenden Wellenleiters 8 vorzugsweise klein gehalten. D.h., der rotierende Wellenleiter 8 sollte kompakt und stark direktiv sein.
Die 12 und 13 sind Schnittansichten von 8, von oberhalb des Nahrungsmittels 6 aus betrachtet. Um die Direktivität des rotierenden Wellenleiters 8 zu zeigen, ist in den 12 und 13 ein erhitzter Abschnitt 41 dargestellt, den man erhält, nachdem das Nahrungsmittel 6, bei welchem es sich um ein flaches Parallelepiped handelt, mit einer konstanten Heizleistung erhitzt wird, und zwar bei Rotation mit einer konstanten Geschwindigkeit zusammen mit dem Teller 21, obwohl der rotierende Wellenleiter 8 an einer Position der Zeichnungen angehalten ist. Gegenwärtig unsichtbare und vom Teller 21 verborgene Teile sind in den Zeichnungen ebenfalls durch eine durchgezogene Linie zum besseren Verständnis dargestellt. Der Emissionsport 17 ist auf den Mittelpunkt des Tellers 21 in 12 gerichtet, während in 13 der Emissionsport 17 um 180° gegenüber 12 verdreht ist.
In 12 tritt der erhitzte Abschnitt 41 etwa in der Mitte des Nahrungsmittels 6 nach Emission von elektromagnetischen Wellen 42 von unten auf.
In 13 treten die elektromagnetischen Wellen 42 nach Reflektion an den Wandflächen der Heizkammer 4 in das Nahrungsmittel 6 ein, deshalb befindet sich der erhitzte Abschnitt 41 an den Rändern (Peripherie) des Nahrungsmittels 6. Die meisten der herkömmlichen Mikrowellenöfen zeigen ein ähnliches Resultat wie 13, da die elektromagnetischen Wellen an den Wandflächen der Heizkammer vor Eintritt in das Nahrungsmittel reflektiert werden.
14 zeigt die Hitzeverteilung des Nahrungsmittels 6 als Folge des Schaltens der Zustände der 12 und 13 (Schalten der Richtung des Emissionsports 17 mit einer geeigneten Rate). Der erhitzte Abschnitt 41 wird im Mittelpunkt und am Rand des Nahrungsmittels 6 erzeugt, in anderen Worten, das Nahrungsmittel 6 wird im Vergleich mit dem Fall des herkömmlichen Mikrowellenofens ausgesprochen gleichmäßig erhitzt. Ein nicht erhitzter Abschnitt 43, der kaum zu erhitzen ist, entsteht in einem mittleren Bereich zwischen der Mitte und dem Rand des Nahrungsmittels 6. Dieser unbeheizte Abschnitt 43 wird durch lokales Erhitzen in einer noch nachfolgend beschriebenen Weise erhitzt.
Die 15 und 16 sind Schnittansichten des wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes in der Ausführung, und zwar Schnittansichten von 8, ähnlich den 12 und 13. Um die zuvor erwähnten nicht erhitzten Abschnitte 43 im mittleren Bereich in 14 zu erhitzen, sollte, wie leicht gefunden wurde, der Emissionsport 17 auf einen Bereich zwischen dem Mittelpunkt (0°) und der Außenseite (180°) des Tellers 21 gerichtet werden. Gleichwohl haben Experimente ergeben, dass diese Idee zu keinem befriedigenden Ergebnis führt, wenn der Drehtisch unter konstanter Geschwindigkeit gedreht wird. Falls sogar die Richtung des Emissionsports zu jeder Zeit ein wenig geändert wird, wird in meisten Fällen die Peripherie des Nahrungsmittels erhitzt, sofern nicht die Emission auf die Mitte des Nahrungsmittels gerichtet wird. Wenn sich z.B. der Emissionsport 17 auf 45° befindet, ist das Ergebnis, wie in 15 gezeigt, da der Teller 21 unter konstanter Geschwindigkeit gedreht wird und die Heizleistung konstant ist. Die Ränder des Nahrungsmittels 6 werden schließlich bis auf einen Moment erhitzt, wenn, falls es geschieht, der mittlere Bereich des Nahrungsmittels während der Rotation erhitzt werden kann, und folglich wird die Peripherie des Nahrungsmittels durchschnittlich in einem Zyklus erhitzt. Ein Zustand, bei welchem der mittlere Bereich erhitzt werden kann, sollte erhalten werden, und der andere Zustand sollte vermieden werden, um den mittleren Bereich zu erhitzen.
16 resultiert aus dem fortgesetzten Zustand, bei welchem der mittlere Bereich erhitzt werden kann, wenn die Rotation des Tellers 21 gestoppt ist. Der Emissionsport 17 besitzt einen Winkel von 45°, und das Nahrungsmittel 6 ist auf eine Position der Zeichnung angehalten, und ein nicht erhitzter Abschnitt 43, der in 14 kaum zu erhitzen ist, wird erhitzt. Das Nahrungsmittel 6 sollte um weitere 180° bewegt werden, um den anderen nicht erhitzten Abschnitt 43 zu erhitzen. D.h., um das gesamte Nahrungsmittel 6 gleichmäßig zu erhitzen, sind vier Be triebsarten erforderlich, d.h. drei Betriebsarten gemäß den 12, 13, 16 und ein Betrieb nach Bewegung des Nahrungsmittels 6 um 180° aus der Position von 16 heraus. Der Teller 21 kann in der Mitte des Heizens nicht vollständig angehalten werden oder kann nahezu abgebremst werden, wenn der mittlere Bereich erhitzt werden kann.
Die Heizleistung kann in einem Zustand, bei welchem der mittlere Bereich während der Rotation des Tellers 21 mit konstanter Geschwindigkeit erhitzt werden kann, höher als in anderen Zuständen eingestellt werden. In der Praxis ist die Heizleistung in dem Zustand, bei welchem der mittlere Bereich erhitzt werden kann, auf volle Energie und in anderen Zuständen auf 0 oder reduziert eingestellt.
Die Rotation des Tellers 21 kann mit der Steuerung der Heizleistung kombiniert werden.
Aus Obigem folgt, dass drei Elemente, nämlich der rotierende Wellenleiter 8, der Teller 21 und das Magnetron 2 zusammen gesteuert werden sollten, um einen optionalen Abschnitt des Nahrungsmittels lokal zu erhitzen.
17 zeigt den Aufbau eines wesentlichen Teils, und zwar den Drehtisch 1 des Hochfrequenzheizgerätes der Ausführung, von unten betrachtet. Der Drehtisch 1 besteht aus Ringen 44, 45, Wellen 46, 47 und einem Lager 48 und ist aus Metall hergestellt, um der Hitze der Heizungen 28A, 28B, 28C zu widerstehen. Die Längen l7, l8 eines Spaltes oder einer Öffnung in Drehrichtung des Drehtellers 1 sind nicht kürzer als die Hälfte einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen, damit die elektromagnetischen Wellen leicht hindurch laufen können.
Trotz Abhängigkeit von der Direktivität des rotierenden Wellenleiters 8 muss die Öffnung in der Nähe der Mitte der Bodenfläche des Drehtisches, wie durch l8 in 17 angedeutet, eine zentrale Bodenfläche des Nahrungsmittels erhitzen und muss die Öffnung in der Peripherie des Drehtellers, wie durch l7 repräsentiert, die Peripherie des Nahrungsmittels erhitzen. Dennoch ist es offensichtlich, dass die Öffnung nicht erforderlich ist, wenn der Drehtisch 1 aus einem Material wie z.B. Keramik o. dgl. besteht, das elektromagnetische Wellen kaum absorbiert und für die elektromagnetischen Wellen durchlässig ist.
Dementsprechend sollte der Drehtisch 1 aus einem gegenüber den unteren Heizungen 28A, 28B, 28C resistenten Material hergestellt sein, oder ein für die elektromagnetischen Wellen durchlässiges Material kann gewählt werden, falls anstelle der unteren Heizungen 28A, 28B, 28C eine Heizung verwendet wird, die eine Temperatur an der Bodenfläche des Drehtellers nicht erhöht (also eine Heizung einer heißen Wind zirkulierenden Art).
18 zeigt eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Da der rotierende Wellenleiter 8 in einer Ecke der Heizkammer 4 gemäß der zweiten Ausführung installiert ist, kann der rotierende Wellenleiter eine etwas größere Bauform besitzen, in anderen Worten, ein Freiheitsgrad des Aufbaus wird erhöht.
Ein Antriebsbereich des Emissionsports 17 ist nur innerhalb der Bodenfläche der Heizkammer 4 vorgesehen, wie in der Zeichnung angegeben ist. Falls der Emissionsport 17 für einen Betrieb außerhalb der Bodenfläche der Heizkammer 4 ausgebildet wäre, würde die Bauform des Hochfrequenzheizgerätes zu groß werden und spezielle Anordnungen gegen das Austreten der elektromagnetischen Wellen nach außen erfordern. Die zweite Ausführung ist aufgebaut, wie zuvor beschrieben, um diese Probleme zu vermeiden.
19 ist ein Hochfrequenzheizgerät gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei welcher der rotierende Wellenleiter bei gleicher Wirkung eine veränderte Form hat. In 19(a) sind die Endflächen in allen vier Richtungen des rotierenden Wellenleiters 8 kreisförmig gekrümmt, wodurch Funken auf erhöhte Weise wirksam verhindert werden. Die elektromagnetischen Wellen werden durch eine Öffnung 49 ausgestrahlt.
Im Vergleich zur ersten Ausführung neigen die elektromagnetischen Wellen dazu, sofort nach oben aus der Öffnung 49 auszutreten.
Ein interner Raum 50 kann als ein Wellenleiter betrachtet werden.
Die Längen l5 zwischen dem Kopplungsteil 7 und der Endfläche des rotierenden Wellenleiters sowie l9 + l10 betragen jeweils etwa ein ungeradzahliges Vielfaches von λg/4, so dass die Stehwellen stabil erzeugt werden.
Falls die Länge l9 auf etwa ein ungeradzahliges Vielfaches von λg/4 und die Länge l10 auf etwa ein ganzzahliges Vielfaches von λg/2 eingestellt ist, bildet dies eine wirksame Maßnahme, Stehwellen stabiler zu erzeugen.
Die zuvor erfolgte Beschreibung wird anhand von 19(b) erläutert, die zeigt, wie elektrische Felder zu einem Zeitpunkt erzeugt werden. Das elektrische Feld wird praktisch wiederholt mit einem Zyklus einer inversen Anzahl einer Frequenz umgekehrt. Eine an ihrem Anfang mit einem Pfeil versehene durchgehende Linie 51a gibt eine Richtung von repräsentativen elektrischen Feldern mit drei Spitzen bzw. Halbwellen von im Innenraum 50 erzeugten Stehwellen (Feldschleifen) an. Elektrische Felder, die durch eine an ihrem Anfang mit einem Pfeil versehene durchgehende Linie 51b angegeben sind, werden in der Nähe der Öffnung 49 erzeugt, und folglich werden die Öffnung 49 zwischen sich haltende starke elektrische Felder 51c oberhalb der Öffnung 49 induziert.
Die Erzeugung dieser elektrischen Felder 51a, 51b und 51c findet gleichzeitig aufgrund der zuvor beschriebenen Dimensionsverhältnisse statt, und dementsprechend werden die elektromagnetischen Wellen aus der Öffnung 49 ohne Störung der Stehwellen abgestrahlt.
20 zeigt eine vierte Ausführung, bei welcher eine rotierende Antenne anstelle des rotierenden Wellenleiters verwendet wird.
Ein leitender Blechkörper 53 (insbesondere aus Eisen oder Edelstahl), der mit dem Kopplungsteil 7 verbunden ist, besitzt eine Direktivität, die denselben Effekt wie zuvor erläutert ausübt.
21 zeigt eine fünfte Ausführung. Eine Position, wo die Öffnung geschlossen ist, wird im Aufbau der fünften Ausführung geschaltet.
Eine Öffnung 55 ist in einem elektrisch leitenden Blechkörper 54 ausgebildet, der mit dem Kopplungsteil 7 verbunden ist, während andere Teile als die Öffnung 55 abgeschirmt sind.
Die Öffnung 55 zeigt dementsprechend eine Direktivität, um dadurch dieselbe Wirkung zu erzielen. Dieselbe Wirkung kann auch in anderen Konstruktionen erwartet werden, solange die Direktivität gewährleistet ist. Mit den vierten und fünften Ausführungen lässt sich die gewünschte Direktivität im Vergleich zu den ersten bis dritten Ausführungen kaum erzielen, während die Struktur selbst in den vierten und fünften Ausführungen einfach wird, ohne dass ein Biegen etc. erforderlich ist.
22 zeigt eine sechste Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Der Tisch 20 besteht aus einem Glasteller 21 und einem Rollenring 56. Eine Aussparung 57 ist im Teller 20 ausgebildet, in welcher eine Welle 58 eines anderen Teils befestigt ist. Der Tisch 20 wird gedreht, während er vom Rollenring 56 gehalten wird.
(a) ist eine Schnittansicht, und (b) zeigt den Aufbau des Rollenrings 56, von oben betrachtet.
Der Rollenring 56 besitzt einen Ring 59 und drei Rollen 60. Der Ring und die Rollen sind aus einem elektromagnetische Wellen durchlassenden Material hergestellt.
Im zuvor beschriebenen Aufbau gelangen die vom rotierenden Wellenleiter 8 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen ohne Unterbrechung in das Nahrungsmittel 6.
Ein gewünschter lokaler Abschnitt des Nahrungsmittels wird leicht erhitzt. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, ist die Bodenfläche der Heizkammer 4 mit einer Aussparung versehen, um eine sanfte Bewegung der Walzen 60 ohne eine Positionsverschiebung zu bewirken.
Eine siebente Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in den 23 bis 29 dargestellt. Der rotierende Wellenleiter 8 erstreckt sich in die Heizkammer 4 in 23. In diesem Fall ist die Abdeckung 25 ähnlich einem Kasten zum Schutze des rotierenden Wellenleiters 8 ausgebildet.
Die Konstruktion der Ausführung reduziert effektiv den beanspruchten Platz unterhalb der Bodenfläche der Heizkammer 4, während das effektive Volumen der Heizkammer 4 in nachteiliger Weise herabgesetzt wird.
Fotosensoren 61, 62 als Formerfassungseinrichtung sind in der vorliegenden Ausführung installiert, so dass eine Form des Nahrungsmittels 6 dadurch erfasst werden kann, dass das Licht vom Licht emittierenden Teil 61 am Fotodetektorteil 62 empfangen wird.
Falls das Nahrungsmittel 6 dieselbe Temperatur wie der Teller 21 hat, kann der Temperatursensor 26 augenblicklich einen Bereich erfassen, wo sich das Nahrungsmittel 6 befindet. Jedoch machen es die von den Fotosensoren 61, 62 und dem Gewichtssensor 23 erhaltenen Daten möglich, den Bereich zu ermitteln, wo sich das Nahrungsmittel 6 befindet, bevor das Nahrungsmittel 6 erhitzt wird.
Da nur der Bereich, wo sich das Nahrungsmittel 6 befindet, lokal erhitzt werden kann, wird ein Erhitzen anderer Teile als des Nahrungsmittels 6 verhindert, wodurch Abfall vermieden und die Heizeffizienz verbessert wird.
Eine Einstelleinrichtung 63, die es dem Benutzer erlaubt, das Gerät manuell einzustellen, ist in der Ausführung vorgesehen.
Obwohl lokal zu erhitzende Abschnitte durch die eingegebenen Mengen in einigen Fällen einfach ermittelt werden können, werden die Richtung des rotierenden Wellenleiters 8, die Rotation des Drehtisches 1, die Ausgangsleistung des Magnetrons 2 etc. in den meisten Fällen in Abhängigkeit der Beurteilung durch eine Bereichsbeurteilungs- und Steuerungseinrichtung (nicht dargestellt) der Steuerungseinrichtung 19 zusammen mit den eingegebenen Mengen und Daten des Temperatursensors 26, der Fotosensoren 61, 62 und des Gewichtssensors 23 gesteuert.
24 zeigt den Aufbau eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes der Ausführung, nämlich ein Bedienpanel 64 in Form der zuvor erwähnten Einstelleinrichtung 63.
Bei Erwärmen von Milch drückt der Benutzer eine Milch-Taste 65 nach Anordnung der Milch in der Heizkammer 4 und drückt einen Start-Knopf 66. Die Steuerungseinrichtung 19 ermittelt, dass das Nahrungsmittel 6 in Abhängigkeit von einem Signal vom Bedienpanel 64 Milch ist, und ermittelt die Menge, die Zusammensetzung, den Ort und die Anfangstemperatur der Milch aus den Signalen von dem Gewichtssensor 23, den Fotosensoren 61, 62 und dem Temperatursensor 26, wodurch eine geeignete Position des Emissionsports 17 ermittelt wird. Die Steuerungseinrichtung 19 errechnet ferner, wie weit der Motor von der Referenzposition wegbewegt werden sollte, und treibt dann den Motor 18 an, um die Emission von elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2 zu starten.
Falls die Milch nahe dem Emissionsport angeordnet ist, wird gleichzeitig der Drehtisch 1 angehalten und der rotierende Wellenleiter 8 bewegt, um unmittelbar unterhalb der Milch zu heizen.
Falls sich die Milch weit weg vom Emissionsport 17 befindet (z.B. an der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf eine Welle 67 des Motors 22), werden sowohl der Drehtisch 1 als auch der rotierende Wellenleiter 8 in ein derartiges Positionsverhältnis gesteuert, dass unmittelbar unterhalb der Milch die Erhitzung stattfinden kann.
Wenn die Milch in der Mitte des Drehtisches 1 angeordnet ist, macht es andererseits keinen großen Unterschied, ob der Drehtisch 1 bewegt oder angehalten wird. Falls der rotierende Wellenleiter 8 gesteuert wird, um die elektromagnetischen Wellen auf die Mitte zu richten, wie in 25 gezeigt ist, wird die Milch natürlich unmittelbar von unten erhitzt.
Bei Anordnung von mehreren Tassen oder Flaschen mit Milch in der Heizkammer werden der Drehtisch 1 und der rotierende Wellenleiter 8 bewegt, um nacheinander unmittelbar von unten die mehreren Tassen oder Flaschen mit Milch zu erhitzen.
Falls im Falle von Milch die elektrischen Felder an der Bodenfläche konzentriert werden, wird nicht nur die Hitze natürlich aufgrund der Konvektion gut verteilt, sondern ist die Anpassung günstig, wodurch die Heizeffizienz verbessert wird.
Wenn es zum selben Ergebnis führt, ob der Drehtisch bewegt wird oder nicht, ist es besser, den Drehtisch nicht zu bewegen, um Energie zu sparen.
Die Erhitzung von Milch wird während eines von dem Gewichtssensor 23 und den Fotosensoren 61, 62 bestimmten Zeitraumes fortgesetzt, oder die Erhitzung wird beendet, wenn der Temperatursensor 26 feststellt, dass die Temperatur der Milch auf einen geeigneten Wert angestiegen ist.
Wenn der Drehtisch 1 oder der rotierende Wellenleiter 8 mehrfach wiederholt angetrieben und angehalten werden, kann der Betrieb des Gerätes instabil werden, weil sich die vom Magnetron 2 gesehene Impedanz während des Antriebszeitraumes des Drehtisches oder rotierenden Wellenleiters ändert. Deshalb wird die Oszillation des Magnetrons 2 angehalten oder die Heizleistung des Magnetrons 2 herabgesetzt, bevor der Drehtisch oder rotierende Wellenleiter gestartet wird. Falls der Drehtisch 1 oder rotierende Wellenleiter 8 angehalten wird, wird das Magnetron 2 Schwingungen ausgesetzt, um die Leistung zu erhöhen. Auf diese Weise wird der Betriebszustand des Magnetrons 2 stabilisiert und unnötiges Strahlungsrauschen vom Magnetron 2 unterdrückt.
Wenn ein kleines, festes Nahrungsmittel wie z.B. Kartoffeln o. dgl. zu erhitzen ist, falls die elektromagnetischen Wellen nur von unterhalb des Nahrungsmittels abgestrahlt werden, wird zufällig ein unterer Abschnitt des Nahrungsmittels aufgrund des Nichtvorhandenseins von Konvektion zu stark erhitzt. Zur Lösung dieses Problems werden die elektromagnetischen Wellen in einer Richtung abgestrahlt, wo das Nahrungsmittel 6 nicht vorhanden ist, wie in 26 gezeigt ist. In anderen Worten, die lokale Erhitzung wird vermieden, und das Nahrungsmittel wird durch die an den Wandflächen der Heizkammer 4 reflektierten elektromagnetischen Wellen erhitzt.
Nachfolgend wird nun beschrieben, wie viel Shaomais oder ein flaches Nahrungsmittel 6 wie z.B. eine Pizza erhitzt wird.
27 ist ein Kennliniendiagramm, wenn der herkömmliche Mikrowellenofen normal benutzt wird, in welchem eine Abszissenachse eine Erhitzungszeit t und eine Ordinatenachse eine Temperatur T des Nahrungsmittels 6 angibt.
Eine Durchschnittstemperatur Tout in einem Randabschnitt des Nahrungsmittels 6 und eine Durchschnittstemperatur Tin in einem mittleren Abschnitt des Nahrungsmittels 6 bilden keine präzisen Werte. Eine gewünschte Durchschnittstemperatur Tref nach Beendigung der Erhitzung ist auf 80°C gesetzt. Zu Beginn der Erhitzung steigt Tout schnell an, während Tin kaum ansteigt. Tout wird zu Tref nach Erhitzung während t1 und erreicht eine Sättigungstemperatur (Kochtemperatur) in t2. Falls die Erhitzung zu diesem Zeitpunkt angehalten wird, ist Tin zu niedrig. Unter diesen Umständen wird die Erhitzung für t3 fortgesetzt, um Tin auf einen akzeptablen Wert anzuheben, wenn das Erhitzen beendet wird. In diesem Fall wird der Randabschnitt des Nahrungsmittels 6 zu stark erhitzt (Tout > Tref), jedoch wird der mittlere Abschnitt nicht ausreichend erhitzt (Tin < Tref). Das Nahrungsmittel wird unzureichend gekocht.
Andererseits ist 28 ein Kennliniendiagramm der Ausführung. Die Wirkung der gleichmäßigen Erhitzung durch Änderung der Richtung des Emissionsports 17 einmal in der Mitte während der Erhitzung wird aus 28 bestätigt. Zu Beginn der Erhitzung ist die Ausrichtung des Emissionsports 17 dieselbe wie in 12 oder 25, um den mittleren Abschnitt des Nahrungsmittels 6 zunächst zu erhitzen. Bei t4 wird der Emissionsport 17 um 180° in dieselbe Richtung wie in 13 oder 26 gedreht. Deshalb steigt Tin schnell bis t4 an, während Tout nicht stetig ansteigt. Das Temperaturanstiegsgeschwindigkeitsverhältnis wird nach t4 umgedreht, d.h. Tout steigt schneller an als Tin. Wenn die Erhitzung bei t5 angehalten wird, werden der Randabschnitt und der mittlere Abschnitt des Nahrungsmittels korrekt in einem sehr guten Zustand erhitzt (Tout = Tin = Tref). Da ein überhitzter Abschnitt auf diese Weise der Erhitzung nicht erzeugt wird, ist ein Hitzeverlust gering, und die Erhitzung wird in einer kurzen Zeit beendet (t5 < t3).
29 ist ein Kennliniendiagramm, durch das erläutert wird, wie eine Schaltzeit für die Richtung des Emissionsports 17 in 28 ermittelt wird. Eine Abszissenachse stellt ein vom Gewichtssensor 23 erfasstes Gewicht m des Nahrungsmit tels 6 und eine Ordinatenachse die Zeit t dar. Je schwerer das Nahrungsmittel 6 ist, umso länger wird eine optimale Erhitzungszeit. Deshalb kann die Schaltzeit t4 des Emissionsports 17 als eine Funktion von m in der Steuerungseinrichtung 19 berechnet werden. Es ist überflüssig, darauf hinzuweisen, dass der Heizendzeitpunkt t5 ebenfalls in derselben Weise ermittelt werden kann.
Andere Schaltmethoden können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise wird in einer in 30 gezeigten achten Ausführung der vorliegenden Erfindung das Schaltzeitverhalten für den Emissionsport 17 mithilfe einer Rückkopplung durch die Temperatur des Nahrungsmittels 6 geregelt. Das Verfahren von 30 unterscheidet sich ein wenig von dem von 28. Die Temperatur des Nahrungsmittels 6 wird vom Temperatursensor 26 in Realzeit überwacht, und der Emissionsport 17 wird geschaltet, wenn Tin Tk erreicht (Tk ist ein in der Steuerungseinrichtung 19 ermittelter Wert und niedriger als Tref). Die Temperatur wird anschließend kontinuierlich überwacht. Die Erhitzung wird bei t6 beendet, wenn die Temperatur des Nahrungsmittels 6 tatsächlich Tref erreicht. Der Temperatursensor 26 misst die Temperatur des Nahrungsmittels 6, und deshalb ist das Verfahren von 30 genauer, als wenn die Temperatur aus dem Gewicht m abgeschätzt wird.
Das zuvor beschriebene Schalten ist nicht notwendigerweise auf einen Zeitpunkt beschränkt, und das Schalten zu mehreren Zeitpunkten wird bevorzugt, um ein Ansteigen der Temperaturdifferenz zu vermeiden. Wenn die Temperatur des Nahrungsmittels aktuell gemessen wird und falls im Nahrungsmittel ein Abschnitt mit niedriger Temperatur festgestellt wird, ist es geeignet, den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur sofort lokal zu erhitzen.
Um gleichmäßig jedes Nahrungsmittel 6 gleichzeitig ohne Ungleichmäßigkeiten in der Heizverteilung zu erhitzen, können Daten über den Schaltzeitpunkt für den Emissionsport 17 zusammen mit der optimalen Richtung des Emissionsports in Kombination mit der Rotation des Drehtisches 1 und der Oszillation des Magnetrons 2 etc. zuvor als Datenbank in einen Mikrocomputer der Steuerungseinrichtung 19 für jede Bedingung wie z.B. das Material, die Form, den Ort, die Temperatur des Nahrungsmittels 6 u. dgl, abgespeichert werden. Die diesen Gedanken übernehmende vorliegende Ausführung realisiert die Steuerung für die optimale Erhitzung, indem mithilfe der Steuerungseinrichtung 19 die durch das Bedienpanel 64 eingegebenen Inhalte und die Ausgangssignale von dem Temperatursensor 26, dem Gewichtssensor 23 und den Fotosensoren 61, 62 mit der Datenbank verglichen werden.
Die 31 bis 36 sind Kennliniendiagramme, wenn das Nahrungsmittel 6 in einem gefrorenen Zustand (–20°C) aufgetaut wird.
In 31 ist eine Temperaturkennlinie der dielektrischen Verluste εr·tanδ von Wasser gezeigt. Eine Abszissenachse bildet eine Temperatur T von Wasser, und eine Ordinatenachse bildet die dielektrischen Verluste εr·tanδ von Wasser. Das Wasser in einem gefrorenen Zustand (nicht höher als 0°C) besitzt geringe dielektrische Verluste, und das geschmolzene Wasser (nicht niedriger als 0°C) zeigt außergewöhnlich hohe dielektrische Verluste (die dielektrischen Verluste steigen plötzlich auf etwa das 1000-fache an). Zwischenzeitlich ist die pro Volumeneinheit durch die elektromagnetischen Wellen absorbierte Elektrizität proportional zu den dielektrischen Verlusten εr·tanδ, wie durch die Gleichung (1) zum Ausdruck kommt. Deshalb kann ein geschmolzener Abschnitt des Nahrungsmittels die elektromagnetischen Wellen ganz leicht absorbieren, was zu einer erhöhten Temperaturdifferenz im Nahrungsmittel in Abhängigkeit vom Fortgang der Erhitzung führt. D.h., die Erhitzung durch elektromagnetische Wellen unter Fortsetzung mit derselben Hitzeverteilung, als wenn das Nahrungsmittel teilweise geschmolzen ist, verursacht stets die Ungleichmäßigkeit in der Temperatur.
Somit besteht Bedarf an einer empfindlichen Regelung.
Zum Auftauen von gefrorenem Fleisch oder Fisch wird nach Einbringen des Nahrungsmittels 6 in die Heizkammer 4 eine in 24 gezeigte Auftau-Taste 68 nach der Start-Taste 66 gedrückt. Die Steuerungseinrichtung 19 stellt aufgrund des Signals vom Bedienpanel 64 fest, dass das Nahrungsmittel 6 gefroren ist, und ermittelt verschiedene Arten von Daten des Nahrungsmittels wie z.B. die Menge, die Form, die gesetzte Position, die Anfangstemperatur etc. aus Signalen von dem Gewichtssensor 23 und den Fotosensoren 61, 62, wodurch eine geeignete Umdrehungszahl des rotierenden Wellenleiters 8 ermittelt wird. Der Motor 18 wird folglich angetrieben, und das Magnetron 2 wird gestartet, um die elektromagnetischen Wellen fast simultan abzustrahlen. Gleichzeitig wird der Drehtisch 1 zusammen mit dem rotierenden Wellenleiter 8 gedreht, um eine teilweise Konzentration der elektrischen Felder so weit wie möglich zu vermeiden.
Falls die zuvor erwähnte Temperaturdifferenz entsteht, wird der rotierende Wellenleiter 8 wiederholt derart gesteuert, dass z.B. der Emissionsport 17 ausgerichtet und angehalten wird, um zur lokalen Erhitzung des Abschnittes mit der niedrigen Temperatur des Nahrungsmittels zu diesem Abschnitt mit der niedrigen Temperatur zu zeigen. Obwohl hier nicht dargestellt, weist die Steuerungseinrichtung 19 eine kontinuierlich arbeitende Steuerungseinrichtung für eine kontinuierliche Rotation des Motors, eine intermittierend arbeitende Steuerungseinrichtung für einen intermittierenden Betrieb des Motors und eine Schaltsteuerungseinrichtung zum Schalten der kontinuierlich arbeitenden Steuerungseinrichtung und der intermittierend arbeitenden Steuerungseinrichtung auf. Deshalb kann der rotierende Wellenleiter 8 leicht gesteuert werden.
Zwischenzeitlich steigt die Temperatur plötzlich an, wenn die Temperatur eines Teils des Nahrungsmittels 0°C überschreitet, was unwahrscheinlich sogar durch gleichmäßige Erhitzung des Abschnittes mit der niedrigen Temperatur zu berücksichtigen ist.
Als Gegenmaßnahme hierzu wird der rotierende Wellenleiter 8 in Verbindung mit der Steuerung der Ausgangsleistung des Magnetrons 2 gesteuert, wovon ein Beispiel nachfolgend erörtert wird.
Die 32 und 33 sind Kennliniendiagramme des herkömmlichen Mikrowellenofens.
32 ist ein Kennliniendiagramm betreffend eine Änderung der Heizleistung durch das Magnetron 2 beim Auftauen des gefrorenen Nahrungsmittels 6, wobei eine Abszissenachse die Zeit t und eine Ordinatenachse eine Ausgangsleistung P zeigt. Eine hohe Heizleistung wird kontinuierlich während t7 am Anfang der Erhitzung erzeugt. Die Ausgangsleistung wird für einen nachfolgenden Zeitraum t8 abgesenkt, und außerdem wird das intermittierende Heizen ausgeführt. Ein Verhältnis zwischen Anhalten und Fortsetzen der Erhitzung beim intermittierenden Erhitzen wird während des letzten Zeitraums t9 verändert, um eine durchschnittliche Ausgangsleistung herabzusetzen. Kurz gefasst, wird die Ausgangsleistung in 32 allmählich herabgesetzt. Da der Temperaturanstieg nach der Erhitzung durch die elektromagnetischen Wellen durch Herabsetzung der Ausgangsleistung reduziert und ein Verhältnis des Temperaturanstiegs aufgrund der thermischen Übertragung innerhalb des Nahrungsmittels 6 und einer Temperaturdifferenz zwischen dem Nahrungsmittel 6 und einer Umgebung in der Heizkammer 4 erhöht wird, wird die Temperaturungleichverteilung ein wenig verbessert.
33 ist ein Kennliniendiagramm, das erläutert, wie t7 – t9 von 32 ermittelt wird, in welchem eine Abszissenachse das Gewicht m und eine Ordinatenachse die Zeit t angibt. Die Schaltzeit für die Ausgangsleistung vom Magnetron 2 wird nur durch den vom Gewichtssensor 23 erfassten Wert m unabhängig davon ermittelt, wie das Nahrungsmittel 6 vor seiner Erhitzung gelagert wird. Falls z.B. die gespeicherte Temperatur des Nahrungsmittels vor seiner Erhitzung etwas hoch ist, wird ein Teil des Nahrungsmittels möglicherweise geschmolzen und vor t7 gekocht. In der Praxis sollte deshalb die Schaltzeit auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Temperatursensor 26 korrigiert werden. Da nichtsdestotrotz die Erhitzung mit der konstanten Heizverteilung sogar durch die zuvor erwähnte Korrektur unverändert gehalten wird, kann die Temperaturungleichverteilung perfekt gelöst werden.
Die 34 bis 36 sind Kennliniendiagramme des Hochfrequenzheizgerätes der Ausführung.
34 ist ein Temperaturkennliniendiagramm, wenn der Emissionsport 17 an einer Position angehalten wird, um den Abschnitt des aufzutauenden Nahrungsmittels 6 mit der niedrigen Temperatur zu erhitzen, nachdem der rotierende Wellenleiter 8 mithilfe der kontinuierlich arbeitenden Steuerungseinrichtung konstant gedreht worden ist, welche bei der Hälfte von der Schaltsteuerungseinrichtung auf die intermittierend arbeitende Steuerungseinrichtung umgeschaltet wird. Eine Abszissenachse gibt die Zeit t und eine Ordinatenachse die Temperatur T an. Anfänglich werden der rotierende Wellenleiter 8 und der Drehtisch 1 jeweils mit konstanter Geschwindigkeit gedreht, wodurch das Heizen beginnt. Die eingestellte Temperatur Tk, auf die in 30 Bezug genommen wird, ist auf 0°C eingestellt. Das Heizen wird bei t10 gestoppt, wenn eine Temperatur eines Abschnittes THI mit hoher Temperatur Tk erreicht. Gleichzeitig werden der Emissionsport 17 und der Drehtisch 1 in einem Zustand, den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur zu erhitzen, angehalten oder in einem Zustand in der Nähe zu dem zuvor erläuterten Zustand abgebremst. Die elektromagnetischen Wellen werden während ts danach nicht abgestrahlt oder weitestgehend reduziert, um zu warten, bis eine Temperatur des Abschnittes TLow mit der niedrigen Temperatur auf ein Maß angehoben wird. Nach t11 wird die Heizausgangsleistung wieder angehoben.
Der erhitzte Abschnitt ist der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur durch den Emissionsport 17 und den Drehtisch 1 in diesem Fall, und TLow steigt schneller an, um eine Anpassung an den THI zu ermöglichen. Das Heizen wird bei t12 gestoppt, wenn THI ≈ TLow ≈ Tref ist. Aufgrund der Effekte in dieser Weise des Heizens, wonach die Temperatur im Wartezeitraum ts gemittelt und die Heizverteilung geschaltet wird, wird das Nahrungsmittel ohne Entstehung einer Verteilungsungleichmäßigkeit gut aufgetaut.
35 ist ein Kennliniendiagramm, das erläutert, wie ts oder t11 und t12 in 34 ermittelt werden, wobei eine Abszissenachse das Gewicht m und eine Ordinatenachse die Zeit t zeigt. In 35 werden ts, t11 und t12 als eine Funktion des vom Gewichtssensor 23 erfassten Gewichts m des Nahrungsmittels 6 ermittelt. Es ist überflüssig, darauf hinzuweisen, dass jedoch die Faktoren ts, t11 und t12 durch Korrektur der Ausgangssignale vom Temperatursensor 26 ermittelt werden können, wodurch das Heizen genauer vergleichmäßigt wird.
36 ist ein Kennliniendiagramm betreffend eine Änderung der Heizausgangsleistung des Magnetrons 2 beim Auftauen des gefrorenen Nahrungsmittels 6 in den 34 und 35, wobei eine Abszissenachse die Zeit t und eine Ordinatenachse die Ausgangsleistung P angibt. Das Heizen wird kontinuierlich mit einer hohen Leistung während t10 im Anfangsschritt ausgeführt, anschließend wird die Ausgangsleistung während ts unterbrochen. Schließlich wird die Ausgangsleistung bis t12 abgesenkt, während das Heizen auf intermittierendes Heizen umgeschaltet wird, um die durchschnittliche Ausgangsleistung herabzusetzen.
In der Ausführung wird der rotierende Wellenleiter 8 angetrieben, wenn das Heizen durch die elektromagnetischen Wellen angehalten oder weitestgehend reduziert wird. Im Vergleich zu dem Fall, wo die elektromagnetischen Wellen vom Rührer oder rotierenden Wellenleiter stets mit konstanter Rotation wie im Stand der Technik gerührt werden, ist die Ausführung wirksam, um den unnötigen Strahlungs- oder Temperaturanstieg des Magnetrons 2 zu beschränken.
Wenn außerdem die Emission der elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 instabil ist, z.B. sofort nachdem das Magnetron 2 ausgeschaltet oder während der rotierende Wellenleiter 8 geschaltet wird, werden die Ausgangssignale von den verschiedenen Sensoren nicht eingegeben, um die Einflüsse durch Hochfrequenzrauschen zu vermeiden. Somit kann eine genauere Steuerung erwartet werden.
Der lokal erhitzte Abschnitt ist in Abhängigkeit vom Betrieb in der Steuerungseinrichtung 19 auf der Grundlage der vom Benutzer eingestellten Eingabe oder der Ausgabesignale von den verschiedenen Sensoren steuerbar.
Beispielsweise kann das Schaltzeitverhalten für den lokal erhitzten Abschnitt durch die maximale Temperatur für jedes Menü, eine Differenz zwischen den Maximal- und Minimaltemperaturen oder entsprechende Änderungsraten der Temperaturen gegenüber einer Zeit etc. ermittelt werden.
Inzwischen sollten weitere Gedanken in Betracht gezogen werden, wenn mehrere Nahrungsmittel 6 gleichzeitig zu kochen sind.
Im Falle einer Mischung aus einem zu erhitzenden Nahrungsmittel und einem nicht zu erhitzenden Nahrungsmittel wie z.B. frisches Gemüse sollte nur das zu erhitzende Nahrungsmittel einer lokalen Erhitzung unterworfen werden.
Für eine solche lokale Erhitzung, wie zuvor beschrieben, kann eingestellt werden, welche Zone zu erhitzen ist, indem bestimmt wird, wo das Nahrungsmittel anzuordnen ist. Falls das Gerät einen Sensor zur Erfassung der Beschaffenheit des Nahrungsmittels oder der Art und Weise, wie das Nahrungsmittel zu kochen ist, besitzt, kann alternativ die Heizzone automatisch bestimmt werden.
Die 37 bis 39 betreffen eine neunte Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Gerät der vorliegenden Erfindung besitzt keinen Drehtisch, sondern einen festen Tisch 20 und steuert den rotierenden Wellenleiter 8 in zwei Dimensionen.
Der rotierende Wellenleiter 8 wird vom Motor 18 in Rotation um seine Achse sowie um eine Geräteachse versetzt. Insbesondere überträgt ein Zahnrad 70, das sich mit einer ersten Drehwelle 69 des Motors 18 in drehfester Verbindung befindet, ein Drehmoment auf ein Zahnrad 71 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1, wodurch eine zweite Drehwelle 72 gedreht wird, um den rotierenden Wellenleiter 8 unter derselben Drehgeschwindigkeit wie der Motor 18 in Rotation zu versetzen. Ein Zahnrad 73, das sich mit der ersten Drehwelle 69 in drehfester Verbindung befindet, überträgt das Drehmoment auf ein Zahnrad 75 über ein Zahnrad 74 mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:10, so dass sich die zweite Drehwelle 72 um die erste Drehwelle 69 dreht, um den rotierenden Wellenleiter 8 mit 1/10 der Drehgeschwindigkeit des Motors 18 in Rotation um die Geräteachse zu versetzen. Folglich rotiert der rotierende Wellenleiter 8 zehnmal um seine eigene Achse während einer Drehbewegung um die Geräteachse.
Der Nocken 37, der sich in drehfester Verbindung mit der ersten Drehwelle 69 befindet, ist ausgebildet, um den Schalter 38 einmal während eines Zyklus zu betätigen, um zur Steuerung des erhitzten Abschnittes die Richtung der elektromagnetischen Wellen 42 zu ändern. Die Anzahl der Zeitpunkte, an denen der Schalter 38 gedrückt wird, oder der Antriebszeitraum nach Drücken des Schalters 38 bestimmt die Position des Emissionsports 17, um dadurch die Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen zu steuern. Bei Verwendung eines Schrittmotors als Motor 18 wird die Emissionsrichtung durch die Anzahl der Antriebsimpulse nach Drücken des Schalters 38 genauer positionsgesteuert. In diesem Fall wird die Richtung der elektromagnetischen Wellen durch den Nocken 37 und den Schalter 38 eingestellt oder erfasst.
Das Bedienpanel 64 ist mit einer ersten Betriebstaste 76 zur Einstellung der Art des Nahrungsmittels 6, der Menge der Heizausgangsleistung, des Heizzeitraumes, der Art des Heizens etc. und einer zweiten Betriebstaste, nämlich einer Start-Taste 66 zum Starten des Heizens ausgerüstet.
Die Steuerungseinrichtung 19 aktiviert den Motor 18 in Reaktion auf eine Eingabe durch die erste Betriebstaste 76, wodurch der rotierende Wellenleiter 8 auf eine geeignete Position auf der Grundlage eines Ausgangssignals vom Schalter 38 gesteuert wird. Bei Betätigung der Start-Taste 66 werden die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 abgestrahlt. Bei fortgeschrittener Erhitzung treibt die Steuerungseinrichtung 19 den Motor 18 notwendigenfalls auf der Grundlage der durch die erste Betriebstaste 76 eingegebenen Werte oder der Daten der Heizverteilung des Nahrungsmittels 6 vom Temperatursensor 26, um die Emissionsrichtung der elektromagnetischen Wellen vom Emissionsport 17 zu steuern oder die Ausgangsleistung des Magnetrons 2 zu ändern, so dass die Heizungleichmäßigkeiten beseitigt werden.
In der Ausführung arbeitet der Tisch 20, auf dem das Nahrungsmittel 6 liegt, ebenfalls als den rotierenden Wellenleiter 8 abdeckender Schutz, und deshalb handelt es sich bei dem Tisch 20 um eine Trennplatte, die aus dielektrischem Material mit geringen dielektrischen Verlusten besteht, welches elektromagnetische Wellen kaum absorbiert.
38 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' von 37. Eine Nut 77, in der sich der Kopplungsteil 7 des rotierenden Wellenleiters 8 bewegen kann, ist auf der Bodenfläche der Heizkammer 4 ausgebildet, und eine Nut 78, in der sich die zweite Drehwelle 72 bewegen kann, ist auf der Bodenfläche des Wellenleiters 3 ausgebildet. Der Motor 18 kehrt an beiden Endflächen 79, 80 der Nuten seine Bewegungsrichtung um. Ein Umkehrzeitpunkt wird durch einen Anschlag oder die Anzahl der Zeitpunkte für die Betätigung des Schalters 38 bestimmt.
39 ist ein Kennliniendiagramm für eine Richtungsänderung der elektromagnetischen Wellen 42 durch den rotierenden Wellenleiter 8 von 38. Das Diagramm erhält man durch Umwandlung der Richtungsänderung in eine Bewegung eines Punktes 81 des Emissionsports 17. Die Bodenfläche der Heizkammer 4 wird durch xy-Koordinaten repräsentiert. (0,0) in den xy-Koordinaten bildet die Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4. Unter der Annahme, dass beispielsweise ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Drehwellen 69 und 72, d.h. ein Radius der Umlaufbewegung des rotierenden Wellenleiters 8 um die Welle 69 70 mm, ein Abstand von der Mitte der zweiten Drehwelle 72 vom Punkt 81, d.h. ein Radius der Rotation des Motors um die Welle 72 60 mm und ein Rotationszyklus 1/10 eines Umlaufbewegungszyklus beträgt, werden die Koordinaten des Punktes 81 durch die Gleichungen (2) und (3) ausgedrückt, und der Punkt 81 führt eine spiralförmige Bewegung (zykloid) aus, wie in 39 gezeigt ist: x = 70cosθ + 60cos(10θ) (2) y = 70sinθ + 60sin(10θ) (3)worin θ ein Winkel der Umlaufbewegung ist. Während der Motor 18 ausgebildet ist, seine Antriebs- bzw. Bewegungsrichtung umzukehren, wenn er eine der beiden Endflächen 79 und 80 erreicht, wie zuvor beschrieben, wird dies in 39 vernachlässigt.
Die 40 bis 42 zeigen eine zehnte Ausführung der vorliegenden Erfindung als eine Verbesserung der neunten Ausführung.
Der rotierende Wellenleiter gemäß der zehnten Ausführung besteht aus zwei Teilen. Ein Rotationsverhältnis der beiden Teile des rotierenden Wellenleiters wird durch ein Untersetzungsverhältnis von Zahnrädern während der Rotation und der Umlaufbewegung des rotierenden Wellenleiters festgelegt.
Die Struktur des Gerätes wird anhand von 40 und von 41, die einen wesentlichen Teil von 40 zeigt, erläutert.
Ein Zahnrad 82, das sich in drehfester Verbindung mit der ersten Drehwelle befindet, wird durch den Motor 18 in Rotation versetzt, und ein Zahnrad 83 wird durch das Zahnrad 82 (um seine eigene Achse) in Drehung versetzt. Ein Zahnrad 84 ist einstückig mit dem Zahnrad 83 ausgebildet und führt deshalb dieselbe Bewegung wie das Zahnrad 83 aus. Während der gemeinsamen Rotation der Zahnräder 84 und 83 um die zweite Drehwelle 72 führen die Zahnräder 84, 83 und die zweite Drehwelle 72 eine Umlaufbewegung um das Zahnrad 82 durch das Zahnrad 85 aus.
Ein Kopplungsteil 87 eines ersten rotierenden Wellenleiters 86 ist am Umfang der ersten Drehwelle 69 vorgesehen, wobei ein Kopplungsteil 89 eines zweiten rotierenden Wellenleiters 88 innerhalb der zweiten Drehwelle 72 angeordnet ist. Deshalb werden die vom Magnetron 2 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen nacheinander aus dem Wellenleiter 3, dem Kopplungsteil 87, dem ersten rotierenden Wellenleiter 86 und dem Kopplungsteil 89 an den zweiten rotierenden Wellenleiter 88 übertragen. Die Ausführung hat den Vorteil, dass die Abstände zwischen dem Magnetron 2 und dem Kopplungsteil 87 und zwischen dem Kopplungsteil 87 und dem Kopplungsteil 89 unabhängig von der Rotation der rotierenden Wellenleiter stets konstant gehalten werden.
Folglich breiten sich die elektromagnetischen Wellen über eine konstante Entfernung aus, was die Anpassung erleichtert und die Heizeffizienz erhöht.
Für eine Positionierung der rotierenden Wellenleiter in der Ausführung wird ein Anschlag 90 verwendet. Eine Referenzposition wird dadurch bestimmt, dass das Zahnrad 84 in Anlage an den Anschlag 90 gelangt.
Bei Verwendung eines Schrittmotors ist es einfach, den Motor in eine Sollposition zu verbringen, falls der Motor nach Verbringung in die Referenzposition wieder gestartet wird.
In anderen Worten, eine ausreichend große Anzahl von Impulsen wird eingegeben, um den Motor in die Referenzposition zu verbringen, und anschließend sollte eine geforderte Anzahl von Impulsen eingegeben werden.
Wenn der Rotationszyklus auf 1/6 des Umlaufbewegungszyklus durch die Untersetzungsverhältnisse festgesetzt wird, ziehen die rotierenden Wellenleiter eine Ortskurve, wie in 42 gezeigt ist.
Die 43 und 44 sind Schnittansichten eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer elften Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Gerät weist als Antriebsteil den Motor 18 mit einer Drehwelle 91 unterhalb des Wellenleiters 3, ein Halteteil 92, eine Antriebswelle 93 und ein Befestigungselement 94 auf. Bei Rotation der Drehwelle 91, die einen rechteckigen Querschnitt hat, dreht sich die Antriebswelle 93, die eine rechteckige Öffnung besitzt, welche in vertikaler Richtung beweglich in die Drehwelle 91 gesteckt ist. Da eine männliche Schraube 95 außerhalb der Antriebswelle 93 und eine weibliche Schraube 96 innerhalb des Halteteils 92 vorgesehen sind, bewegt sich die Antriebswelle 93 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors 18 nach oben oder nach unten. Deshalb kann die Richtung der elektromagnetischen Wellen 42 vom Emissionsport 17 des rotierenden Wellenleiters 8 nicht nur in Umfangsrichtung des Motors 18 durch Rotation des Motors, sondern auch in vertikaler Richtung durch die Bewegung der Antriebswelle 93 gesteuert werden. 43 zeigt einen Zustand, in dem die Antriebswelle 93 angehoben ist, und 44 zeigt einen abgesenkten Zustand.
Eine Kombination der Bewegungen des rotierenden Wellenleiters 8 in Drehrichtung und vertikaler Richtung wird in der zuvor erläuterten elften Ausführung verwendet. Der rotierende Wellenleiter 8 kann natürlich in zweidimensionaler Richtung oder auf andere Weise in dreidimensionaler Richtung z.B. durch eine Kombination des Betriebes des Drehtisches 1 und der spiralförmigen Bewegung des rotierenden Wellenleiters, wie nachfolgend erläutert wird, gesteuert werden.
Eine zwölfte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der 45 und 46 beschrieben. 45 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes der Ausführung zeigt, und 46 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils des Gerätes.
Gemäß der zwölften Ausführung ist eine Einrichtung zur Veränderung der Öffnungsposition als lokale Erhitzungseinrichtung vorgesehen und wird ein Drehtisch nicht verwendet. In 45 erhitzen die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 über den Wellenleiter 3 das Nahrungsmittel 6 auf dem innerhalb der Heizkammer 4 angeordneten Teller 21. Eine Position eines Öffnungsteils, das den Wellenleiter 3 mit der Heizkammer 4 zur Führung der elektromagnetischen Wellen verbindet, wird von einer ersten Abschirmplatte 97 und einer zweiten Abschirmplatte 98 bestimmt. D.h., eine Kombination eines genuteten Teils 99 in der ersten Abschirmplatte 97 und ein genutetes Teil 100 in der zweiten Abschirmplatte 98 bestimmt die Position des Öffnungsteils.
Die erste Abschirmplatte 97 wird um eine Welle 102 durch die Rotation eines ersten Schrittmotors 101 gedreht, bei welchem es sich um die Öffnungsposition zur Veränderungseinrichtung handelt. Der erste Schrittmotor 101 dreht eine erste Drehwelle 103, wodurch ein erstes Zahnrad 104 der ersten Drehwelle 103 in Drehung versetzt wird. Ein am Rand der ersten Abschirmplatte 97 ausgebildetes Zahnrad rotiert zusammen mit der Rotation des ersten Zahnrades 104. Ein zweiter Schrittmotor 105 dreht eine zweite Drehwelle 106, und folglich wird ein zweites Zahnrad 107 der zweiten Drehwelle 106 in Rotation versetzt. Ein Zahnrad am Rand der zweiten Abschirmplatte 98 wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Rotation des zweiten Zahnrades 107 in Rotation versetzt.
46 ist eine vergrößerte Ansicht der Abschirmplatte, wobei konkret 46(a) die erste Abschirmplatte 97 und 46(b) die zweite Abschirmplatte 98 zeigt. Beide Abschirmplatten sind kreisförmig, wie 46 zu entnehmen ist. Der genutete Teil 99 ist in radialer Richtung der ersten Abschirmplatte 97 ausgebildet, und der genutete Teil 100 läuft spiralförmig von der Mitte zum Umfang der zweiten Abschirmplatte 98. Die beiden Abschirmplatten sind übereinander angeordnet, so dass der Öffnungsteil an einer wahlweisen Stelle innerhalb des Kreises der Abschirmplatten ausgebildet werden kann. In anderen Worten, eine optionale Stelle im gesamten Bereich innerhalb der Heizkammer 4 kann als Öffnungsteil verwendet werden, durch das die elektromagnetischen Wellen für die lokale Erhitzung austreten. Falls ferner die Abschirmplatten 97 und 98 unter unterschiedlichen Zyklen rotieren, ändert der Öffnungsteil nacheinander seine Position in der Heizkammer 4, so dass der gesamte Bereich gleichmäßig erhitzt werden kann.
Die Steuerungseinrichtung 19 treibt die Abschirmplatten 97, 98 mit unterschiedlichen Zyklen am Anfang an, wenn die Erhitzung gestartet wird, d.h., eine gleichmäßige Erhitzung wird ausgeführt. Die Steuerungseinrichtung 19 sondert den Abschnitt des Nahrungsmittels 6 mit der niedrigen Temperatur auf der Grundlage der vom Temperatursensor 26 erfassten Temperaturverteilung aus, wodurch die Winkel der beiden Abschirmplatten 97, 98 gesteuert werden, um den Öffnungsteil unterhalb des Abschnittes mit der niedrigen Temperatur zu positionieren. Die gleichmäßige Erhitzung für das gesamte Nahrungsmittel 6 ohne den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur wird durch Wiederholung der zuvor beschriebenen Steuerung realisiert.
Trotz Verwendung von zwei Motoren für den Antrieb der zwei Abschirmplatten in der zuvor erwähnten Ausführung ist es möglich, die Untersetzungsverhältnisse durch einen Motor zu ändern, wodurch effektiv die Zuverlässigkeit unter Redukti on der antreibenden Teile verbessert werden kann. Außerdem können die Abschirmplatten nicht drehbar, sondern linear angetrieben werden, oder viele Öffnungsteile können mit Abschirmplatten entsprechend ausgebildet und ausgerüstet sein.
Bei den zuvor beschriebenen ersten bis zwölften Ausführungen ist der Emissionsport oder die Öffnung, die den Ort bildet, durch den die elektromagnetischen Wellen durch die lokale Heizeinrichtung emittiert werden, an der Bodenfläche der Heizkammer 4 angeordnet. Denn es ist wirksam, die elektromagnetischen Wellen so dicht wie möglich an einem Abschnitt des Nahrungsmittels abzustrahlen und zu konzentrieren, um den Abschnitt lokal zu erhitzen. Jedoch ist die Position des Emissionsports oder der Öffnung nicht auf die Bodenfläche gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt, und der Emissionsport oder die Öffnung kann auf einer Oberseite oder einer Seitenfläche ebenfalls ausgebildet sein. Im Falle der Ausbildung der Öffnung auf der Oberseite wird entweder das Nahrungsmittel oder die Oberseite in vertikaler Richtung bewegt, so dass das Nahrungsmittel und die Oberseite dicht aneinander gelangen, um eine effektivere Steuerung der Erhitzung durchzuführen. Eine konzentriertere lokale Erhitzung wird auf diese Weise wegen des Nichtvorhandenseins eines Tellers oder Tisches zwischen der Öffnung und dem Nahrungsmittel erzielt. Bei Ausbildung der Öffnung an der Seitenfläche wird das Nahrungsmittel zu einer Seitenfläche an der Seite des rotierenden Wellenleiters bewegt oder wird die Seitenfläche zum Nahrungsmittel hin bewegt, so dass das Nahrungsmittel und die Seitenfläche an der Seite des rotierenden Wellenleiters dicht aneinander liegen, wodurch eine Steuerung in vertikaler Richtung und eine lokale Erhitzung des hoch liegenden Nahrungsmittels möglich wird. Alternativ können die Emissionsports oder Öffnungen an zwei oder mehreren der Boden- und Seitenflächen der Heizkammer vorgesehen sein, um die Heizverteilung variabel zu steuern. Diese Steuerung ist für großvolumige Nahrungsmittel nützlich.
Schließlich sollte für eine lokale Erhitzung der Emissionsport oder die Öffnung in einen Zustand dicht am Nahrungsmittel angetrieben werden.
Falls bei den ersten bis zwölften Ausführungen die Temperaturverteilungserfassungseinrichtung aus einem Infraroterfassungselement besteht, um die zweidi mensionale Temperaturverteilung zu erfassen, ist die Erfassungseinrichtung preiswert und kann das Ausgangssignal des Infraroterfassungselementes einfach eingestellt werden. Jedoch beschränkt der Betrieb des einen Infraroterfassungselementes nicht die vorliegende Erfindung. Beispielsweise können mehrere Infraroterfassungselemente in zwei Dimensionen zur Erfassung der Temperaturverteilung angeordnet sein, wodurch die Zuverlässigkeit wegen der Vermeidung von Antriebsteilen effektiv verbessert und eine sofortige Erfassung der Temperaturverteilung realisiert werden kann. Außerdem können mehrere Infraroterfassungselemente zur Erfassung einer linearen Temperaturverteilung linear angeordnet sein, was wiederum mit der Rotation des Drehtisches kombiniert wird, um dadurch eine zweidimensionale Temperaturverteilung zu erfassen. Auf andere Weise können mehrere linear angeordnete Infraroterfassungselemente hin- und herbewegt werden, um die zweidimensionale Temperaturverteilung zu erfassen. Denselben Effekt erhält man in jedem Verfahren.
Obwohl sich ein Wellenleiter vom Magnetron zum Emissionsteil erstreckt, kann der Wellenleiter in viele Richtungen divergierend angeordnet sein, und jeder ist mit dem Emissionsteil versehen. Eine empfindlicher gesteuerte lokale Erhitzung wird durch Schalten der Emissionsteile realisiert.
Eine Koaxialleitung kann anstelle des Wellenleiters verwendet werden.
Außerdem kann eine Halbleiteroszillationsvorrichtung anstelle des Magnetrons verwendet werden.
Eine 13. Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand der 47 bis 51 erläutert. 57 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes der 13. Ausführung zeigt. 48 ist eine Ansicht, die einen Erfassungszustand einer Einrichtung zur Erfassung einer physikalischen Menge in der Ausführung zeigt, und 49 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils der Einrichtung zur Erfassung der physikalischen Menge. 50 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Steuerungsbetriebes in der Ausführung. 51 ist ein Diagramm mit einem Temperaturänderungskennlinienfeld in der Ausführung.
Der Drehtisch 1 wird mit einem konstanten Zyklus vom Motor 22 als Rotiereinrichtung in Rotation versetzt. Ein Drehmittelpunkt des Motors 22 befindet sich etwa in der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4, während ein Drehmittelpunkt des Motors 18 gegenüber der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4 versetzt angeordnet ist, und zwar etwa in der Mitte des Zentrums und an einem Rand der Bodenfläche der Heizkammer. Wegen dieses Positionsverhältnisses kann der erhitzte Abschnitt des Nahrungsmittels in der radialen Richtung des Drehtisches 1 durch den rotierenden Wellenleiter 8 verändert werden. D.h., eine wahlweise Stelle auf dem Teller 21 kann in Verbindung mit der Rotation des Drehtisches 1 erhitzt werden.
Der Temperatursensor 26 ist mit der Öffnung 29 versehen, um einen optischen Pfad an der Oberseite der Heizkammer 4 zu gewährleisten. In der Nachbarschaft zur Öffnung 29 angeordnet ist eine Klappenstruktur 108, die einen Austritt der elektromagnetischen Wellen aus der Heizkammer 4 heraus verhindert.
Der Temperatursensor 26 wird nachfolgend detaillierter beschrieben. 48 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B' von 47. Die Öffnung 29 ist an einer Deckenfläche oder Oberseite 109 der Heizkammer 4 ausgebildet. Die Klappenstruktur besteht aus zwei Metallblechen 110a und 110b. Bei dem den optischen Pfad bildenden Metallblech 110a handelt es sich um ein zylindrisches Metallteil, das sich an der Oberseite 109 aufspreizt und sich in fester Verbindung mit der Oberseite 109 befindet. Das Metallblech 110b bildet ein kastenförmiges Teil mit einem kleinen Loch 111 und befindet sich in fester Verbindung mit der Oberseite 109. Die Infrarotstrahlen von der Heizkammer 4 werden durch das kleine Loch 111 aufgrund der Klappenstruktur nach außen geleitet, jedoch werden die elektromagnetischen Wellen in der Heizkammer 4 abgeschirmt und können kaum nach außen entweichen. Wenn eine Höhe L der Klappenstruktur auf λ/4 in 48, insbesondere etwa 30 mm, unter einer Frequenz von 2,45 GHz eingestellt ist, wird die Impedanz am kleinen Loch 111 unbestimmt, wodurch auf maximal effektive Weise die elektromagnetischen Wellen abgeschirmt werden.
Gemäß 48 erfasst ein pyroelektrisches Infraroterfassungselement 112 die eintretende Menge an Infrarotstrahlen und erzeugt somit ein Ausgangssignal, das mit einer Temperatur an einer Stelle in der Heizkammer 4 korreliert, bei wel chem es sich um ein Blickfeld handelt. Das Infraroterfassungselement 112 ist an der Innenseite eines fixierten Elementes 113 befestigt und erfasst die Temperatur in einem engen Bereich durch das reduzierte Blickfeld einer am fixierten Element 113 befestigten Linse 114. Bei der Linse 114 handelt es sich um eine Fresnel-Linse 114, die aus einem Infrarotstrahlen durchlassenden Material hergestellt ist. Ein Schrittmotor 115 versetzt ein kleines Zahnrad 117 und eine Blende 118 in Rotation um eine erste Drehwelle 116.
Die Blende 118 bildet einen Spalt, der rotiert, während sich der optische Pfad zum Infraroterfassungselement 112 öffnet und schließt. Das kleine Zahnrad 117 wird in Berührung mit einem großen Zahnrad 119 gehalten, an dem eine zweite Drehwelle 120 befestigt ist. Die zweite Drehwelle 120 ist in einer Aufnahme 121 drehbar gelagert. Elektronische Schaltungen (nicht dargestellt) wie z.B. eine Verstärkerschaltung u. dgl. zusätzlich zum Infraroterfassungselement 122 sind auf einer gedruckten Schaltkreisplatine 122 befestigt, um die zweite Drehwelle 120 einzustellen. Diese Teile sind in einem Metallgehäuse 124 untergebracht, das ein kleines Loch 123 an einer Stelle des optischen Pfades für die Infrarotstrahlen aufweist, mit einem Metalldeckel 125 abgedeckt wird und an der Blendenstruktur 110 mit Hilfe des Metalldeckels 125 befestigt ist.
In dem zuvor beschriebenen Aufbau versetzt der Schrittmotor 115 das Infraroterfassungselement 112 von vorne nach hinten gemäß 48 in Schwingungen und wird dadurch gleichzeitig der optische Pfad durch die Blende 118 geöffnet und geschlossen. Ein Oszillationszyklus des Infraroterfassungselementes 112 wird auf einen ganzzahligen Bruchteil eines Rotationszyklus des Motors 22 eingestellt, in anderen Worten, der Rotationszyklus des Motors 22 wird auf ein ganzzahliges Vielfaches des Rotationszyklus des Infraroterfassungselementes 112 eingestellt. Dementsprechend kann die Temperatur an derselben Position während jeder Umdrehung des Motors 22 erfasst werden.
Eine Position der Erfassung durch das Infraroterfassungselement 112 ist in 49 angegeben. Ein Feld der Erfassung durch das Infraroterfassungselement 112 ist durch einen schmalen Kreis und einer Ortslinie des Mittelpunktes des Erfassungsfeldes ist durch eine unterbrochene Linie angegeben. Im Beispiel von 49 wird der Temperaturerfassungspunkt fünfmal auf einem Weg der reziproken Oszillation des Infraroterfassungselementes 112 geändert. Die Erfassungsposition deckt wegen der Kombination aus Oszillation des Infraroterfassungselementes 112 und Rotation des Motors 22 den gesamten Teller 21 ab, und dementsprechend wird die Temperaturverteilung in zweidimensionaler Richtung erfasst. Da der Motor 22 mit dem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Oszillationszyklus des Infraroterfassungselementes 112 rotiert, kann eine Temperaturdifferenz gegenüber der Temperatur im vorangegangenen Zyklus während der Rotation des Drehtisches oder eine Temperaturänderung gegenüber der Anfangstemperatur an jeder Erfassungsposition erfasst werden.
Die Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 19 wird anhand von 50 erläutert. Die Steuerungseinrichtung 19 steuert den Motor 18 auf der Grundlage der von der Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26 erfassten Temperaturverteilung. Eine Extraktionseinrichtung 126 unterscheidet für jede Erfassungsposition, ob die erfasste Temperatur die Temperatur des Nahrungsmittels 6 oder des Tellers 21 oder einer Wandfläche der Heizkammer 4 angibt. Da zu Beginn der Erhitzung nicht bekannt ist, wie groß das Nahrungsmittel 6 ist oder wo das Nahrungsmittel 6 angeordnet ist etc., steuert zunächst eine Einrichtung 127 zur Steuerung einer gleichmäßigen Erhitzung den Motor 18. Die eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Einrichtung 127 versetzt den Motor 18 mit einem Zyklus kürzer als der Rotationszyklus des Motors 22 in Rotation, kehrt seine Antriebsrichtung um oder lässt den Motor 18 nach jeder halben Umdrehung in jeweils anderer Richtung laufen, treibt ihn zufällig an etc., so dass die elektromagnetischen Wellen in der Heizkammer 4 herumgerührt und gleichmäßig verteilt werden. Ob die erfasste Temperatur die Temperatur des Nahrungsmittels 6 angibt oder nicht, wird aufgrund des Temperaturanstieges an jeder Erfassungsposition differenziert, während der Motor 18 von der eine gleichmäßige Erhitzung steuernden Einrichtung 127 gesteuert wird.
51 ist ein Diagramm für eine Oberflächentemperaturänderung des Nahrungsmittels 6 und eine Temperaturänderung für andere Teile als das Nahrungsmittel 6 wie z.B. den Teller 21 o. dgl., wenn die eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Einrichtung 127 den Motor 18 steuert. Eine Abszissenachse zeigt die Zeit t nach Beginn der Erhitzung, und eine Ordinatenachse gibt eine Temperaturänderung ΔT seit dem Beginn der Erhitzung an. Insbesondere zeigt ein Bereich C, der durch geneigt verlaufende Linien gekennzeichnet ist, die Temperaturänderung von anderen Teilen als das Nahrungsmittel 6, und ein Bereich D zeigt die Temperaturänderung des Nahrungsmittels 6. Da der Teller 21 geringere dielektrische Verluste als das Nahrungsmittel 6 besitzt und kaum die elektromagnetischen Wellen absorbiert, steigt die Temperatur des Tellers 21 kaum an, wie 51 zu entnehmen ist. Dementsprechend können das Nahrungsmittel 6 und die anderen Teile als das Nahrungsmittel 6 klarer voneinander unterschieden werden. Eine Temperaturänderungseinrichtung 128 speichert z.B. Temperaturen entsprechend den Erfassungspositionen im ersten Zyklus der Rotation des Motors 22 vom Anfang der Erhitzung an ab und bewirkt die Temperaturdifferenz ΔT zwischen einer Temperatur an der Erfassungsposition t13 später und der Temperatur an derselben Position im ersten Zyklus. Eine Temperaturänderungsvergleichseinrichtung 129 stellt fest, dass es die Temperatur des Nahrungsmittels 6 ist, wenn die von der Einrichtung 128 bewirkte Temperaturdifferenz ΔT größer als ein vorbestimmter Sollwert ΔT1 ist, oder es der Teller 21 ist, falls die Temperaturdifferenz ΔT kleiner als der vorbestimmte Wert ΔT1 ist.
Nach Differenzierung durch die Extraktionseinrichtung 126, ob es sich um das Nahrungsmittel 6 oder den Teller 21 an jeder Erfassungsposition handelt, schaltet eine Heizmodusschalteinrichtung 130 von der eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 127 auf eine eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 um, um den Motor 18 zu steuern. Die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 hält den Motor 18 an einer geeigneten Position an, um dadurch auf einen Punkt zu regeln, wo sich die elektromagnetischen Wellen konzentrieren. Eine Niedrigtemperaturabschnittsextraktionseinrichtung 132 sondert einen Abschnitt mit niedriger Temperatur aus den Erfassungspositionen aus, welche von der Extraktionseinrichtung 126 als dem Nahrungsmittel 6 zugeordnet ermittelt wurden. Die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 steuert den Betrieb des Motors 18, so dass die elektromagnetischen Wellen auf den Abschnitt mit niedriger Temperatur abgestrahlt werden, der von der Extraktionseinrichtung 132 ausgesondert wurde. Wenn die elektromagnetischen Wellen auf den Abschnitt des Nahrungsmittels 6 mit der niedrigen Temperatur durch Wirkung der eine lokale Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 131 zur Beseitigung des Abschnittes mit der niedrigen Temperatur abgestrahlt werden und falls das gesamte Nahrungsmittel 6 eine gleichmäßige Temperatur erhält, wird der Motor 18 wieder von der eine gleichmäßige Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 127 gesteuert.
Die Extraktionseinrichtung 132 für den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur speichert als Heizposition eine Position mit der niedrigsten erfassten Temperatur unter den Erfassungspositionen, die von der Extraktionseinrichtung 126 als zum Nahrungsmittel 6 zugehörig festgestellt werden, und zwar während einer Hin- und Herbewegung des Infraroterfassungselementes. Während die reziproke Oszillation des Infraroterfassungselementes 112 während einer Rotation des Motors 22 wiederholt wird, werden die erfassten Heizpositionen sämtlich während der Oszillation abgespeichert. Bei Rotation des Motors 22 wird ein Winkel des Motors 18 durch die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 zur abgespeicherten Heizposition hin in der radialen Richtung oberhalb des rotierenden Wellenleiters (Emissionsteils) 8 eingestellt, so dass die Heizposition, nämlich der Abschnitt des Nahrungsmittels 6 mit der niedrigen Temperatur erhitzt wird. Durch Wiederholung dieser Steuerung wird der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur aus dem Nahrungsmittel 6 beseitigt, und das Nahrungsmittel 6 wird gleichmäßig erhitzt.
Um die Anzahl der Betriebszeiten des Motors 18 auf einfache Weise zu reduzieren, werden die Erfassungspositionen vom Infraroterfassungselement 112 auf konzentrischen Kreisen angeordnet. Ob es sich um das Nahrungsmittel 6 oder den Teller 21 handelt, wird für jeden Umfang ausgesondert, welcher als zum Nahrungsmittel 6 zugehörig festgestellt wird. Der Umfang der niedrigsten Maximaltemperatur wird von der Extraktionseinrichtung 132 für den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur ausgesondert, und der Winkel des Motors 18 wird eingestellt, um die elektromagnetischen Wellen auf den ausgesonderten Umfang zu konzentrieren. Die Dauerhaftigkeit des Motors 18 wird bei diesem Verfahren verbessert.
Zwischenzeitlich repräsentiert der Begriff „gleichmäßig" in der eine gleichmäßige Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 127 eine Erhitzung eines weiten Bereiches im Gegensatz zur lokalen Erhitzung, was nicht eine Erhitzung in einer perfekt gleichmäßigen Weise ohne Entstehung von Ungleichmäßigkeiten impliziert.
Bei der Erfassungseinrichtung zur Erfassung der physikalischen Menge handelt es sich um eine Temperaturverteilungserfassungseinrichtung in der 13. Ausführung, ist jedoch nicht auf diese Einrichtung in der vorliegenden Erfindung beschränkt. Beispielsweise kann eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung, als CCD-Bildsenor bezeichnet, zur Erkennung der Form oder Farbe des Nahrungsmittels 6 verwendet werden, und in diesem Fall steuert die Steuerungseinrichtung die lokale Heizeinrichtung auf der Grundlage der Farbänderung in Abhängigkeit vom Fortschritt der Erhitzung und einer Farbverteilung. Konkret im Falle von Fleisch wird die lokale Heizeinrichtung gesteuert, um dem gesamten Fleisch ein leicht braunes Aussehen zu verleihen, und zwar während der Überwachung der Farbänderung von rot, leicht braun schließlich zu weiß. Alternativ kann die lokale Heizeinrichtung von der Steuerungseinrichtung auf der Grundlage einer Änderung der Form gesteuert werden. Da beispielsweise ein Reiskuchen weich wird und auf aufquillt, wird die lokale Heizeinrichtung so gesteuert, dass der gesamte Reiskuchen gleichmäßig aufquillt. Denselben Effekt erhält man sogar, wenn mehrere Licht abstrahlende Elemente und Fotodetektorelemente verwendet werden, um dadurch die Form des Nahrungsmittels aus einem geschlossenen Muster des optischen Weges zu erkennen. Falls ein optimales Steuerungsmuster für die lokale Heizeinrichtung entsprechend der Form des Nahrungsmittels vorläufig abgespeichert wird, kann die Steuerungseinrichtung die lokale Heizeinrichtung einfach durch anfängliche Erkennung der Form mit Hilfe der Festkörperbildaufnahmevorrichtung oder mehrere Licht abstrahlenden Elemente und Fotodetektorelemente steuern. Fall außerdem das optimale Steuerungsmuster für die lokale Heizeinrichtung zuvor in Übereinstimmung mit dem Menü und dem Gericht abgespeichert wird, kann der Gewichtssensor die Erfassungseinrichtung zur Erfassung der physikalischen Menge bilden.
Die Steuerungseinrichtung in der dreizehnten Ausführung besteht aus der eine gleichmäßige Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung, der eine lokale Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung und der Heizmodusschalteinrichtung. Die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Ein Beispiel, wo die eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung und die Heizmodusschalteinrichtung beseitigt sind, wird anhand von 52 beschrieben. 52 ist ein Blockschaltbild, das den Steuerungsbetrieb im Hochfrequenzheizgerät erläutert. Die Extraktionseinrichtung 126 unterscheidet, ob es sich beim Start des Heizens um das Nahrungsmittel 6 oder den Teller 21 handelt. Die Temperaturänderungsvergleichseinrichtung 129 führt zu jedem Zeitpunkt Vergleiche mit einer vorbestimmten Temperaturänderung durch, die durch Zeitablauf ermittelt wird. Wenn die Temperaturänderung größer als die vorbestimmte Temperaturänderung ist, wird festgelegt, dass es sich um das Nahrungsmittel 6 handelt. Falls die Temperaturänderung kleiner als die vorbestimmte Temperaturänderung ist, wird festgelegt, dass es sich um den Teller 21 handelt. Die vorbestimmte Temperatur ist in 21 durch eine Linie E angegeben, und zwar als Funktion über den Zeitablauf. Die Temperaturänderung des Nahrungsmittels 6 ist im frühen Stadium der Erhitzung gering, und deshalb können das Nahrungsmittel 6 und der Teller 21 möglicherweise falsch unterschieden werden. Jedoch wird der Fehler in Abhängigkeit vom Fortgang der Erhitzung korrigiert, was keinen allzu großen Einfluss auf die gesamte Heizverteilung hat.
Gemäß einem anderen Verfahren wird der Motor 18 an einer vorbestimmten Position im Anfangsstadium der Erhitzung fixiert. Da im allgemeinen das Nahrungsmittel 6 in der Mitte der Heizkammer 4 in vielen Fällen angeordnet wird und das Nahrungsmittel häufig eine solche Gestalt besitzt, dass der Umfang leicht zu erhitzen ist, während die Mitte schwer zu erhitzen ist, wird der rotierende Wellenleiter (Emissionsteil) 8 zunächst in einer Richtung fixiert, wie in den 12 und 25 gezeigt ist. Obwohl die optimale Anfangsheizposition möglicherweise sogar bei diesem Verfahren nicht korrekt sein kann, wird der Fehler während des Fortschreitens der Erhitzung korrigiert, ohne dass die gesamte Heizverteilung im wesentlichen nachteilig beeinflusst wird. Falls sogar der Motor zunächst nicht in der Mitte, sondern in der Peripherie, wie in den 13 und 26 gezeigt ist, oder an anderen Stellen als der Mitte fixiert wird, wird die Heizposition in Abhängigkeit vom Fortgang der Erhitzung korrekt gesteuert, was zum selben Effekt führt.
Eine vierzehnte Ausführung wird anhand von 53 beschrieben. 53 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Steuerungsbetriebes eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß der vierzehnten Ausführung, wobei die Teile mit demselben Aufbau wie in der dreizehnten Ausführung durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden. Eine Menüeinstelleinrichtung 133 besitzt Tasten entsprechend den Kochmenüs, z.B. eine „Erwärmungs"-Taste 133a, eine „Auftau"- Taste 133b, eine „Milch"-Taste 133c etc.. Ein Kochmenü wird eingestellt, wenn der Benutzer eine der Tasten drückt. Eine Steuerungsmodusauswahleinrichtung 134 ist vorgesehen, um eine Heizmodusschalteinrichtung 135 und eine Heizmodus-Nichtschalt-Einrichtung 136 zur Steuerung des Motors 18 in Übereinstimmung mit dem durch die Einstelleinrichtung 133 eingestellten Kochmenu auszuwählen. Die Heizmodusschalteinrichtung 135 arbeitet, um den Motor 18 in einer Weise zu steuern, wie zuvor bei der dreizehnten Ausführung beschrieben worden ist. D.h., der Motor 18 wird zunächst beim Start des Heizens von der ein gleichmäßiges Heizen steuernden Steuerungseinrichtung 127 und, nachdem die Extraktionseinrichtung 126 das Nahrungsmittel 6 vom Teller 21 unterscheidet, von der eine lokale Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 131 für den von der Niedrigtemperaturabschnittsextraktionseinrichtung 132 erfassten Abschnitt mit der niedrigen Temperatur gesteuert. Andererseits steuert die Heizmodus-Nichtschalt-Steuerungseinrichtung 136 den Motor 18 unter der Verwendung nur der eine lokale Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 131 vom Start des Heizens an.
Um kalten Reis, gekochte und abgelagerte Substanz oder gegrillte Substanz wieder zu erhitzen, sollte das Nahrungsmittel lokal konzentriert erhitzt und der erhitzte Abschnitt gesteuert und verändert werden, um insgesamt die gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen. Das gleiche gilt auch für das Auftauen von Fleisch und Fisch. Wenn demgegenüber eine flüssige Substanz wie Milch o.dgl. intensiv von unterhalb eines die Substanz enthaltenden Behälters erhitzt wird, wird die Substanz gleichmäßig in vertikaler Richtung aufgrund der Konvektion erhitzt. Deshalb sollte unter der Annahme, dass die Substanz oder das Nahrungsmittel gewöhnlich in der Mitte der Heizkammer 4 angeordnet wird, der Motor 18 so gesteuert werden, dass das Emissionsteil 8 fixiert positioniert wird, um den zentralen Abschnitt des Nahrungsmittels im Fall einer flüssigen Substanz lokal zu erhitzen, wie in den 12 und 25 gezeigt ist. Falls das Nahrungsmittel nicht in der Mitte der Heizkammer angeordnet wird, erfasst die Extraktionseinrichtung 126 die Position des Behälters und wird der Motor 18 gesteuert, um die Position des Emissionsteils 8 in Übereinstimmung mit dem Behälter zu fixieren. Falls mehre Behälter auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wird der Motor 18 gesteuert, um den Emissionsteil 8 so zu fixieren, dass die konzentrischen Kreise lokal erhitzt werden. Falls mehrere Behälter nicht auf konzentri schen Kreisen angeordnet werden, wird der Motor 18 gesteuert, um die Richtung des Emissionsteils 8 zu jeder Zeit in Anpassung an die Position desjenigen Behälters zu ändern, welcher in der Nachbarschaft des Emissionsteils 8 vorbeiläuft.
Wenn der Benutzer die Taste zur Einstellung eines Kochmenüs drückt, wählt die Steuerungsmodussektionseinrichtung 134 die Heizmodusschalteinrichtung 135 aus, falls es sich bei der gedrückten Taste um die „Erwärmungs"-Taste 133a oder die „Auftau"-Taste 133b handelt, wodurch die eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 127 den Motor 18 im Anfangsstadium der Erhitzung steuert und anschließend die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 133 den Motor 18 steuert. Falls es sich bei der vom Benutzer betätigten Taste um die „Milch"-Taste handelt, wählt die Steuerungsmodusselektionseinrichtung 134 die Heizmodus-Nichtschalt-Einrichtung 136 aus. In diesem Fall steuert die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 zunächst den Motor 18, um dadurch für die lokale Erhitzung der Mitte der Heizkammer 4 das Emissionsteil 8 zu fixieren. Falls die Extraktionseinrichtung 136 erkennt, dass der Milchbehälter in der Mitte der Heizkammer angeordnet ist, wird die lokale Erhitzung der Mitte der Heizkammer so wie bisher fortgesetzt. Falls sie feststellt, dass sich der Milchbehälter nicht in der Mitte der Heizkammer befindet oder mehrere Behälter vorhanden sind, wird der Motor 18 gesteuert, um die Position des Emissionsteils 8 so einzustellen, dass die Mitte der erfassten Position des Milchbehälters lokal erhitzt wird.
Wenn sich der Milchbehälter nicht in der Mitte der Heizkammer befindet, kann das Magnetron für ein Zeitintervall gestoppt werden, während der Behälter durch die Rotation des Drehtisches vom Emissionsteil 8 weg separiert wird, wodurch die elektromagnetischen Wellen vom Eintritt in die Heizkammer 4 abgehalten werden. Obwohl dies Zeit für das Erhitzen verbraucht, wird die Temperaturverteilung weiter verbessert und die Energie nicht verschwendet. Sake, Miso-Suppe, Kaffee o.dgl. können in derselben Weise wie Milch behandelt werden, indem diese als von der Menueinstellvorrichtung 133 einzustellende Menüs hinzugefügt werden.
Eine fünfzehnte Ausführung wird anhand der 54 und 55 beschrieben. 54 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes der fünfzehnten Ausführung zeigt, und 55 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Temperaturverteilungserfassungseinrichtung der Ausführung, wobei Teile mit demselben Aufbau wie in den vorangegangenen Ausführungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deshalb die Beschreibung weggelassen wird.
Bei der fünfzehnten Ausführung wird der Drehtischmotor als Dreheinrichtung nicht verwendet. Die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 werden über den Wellenleiter 3 und die Energieeinspeisungskammer 15 in die Heizkammer 4 geleitet, um das Nahrungsmittel 6 in der Heizkammer 4 zu erhitzen. Das Emissionsteil 8 ist in der Energieeinspeisungskammer 15 angeordnet und wird vom Motor 18 in Rotation versetzt, bei welchem es sich um die Bewegungseinrichtung für den Wellenleiter handelt. Die Energieeinspeisungskammer 15 ist mit der Abdeckung 25 abgedeckt. Der Schrittmotor 18 dreht eine erste Drehwelle 137 mit einem großen Zahnrad 138. Ein fest am Wellenleiter 3 montierten Umfangszahnrad 139 besitzt ein darin ausgebildetes Zahnrad und eine Nut als Lager für ein kleines Zahnrad 140. Das kleine Zahnrad 140 wird in Berührung mit dem großen Zahnrad und dem Umfangszahnrad 139 gehalten. Eine am kleinen Zahnrad 140 befestigte zweite Drehwelle 141 wird von der im Umfangszahnrad 139 als Lager ausgebildete Nut drehbar gehalten. Das Emissionsteil 8 ist an der zweiten Drehwelle 141 befestigt. Bei Rotation des Motors 18 in der zuvor beschriebenen Konstruktion bewegt sich die zweite Drehwelle 141 unter wiederholter Rotation in der Peripherie des großen Zahnrades 138 entlang des Umfangszahnrades 139. Zunächst wird der Motor 18 von einem Ursprungserfassungsschalter oder einem Anschlag etc. registriert. Ein Bewegungswinkel des Motors 18 von der Anfangsposition wird nacheinander aufgenommen, so dass der Drehwinkel des Motors 18 stets erfasst wird, aus der die Position und Richtung des Emissionsteils erfasst werden.
55 ist die Querschnittsansicht entlang der Linie F-F' von 55, wobei Teile mit demselben Aufbau wie in der dreizehnten Ausführung in 48 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und die Beschreibung dieser Teile weggelassen ist. Der Schrittmotor 115 bewegt das Infratorerfassungselement 112 von vorn nach hinten gemäß 55 hin und her und öffnet und schießt gleichzeitig den optischen Pfad mit Hilfe der Blende 118. Eine Antriebeinrichtung 142 besteht aus einem Schrittmotor für den Antrieb des gesamten Metallgehäuses 124, das das Infraroterfassungselement 112 enthält. Der Schrittmotor 142 dreht eine Drehwelle 143, wodurch ein an der Drehwelle 143 befestigtes Kopplungsteil 144 angetrieben wird, um das Infraroterfassungselement 112 nach rechts und nach links in 55 hin und her zu bewegen. Ein Oszillationszyklus des Schrittmotors 142 beträgt ein ausreichend kleines ganzzahliges Vielfaches des Oszillationszyklus des Schrittmotors 115. Die Temperatur an derselben Stelle kann somit bei jeder einzelnen Hin- und Herbewegung des Schrittmotors 142 erfasst werden. Indem so aufgebauten Gerät wird die Temperatur des gesamten Bereiches in der Heizkammer 4 erfasst, und man erhält die zweidimensionale Temperaturverteilung. Da die Temperatur an derselben Stelle währen jeder Hin- und Herbewegung des Schrittmotors 142 erfasst werden kann, kann die Temperaturdifferenz aus der vorangegangenen Temperatur oder der Temperaturänderung gegenüber der Anfangstemperatur für jede Erfassungsposition errechnet werden.
Die Steuerungseinrichtung 19 versetzt anfänglich den Motor 18 in Rotation mit einem konstanten Zyklus, um das Nahrungsmittel gleichmäßig zu erhitzen. Nachdem das Lebensmittel ausgesondert ist, sondert die Steuerungseinrichtung 19 den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur im ausgesonderten Nahrungsmittel aus und steuert den Winkel des Motors 18, um das Emissionsteil 8 auf den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur zu richten. Der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur wird somit aus dem Nahrungsmittel 6 durch Wiederholung der zuvor beschriebenen Vorgehensweise beseitigt, so dass das Nahrungsmittel insgesamt auf eine gleichmäßige Temperatur erhitzt werden kann. Da bei dieser Ausführung das Nahrungsmittel 6 nicht gedreht wird, kann das Nahrungsmittel durchaus ein hohes Gewicht haben und der Raum in der Heizkammer effizient genutzt werden. Während sowohl die Position als auch die Richtung des Emissionsteils 8 gemäß der Beschreibung der fünfzehnten Ausführung durch einen einzigen Motor gesteuert werden, beschränkt diese Anordnung nicht die vorliegende Erfindung. Die Richtung und die Position des Emissionsteils 8 können separat von unterschiedlichen Motoren oder linear durch biaxiale Bewegung gesteuert werden, was eine sorgfältige gesteuerte lokale Erhitzung bewirkt.
Eine sechszehnte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand der 56 und 57 erörtert, welche eine Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes bzw. eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines Elektromagnetwellenemissionsteils des Gerätes zeigt. Die Teile mit demselben Aufbau wie bei den dreizehnten bis fünfzehnten Ausführungen sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass deren Beschreibung hier weggelassen ist.
Die Öffnungspositionsveränderungseinrichtung ist als Verteilungsveränderungseinrichtung gemäß der sechszehnten Ausführung vorgesehen. Gemäß 56 erhitzen die vom Magnetron 2 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen das Nahrungsmittel 6 auf dem Teller 21 in der Heizkammer 4 über den Wellenleiter 3. Das den Wellenleiter 3 mit der Heizkammer 4 verbindende und die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer leitende Öffnungsteil besitzt eine erste Öffnung 145 und eine zweite Öffnung 146, die dichter zur Mitte der Heizkammer 4 bzw. dichter zur Peripherie der Heizkammer 4 liegt. Die ersten und zweiten Öffnungen 145 und 146 sind in radialer Richtung des Drehtisches 1 ausgerichtet. Beide Öffnungen 146 und 146 werden von einer Abschirmplatte 147 verschlossen. Die Abschirmplatte 147 ist eine halbkreisförmige Metallplatte und wird von einer Drehwelle 148 in Rotation versetzt, welche aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten besteht, dass elektromagnetische Wellen kaum absorbiert. Die aus einem Schrittmotor bestehende Öffnungspositionsveränderungseinrichtung 18 verschließt beide Öffnungen 145 und 146 durch Rotation der Drehwelle 148. Diejenige Stelle, durch die die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer 4 abgestrahlt werden, wird in der zuvor beschriebenen Konstruktion verändert. Ein Abschnitt des Nahrungsmittels 6 direkt oberhalb der nicht von der Abschirmplatte verschlossenen Öffnung wird besonders stark erhitzt. Das Nahrungsmittel 6 kann gleichmäßig erhitzt werden, wenn die Abschirmplatte 147 mit einem konstanten Zyklus rotiert.
57 ist eine Schnittansicht entlang der Linie G-G' von 56. Die Öffnungen 145 und 146 sind rechteckig, und die Bodenfläche derselben rechteckigen Heizkammer 4 verläuft parallel zu den vier Seiten jeder Öffnung. In 57(a) werden die elektromagnetischen Wellen aus der zweiten Öffnung 146 in die Heizkammer 4 abgestrahlt, wobei die erste Öffnung 145 von der Abschirmplatte 147 in derselben Weise wie in 56 verschlossen wird, und folglich wird ein Abschnitt des Nahrungsmittels in der Peripherie der Heizkammer 4 lokal erhitzt. Demgegenüber wird in 57(b) die zweite Öffnung 146 von der Abschirmplatte 147 verschlossen, und die elektromagnetischen Wellen werden durch die erste Öffnung 145 in die Heizkammer 4 abgestrahlt, wodurch ein Abschnitt des Nahrungsmittels 6 in der Nähe der Mitte der Heizkammer 4 lokal erhitzt wird.
Die Steuerungseinrichtung 19 versetzt zunächst die Abschirmplatte 147 mit einem konstanten Zyklus zur Erzielung einer gleichmäßigen Erhitzung in Rotation. Wenn das Nahrungsmittel 6 auf der Grundlage der vom Temperatursensor 26 erfassten Temperaturverteilung ausgesondert ist, wird der Abschnitt des Nahrungsmittels 6 mit der niedrigen Temperatur ausgesondert und als zu erhitzende Position abgespeichert. Die Position der Abschirmplatte 147, d.h. die Öffnungen 145, 146 wird zu jedem Zeitpunkt durch Rotation des Drehtisches 1 in Anpassung an den zu erhitzenden Abschnitt des Nahrungsmittels in der radialen Richtung verändert. Die Steuerung einer optimalen lokalen Erhitzung wird auf diese Weise durchgeführt. Da der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur durch Wiederholung des zuvor beschriebenen Prozesses beseitigt wird, wird das Nahrungsmittel 6 insgesamt gleichmäßig erhitzt.
Bei dieser Ausführung sind zwei Öffnungen vorgesehen und werden durch Rotation der halbkreisförmigen Metallplatte geöffnet und geschlossen. Auf diese Weise wird die Struktur einfach und kompakt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Die Anzahl der Öffnungen kann für eine genauere Steuerung der gleichnützigen Erhitzung erhöht werden. Die Abschirmplatte bracht nicht gedreht zu werden, sondern kann auch linear beweg werden. Oder eine Vielzahl von Öffnungen kann ausgebildet sein, und jede Öffnung ist mit der Abschirmplatte ausgerüstet.
Eine siebzehnte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand der 58 und 59 beschrieben. 58 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Steuerungsbetriebes eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß der siebzehnten Ausführung, und 59 zeigt ein Temperaturkennliniendiagramm einer Umrisslinienextraktionseinrichtung. Teile mit demselben Aufbau wie in den dreizehnten bis sechszehnten Ausführungen sind durch dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnet, und deshalb ist deren Beschreibung hier weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 58 wird im Anfangszustand der Erhitzung die lokale Erhitzungseinrichtung 16 von der eine gleichmäßige Erhitzung steuernden Steuerungseinrichtung 127 gesteuert. Bei Unterscheidung durch die Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26, ob das Nahrungsmittel an jeder Erfassungsposition vorhanden ist oder nicht, schaltet die Extraktionseinrichtung 126 die eine gleichmäßige Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 127 auf die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 mit Hilfe der Heizmodusschalteinrichtung 130 um, um die lokale Erhitzungseinrichtung 16 zu steuern.
Die Extraktionseinrichtung 126 besteht aus einer Temperaturänderungsbetriebseinrichtung 128 und einer Umrissextraktionseinrichtung 149. Die Temperaturänderungsbetriebseinrichtung 128, die Temperaturen entsprechend den von der Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 126 zu Beginn der Erhitzung erhaltenen Erfassungspositionen abspeichert, bewirkt die Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur an der Erfassungsposition an einem vorbestimmten späteren Zeitpunkt und der Anfangstemperatur an derselben Erfassungsposition. Die Umrissextraktionseinrichtung 149 extrahiert einen Umriss des Nahrungsmittels auf der Grundlage der Temperaturänderung λT an jeder Erfassungsposition.
In 59(a) repräsentiert jedes Quadrat eine Erfassungsposition durch die Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26, und bei einem schraffierten Teil handelt es sich um das Nahrungsmittel 6. Die Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26 besteht aus mehreren Infraroterfassungselementen, die zweidimensional oder linear angeordnet sind. Die Temperaturverteilung wird an Erfassungspositionen in einer Matrix durch oszillierende Bewegungen der Infraroterfassungselemente erfasst. Die Temperaturänderung des Nahrungsmittels 6 vom Beginn der Erhitzung an ist normalerweise größer als die an Stellen, wo das Nahrungsmittel nicht vorhanden ist. Eine X-Richtungs-Differenzierungseinrichtung 150 bewirkt eine Differenz von Temperaturänderung in der X-Richtung von in der Matrix angeordneten Erfassungspositionen, nämlich den in 59 in seitlicher Richtung benachbart nebeneinanderliegenden Erfassungspositionen, und speichert Erfassungspositionen ab, die größer als ein vorbestimmter Differenzwert sind. Bei den in 59(b) durch Schräglinien markierten Erfassungspositionen handelt es sich um solche, deren Wert größer als der vorbestimmte Wert ist und die in der Differenzierungseinrichtung 150 angespei chert sind. In ähnlicher Weise bewirkt eine Y-Richtungs-Difterenzierungseinrichtung 151 eine Differenz von Temperaturänderungen in der Y-Richtung in der Matrix angeordneten Erfassungspositionen, d.h. der in 59 in Längsrichtung benachbart nebeneinanderliegenden Erfassungspositionen, und speichert diejenigen Erfassungspositionen ab, deren Wert größer als ein vorbestimmter Differenzwert ist. Bei den in 59(c) durch Schräglinien markierten Erfassungspositionen handelt es sich um solche, deren Wert größer als der vorbestimmte Wert ist und die in der Differenzierungseinrichtung 151 abgespeichert sind.
Eine Formbildungseinrichtung 152 bewirkt eine logische ODER-Verknüpfung der in der X-Richtungs-Differenzierungseinrichtung 150 abgespeicherten Erfassungspositionen mit den in der Y-Richtungs-Differenzierungseinrichtung 151 abgespeicherten Erfassungspositionen. D.h., die in beiden Differenzierungseinrichtungen 150 und 151 angespeicherten Erfassungspositionen werden als Umriss des Nahrungsmittels festgestellt. Obwohl das Nahrungsmittel selbst eine Verteilung im Temperatureinstieg zeigt und deshalb eine große Temperaturdifferenz zwischen benachbarten Abschnitten innerhalb des Nahrungsmittels besteht, erkennt die Formbildungseinrichtung 152 den größten Umfang als Umriss des Nahrungsmittels. Falls der Umfang teilweise unterbrochen ist, verbindet die Formbildungseinrichtung 152 die unterbrochenen Teile und bildet die Umrisslinie. Die Extraktionseinrichtung 126 extrahiert den Umriss des Nahrungsmittels, wie zuvor beschrieben. Die Innenseite der Umrisslinie wird als das Nahrungsmittel betrachtet.
Die Extraktionseinrichtung 132 für den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur sondert den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur aus dem von der Extraktionseinrichtung 126 ausgesonderten Nahrungsmittel aus, und die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 steuert die lokale Erhitzungseinrichtung 16, um die elektromagnetischen Wellen auf den von der Extraktionseinrichtung 132 ausgesonderten Abschnitt mit der niedrigen Temperatur abzustrahlen. Aufgrund dieser Anordnung, wonach das zu erhitzende Nahrungsmittel extrahiert wird und die elektromagnetischen Wellen auf das extrahierte Nahrungsmittel gerichtet werden, wird der verschwenderische Verbrauch von Energie beseitigt und das Nahrungsmittel wirksam erhitzt.
Eine achtzehnte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand von 60 beschrieben. 60 bildet ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Steuerungsbetriebes eines Hochfrequenzgerätes gemäß der achtzehnten Ausführung, wobei Teile mit demselben Aufbau wie bei den dreizehnten bis siebzehnten Ausführungen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind, so dass deren Beschreibung weggelassen ist.
Die achtzehnte Ausführung befasst sich mit der teilweisen Erhitzung von Nahrungsmittel, z.B. wenn sich in einer Box eine zu erhitzende Substanz wie Reis o.dgl. und eine nicht zu erhitzende Substanz wie als Sashimi bezeichneter roher Fisch, Pickels o.dgl. enthalten sind. Gemäß der achtzehnten Ausführung wird nur der Reis erhitzt, sogar wenn die gesamte Box in die Heizkammer gestellt wird.
Gemäß 60 betätigt der Benutzer eine Heizbereichseinstelleinrichtung 153 zur Einstellung eines Heizbereiches. Die Heizbereichseinstelleinrichtung 153 besteht aus einem Einstellbildschirm 154 aus Flüssigkristall, einer kreuzförmigen Cursor-Taste 155, einer Einstelltaste 156 und einer Löschtaste 157.
Der Benutzer stellt einen zu erhitzenden Bereich von der Bodenfläche der Heizkammer ein, wobei die Bodenfläche als der Einstellbildschirm 154 betrachtet wird. Der Benutzer drückt zunächst die Einstelltaste 156 zum Starten der Einstellung. Ein erster Punkt 158 wird am oberen linken Rand des Einstellbildschirmes 154 angezeigt. Anschließend betätigt der Benutzer die Cursor-Taste 155, um dadurch den ersten Funken 158 im Einstellbildschirm 154 zu bewegen. Die Cursor-Taste 155 weist eine „nach oben"-Taste 155a, eine „nach unten"-Taste 155b, eine „nach links"-Taste 155c und eine „nach rechts"-Taste 155d auf. Der erste Punkt 158 kann mit Hilfe dieser Tasten vertikal und horizontal zu einer wahlweisen Position bewegt werden. Wenn der erste Punkt 158 zu einem Ende des Heizbereiches bewegt wird, drückt der Benutzer die Einstelltaste 156. Der erste Punkt 158 wird dementsprechend an dieser Position fixiert, und ein zweiter Punkt 159 wird an derselben Position angezeigt. Der Benutzer betätigt die Cursor-Taste 155 in derselben Weise wie zuvor beschrieben wurde, um den zweiten Punkt 159 zu bewegen. Gleichzeitig wird ein Rechteck 160 mit dem ersten Punkt 158 und dem zweiten Punkt 159 auf einer Diagonallinie auf dem Einstellbildschirm 154 angezeigt. Der Benutzer bewegt den zweiten Punkt 159 zu einer optionalen Posi tion auf dem Einstellbildschirm 154, wodurch der Heizbereich durch das Rechteck gesetzt wird. Bei nochmaligem Drücken der Einstelltaste 156 werden der zweite Punkt 159 und das Rechteck 160 sicher gesetzt. Wenn mehrere Bereich einzustellen sind, sollte der Benutzer die Einstelltaste 156 wieder drücken, wenn der erste Punkt 158 wieder auf dem Einstellbildschirm 154 angezeigt wird, wodurch der Benutzer die zuvor beschriebene Vorgehensweise wiederholen kann. Bei fehlerhafter Betätigung durch den Benutzer sollte Lösch-Taste 157 benutzt werden, wodurch der unmittelbar vor dem Fehler durch die Einstelltaste 156 eingestellte Inhalt gelöscht wird.
Wenn auf die zuvor beschriebene Weise der Heizbereich vom Benutzer eingestellt ist, steuert die Steuerungseinrichtung 19, um den Heizbereich gleichmäßig zu erhitzen. Die Extraktionseinrichtung 132 zur Extraktion des Abschnittes mit niedriger Temperatur sondert den Abschnitt mit niedriger Temperatur aus dem von der Einstelleinrichtung 153 eingestellten Heizbereich in Abhängigkeit von einem Signal von der Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26 aus. In die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 steuert die lokale Heizeinrichtung 16, um die elektromagnetischen Wellen auf den von der Extraktionseinrichtung 132 ausgesonderten Bereich mit niedriger Temperatur abzustrahlen. Dementsprechend wird der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur aus dem Heizbereich beseitigt, und der gesamte Heizbereich wird gleichmäßig erhitzt. Da das Nahrungsmittel außerhalb des Heizbereiches nicht erhitzt wird, wird das bei niedrigen Temperaturen zu verzehrende Nahrungsmittel auf niedrigen Temperaturen gelassen.
Obwohl die zuvor beschriebenen Ausführung auf die gleichzeitige Erhitzung einer unterschiedliche Arten von Nahrungsmittel enthaltenen Box gerichtet ist, ist es ebenfalls nicht notwendig, dass zu erhitzende Nahrungsmittel am Beginn der Erhitzung auszusondern, wenn einmall der Heizbereich eingestellt ist, sogar wenn ein Nahrungsmittel einer einzigen Art zu erhitzen ist. Die Steuerungseinrichtung wird dementsprechend hinsichtlich ihres Aufbaus vereinfacht. Während die Heizbereiseinstelleinrichtung 153 aus dem Einstellbildschirm 154, der Cursor-Taste 155, der Einstelltaste 156 und der Lösch-Taste 157 in dieser Ausführung besteht, ist die vorliegende Erfindung auf einen solchen Aufbau nicht beschränkt. Beispielsweise kann unter Erzielung derselben Wirkung ein berührungsempfind licher Bildschirm oder eine Maus verwendet werden. Während außerdem die Handhabung durch Einstellung des Heizbereiches als Rechteck vereinfacht wird, erhält man denselben Effekt sogar, wenn der Einstellbereich mit Hilfe einer freilaufenden Kurve gesetzt wird. Falls der Heizbereich kodiert und mittels Bar-Code o.dgl. auf einer Verpackung gedruckt ist, kann der Heizbereich durch optisches Lesen der Codes vereinfacht eingestellt werden. In diesem Fall kann sogar ein komplizierter Heizbereich mit Hilfe einer bemerkenswert einfachen Betätigung eingestellt werden.
Eine neuzehnte Ausführung eines Hochfrequenzheizgerätes wird anhand eines Blockschaltbildes von 61 zur Erläuterung des Steuerungsbetriebes des Gerätes dargestellt. In der Zeichnung sind Teile mit demselben Aufbau wie bei den dreizehnten bis achtzehnten Ausführungen durch dieselbe Bezugszeichen bezeichnet, so dass deren Beschreibung weggelassen ist.
Die neuzehnte Ausführung ist auf die teilweise Erhitzung von Nahrungsmittel, ähnlich wie die zuvor beschriebene achtzehnte Ausführung gerichtet, wenn beispielsweise ein verpacktes Gericht für einen Kunden in einem Geschäft erhitzt wird. Im allgemeinen sind auf diese Weise gereichte Produkte begrenzt, z.B. ein in einer Box verpacktes Gericht aus verschiedenen Nahrungsmitteln, ein in einer Box verpacktes Gericht mit gegrilltem Fleisch, ein in einer Box verpacktes Gericht mit Lachs etc. sowie jedes Nahrungsmittel der gleichen Art werden an derselben Stelle in den Boxen angeordnet. Beispielsweise sind Reis und gegrilltes Fleisch an entsprechenden festen Positionen in der Box angeordnet. Da gewöhnlich das Gerät die Erhitzung von Produkten derselben Art mehrmals wiederholen kann, auch wenn es nur eine begrenzte Anzahl von unterschiedlichen Nahrungsmittelarten gibt, falls der Heizbereich für jede Art der Produkte mit einem entsprechenden Code registriert ist, z.B. „1" für das in einer Box enthaltene Gericht mit mehreren Nahrungsmitteln, „2" für das in der Box enthaltene Gericht mit gegrilltem Fleisch, „3" für das in der Box enthaltene Gericht mit Lachs o.dgl., kann der Heizbereich für das vom Benutzer ausgewählte Produkt einfach mit Hilfe des registrierten Codes eingestellt werden.
Die Heizbereichseinstelleinrichtung 153 in 61 besteht aus einer Gruppe von numerischen Tasten 161 von „1" bis „10", einer Registrierungstaste 162 als Re gistrierungsmittel und einer Aufruftaste 163 als Registrierungsaufrufmittel. Bei Registrierung des Heizbereiches werden zunächst die Cursor-Taste 155 und die Einstelltaste 156 betätigt, um den Heizbereich in der Weise einzustellen, wie bei der achtzehnten Ausführung beschrieben wurde. Anschließend wird die Registrierungstaste 162 gedrückt und eine numerische Taste in der Gruppe 161 betätigt. Bei Drücken der Einstelltaste 156 wird der Heizbereich zusammen mit dem durch die numerische Taste eingestellten Code in einer Registrierungsspeichereinrichtung 164 abgespeichert. Um den Heizbereich auszulesen, wird zunächst die Aufruftaste 163 und anschließend die numerische Taste in der Gruppe 161 entsprechend dem Produkt gedrückt. Der in der Speichereinrichtung 164 entsprechend dem Code der gedrückten numerischen Taste abgespeicherte Heizbereich wird auf dem Einstellbildschirm 154 angezeigt. Die Einstelltaste 156 sollte zur Bestätigung gedrückt werden. Wenn der Heizbereich registriert wird, kann der Heizbereich anschließend nur mit Hilfe der Aufrufprozedur eingestellt werden.
Nach Beginn des Erhitzens steuert die Steuerungseinrichtung 19 die lokale Heizeinrichtung 16 und erhitzt den Heizbereich auf eine gleichmäßige Temperatur ähnlich wie in der achtzehnten Ausführung. Insbesondere sondert die Extraktionseinrichtung 132 für einen Abschnitt mit niedriger Temperatur den Abschnitt mit der niedrigen Temperatur aus dem von der Einstelleinrichtung 153 gesetzten Heizbereich auf der Grundlage des Signals von der Temperaturverteilungserfassungseinrichtung 26 aus, und die eine lokale Erhitzung steuernde Steuerungseinrichtung 131 steuert die lokale Heizeinrichtung 16, um die elektromagnetischen Wellen auf den von der Extraktionseinrichtung 132 ausgesonderten Abschnitt mit der niedrigen Temperatur abzustrahlen. Das Registrierungsmittel und das Aufrufmittel bestehen aus der numerischen Tastengruppe 161, der Registrierungstaste 162 und der Aufruftaste 163 in der neunzehnten Ausführung. Die vorliegende Erfindung ist hierauf aber nicht beschränkt. Beispielsweise können Codes für die Betätigung, numerische Codes oder alphabetische Codes auf dem von der Cursor-Taste 155 oder der Einstelltaste 156 auszuwählenden Einstellbildschirm 154 angezeigt werden. In diesem Fall ist die Anzahl der Tasten reduziert und wird die Struktur vereinfacht. Alternativ können optisch zu lesende Codes auf den Verpackungen von Produkten aufgedruckt sein, und zwar unter Verzicht auf die zuvor erwähnte numerische Tastengruppe, wodurch der Benutzer die Einstellung fertig übernehmen kann.
62 ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer zwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die zwanzigste Ausführung ist ein angewandtes Beispiel der in 37 gezeigten neunten Ausführung. Die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 werden über eine Öffnung 165 durch den Wellenleiter 3 in die Heizkammer 4 abgestrahlt. Der Drehtisch 1, auf dem das Nahrungsmittel 6 geladen ist, wird spiralförmig angetrieben. Dementsprechend wird in der Ausführung das Nahrungsmittel 6 selbst positioniert, und die Richtung der in das Nahrungsmittel 6 eintretenden elektromagnetischen Wellen wird durch die Position des Nahrungsmittels 6 geändert. Die Ausführung stellt ein repräsentatives Beispiel für das Schalten der erhitzen Position dar, um z.B. die Mittel des Nahrungsmittels 6 oder die Peripherie des Nahrungsmittels zu erhitzen. Der Nocken 37 und der Schalter 38 bilden das Positionserfassungsteil zur Erfassung der Position des Nahrungsmittels.
Die 63 und 64 sind Schnittansichten eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes in einer einundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführung unterscheidet sich von der der 43 und 44 darin, dass das Nahrungsmittel 6 positioniert wird, und ebenfalls von der von 62 darin, dass die Richtung der elektromagnetischen Wellen nicht nur in zweidimensionaler Richtung durch die Rotation des Drehtisches 1, sondern durch die vertikale Bewegung des Drehtisches gesteuert wird, d.h. die Richtung der elektromagnetischen Wellen wird in dreidimensionaler Richtung gesteuert. 63 zeigt einen Zustand, bei welchem der Drehtisch angehoben ist, und 64 einen Zustand, bei welchem der Drehtisch abgesenkt ist.
Eine Kombination der Dreh- und Vertikalbewegungen des Drehtisches wird hier als ein repräsentatives Beispiel für die dreidimensionale Steuerung kurz beschrieben. Selbstverständlich kann eine spiralförmige Bewegung oder dergleichen Anordnung übernommen oder mit der zuvor beschriebenen Anordndung kombiniert werden.
Obwohl es nicht notwendig ist, die Anzahl der Schaltzeiten der Heizverteilung zu begrenzen, werden außerdem weniger Heizungleichmäßigkeiten erzeugt, wenn die Heizverteilung so häufig wie möglich geschaltet wird.
65 zeigt den Aufbau eines wesentlichen Teils, nämlich eines Drehtisches 1 eines Hochfrequenzheizgerätes in einer zweiundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und zwar von unten betrachtet. Der Drehtisch in 65, welche sich von 17 unterscheidet, besteht aus permeablem Material, das elektromagnetischen Wellen kaum absorbiert, wie z.B. Keramik o.dgl.. Der Drehtisch 1 besteht aus einer Scheibe 166 und der Drehlagerung 48 mit einer solchen Konstruktion, dass die elektromagnetischen Wellen sogar ohne eine Öffnung leicht hindurchtreten können.
Bei Abstrahlung der elektromagnetischen Wellen von unten dient der Drehtisch 1 als Pfad für die elektromagnetischen Wellen. Wenn der Mikrowellenofen mit der Heizung 28 versehen ist, erlaubt der gefundene Drehtisch der 17, 65 ein Hindurchleiten der elektromagnetischen Wellen unter Beibehaltung der hitzebeständigen Eigenschaften bei der Heizung.
66 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführung der Erfindung, welche insbesondere ein Abmessungsverhältnis des Drehtisches 1 und eines zentralen Teils 167 an der Bodenfläche der Heizkammer 4 zeigt. Der Drehtisch 1 besitzt ein Radius von r (einen Durchmesser von 2r in 66), und der nach oben vorstehende zentrale Teil 167 an der Bodenfläche der Heizkammer 4 besitzt einen Radius R (einen Durchmesser von 2R in 66). Da 2R > 2r und somit R > r gehalten wird, sogar wenn das Wasser auf den Drehtisch 1 verschüttet ist, wird verhindert, dass das Wasser entlang der Welle des Drehtisches 1 nach unten läuft, um aus der Heizkammer 4 heraus zu lecken. Außerdem sammelt sich das Wasser außerhalb des vorstehenden zentralen Teils 167, wodurch das Wasser weggewischt werden kann, ohne den Drehtisch abzunehmen. Wenn insbesondere der Drehtisch 1 wie in 65 aus Keramik besteht, obwohl eine gewisse Verbesserung zur Gewährleistung der Durabilität des Drehtisches gefunden werden sollte, um den Drehtisch am Zerbrechen bei wiederholter Abnahme von und Anbringung an der Drehwelle zu hindern, da Keramik in seiner Festigkeit für ge ringer erachtet wird, beseitigt die dreiundzwanzigste Ausführung die Notwendigkeit, den Drehtisch zum Reinigen abnehmen und abbringen zu müssen. Die Durabiliät wird wirksam verbessert.
67 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer vierundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die vom Magnetron 2 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen erhitzen das Nahrungsmittel 6 auf dem Drehtisch 1 in der Heizkammer 4 über den Wellenleiter 3. Die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 werden von einem ersten Wellenleiter 3A zu Wellenleitern 3B und 3C an einem Ablenkungspunkt 169 divergierend abgelenkt und an die Heizkammer 4 durch Öffnungen 169A und 169B in der Bodenfläche der Heizkammer 4 übertragen. In diesem Fall werden benachbarte Teile der Wandflächen der Wellenleiter 3B und 3C von einer gemeinsamen Metallplatte gebildet. Ein Ablenkungspunkt 168 ist an einem Knoten im ersten Wellenleiter 3A ausgebildet, wo das elektrische Feld schwach ist. Eine zur Antenne 30 des Magnetrons 2 weisende Wandfläche 170 des ersten Wellenleiters 3A steht hervor, um eine Distanz von der Antenne 30 zu erhöhen. Außerdem ist kein Vorsprung wie die Antenne 30 in den Wellenleitern 3B und 3C vorhanden, und deshalb können die Wellenleiter 3B und 3C ein wenig separiert werden, d.h. im Vergleich zum Wellenleiter 3A eine reduzierte Querschnittsfläche aufweisen. Dementsprechend spart diese Konstruktion Platz anstelle der Anwesenheit von mehreren Wellenleitern. Eine Querschnittsfläche des ersten Wellenleiters 3A ist durch die Wandfläche 170, gemessen an der Querschnittsfläche des Wellenleiters 3B, 3C als Referenz, erhöht. Eine Länge des Wellenleiters 3B, 3C vom Ablenkungspunkt 168 zu einem Anschlussende beträgt etwa ein ganzzahliges Vielfaches der Hälfte der Wellenleiterwellenlänge λg, und eine Breite des Ablenkungspunktes 168 ist nicht größer als 1/4 der Wellenleiterwellenlänge λg, was nachfolgend anhand von 68 näher beschrieben wird.
Ein metallisches Abschirmungsteil 171 wird von einem Antriebsteil 172 zwischen den Öffnungen 169A und 169B bewegt, während es in Berührung mit der Heizkammer 4 und den vorstehenden Teilen 173 an den Wellenleitern 3B und 3C gehalten wird, wodurch die Öffnungen 169A und 169B geschaltet werden, um die elektromagnetischen Wellen leicht zu übertragen. Ein Dichtungsteil 174 verhin dert, dass die elektromagnetischen Wellen aus der Heizkammer 4 und dem Wellenleiter 3 unabhängig von der Position des Abschirmteils 171 nach außen austreten.
Die Steuerungseinrichtung 19 steuert in Abhängigkeit von Erfassungssignalen von dem die Temperatur des Nahrungsmittels 6 erfassenden Temperatursensor 26, dem mit dem Drehtisch 1 verbundenen und das Gewicht des Nahrungsmittels 6 erfassenden Gewichtsensor 23 und den die Form des Nahrungsmittels 6 erfassenden Fotosensoren 61, 62 die Emission von elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2, den Betrieb des Lüfters 27 zur Kühlung des Magnetrons 2, den Betrieb des Antriebsteils 172 zur Bewegung des Abschirmteils 171, den Betrieb des Motors 22 zur Rotation des Drehtisches 1 und den Betrieb eines Antriebsteils 175 zur Veränderung einer Höhe des Drehtisches 1. Insbesondere steuert die Steuerungseinrichtung 19 die Bewegung des Abschirmteils 171, wenn das Magnetron 2 keine elektromagnetischen Wellen abstrahlt. Bei Beendigung der Erhitzung steuert die Steuerungseinrichtung 19 die Position des Abschirmteils 171 oder die Höhe des Drehtisches 1, um die beste Heizverteilung und die beste Heizeffizienz bei einem leichtgewichtigen Nahrungsmittel 6 zu erhalten. An einem Erhitzungszeitpunkt zu jedem Zweck bei Beginn der Erhitzung des Nahrungsmittels 6 steuert die Steuerungseinrichtung 19 derart, dass schnell elektromagnetische Wellen erzeugt werden, und steuert ebenfalls derart, dass die Ausgangssignale des Erfassungsteils (z.B. des Gewichtsensors 23) nicht angegeben oder vernachlässigt werden, welches möglicherweise eine Fehlfunktion aufweist, wenn die elektromagnetischen Wellen instabil sind, unmittelbar nachdem mit der Erhitzung begonnen und bevor der Erfassungsteil stabilisiert wird (d.h. während einer Anstiegszeit). Außerdem steuert in Abhängigkeit von der Art des Nahrungsmittels 6 (insbesondere einer großen Menge an Nahrungsmittel) die Steuerungseinrichtung eine Änderung der Position des Abschirmteils 171 oder der Höhe des Drehtisches 1 an mehreren Zeitpunkten in der Mitte des Heizvorganges, wodurch die Heizverteilung und Heizeffizienz optimiert wird.
Bei Veränderung der Position des Abschirmteils 171 durch das Antriebsteil 172 werden die mehreren Öffnungen 169A und 169B geschaltet, um die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer zu verändern. Da die Position des Abschirmteils 171 in Abhängigkeit von Signalen von den Erfassungsteilen frei eingestellt werden kann, erhält man die korrekte Verteilung des elektrischen Feldes in Anpassung an den Zweck der Erhitzung. Obwohl in 67 nicht gezeigt, falls ein Referenzpunkt irgendwo zur korrekten Ermittelung der Position des Abschirmteils 171 gesetzt wird, kann die Position des Abschirmteils 171 über eine sich verändernde Distanz vom Referenzpunkt geregelt werden.
Wenn eine Höhe h des Drehtisches 1 vom Antriebsteil 175 verändert wird, verändert sich folglich die Höhe des Nahrungsmittels, wodurch die Erhitzungsverteilung des Nahrungsmittels 6 sogar unter derselben Verteilung des elektrischen Feldes verändert wird. Falls in ähnlicher Weise die Höhe h des Drehtisches 1 in Reaktion auf Signale von den Erfassungsteilen und in Abhängigkeit von einer Differenz der Verteilung des elektrischen Feldes durch die Position des Abschirmteils 171 optimal eingestellt wird, wird die Heizverteilung korrekter in Übereinstimmung mit dem Heizzweck gebracht. Die Höhe des Drehtisches 1 kann mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Referenzpunktes und einer sich verändernden Distanz ähnlich der Position des Abschirmteils 171 gesteuert werden.
Die Erhitzung in konzentrischer Richtung des Nahrungsmittels 6, betrachtet vom Drehpunkt des Drehtisches 1 aus, wird hauptsächlich durch Rotation des Drehtisches 1 vergleichmäßigt. Der Drehtisch 1 kann frei gedreht, angehalten oder in seiner Geschwindigkeit durch den Motor 22 verändert werden. Wenn beispielsweise der Temperatursensor 26 die Temperaturungleichmäßigkeit im Nahrungsmittel während des Erhitzens feststellt, wird die Heizverteilung durch den Abschirmteil 171 oder den Antriebsteil 175 verändert, um einen Zustand zur Beseitigung der Temperaturungleichmäßigkeit ausfindig zu machen, und die Rotation des Drehtisches wird gestoppt oder abgebremst, wenn dieser Zustand ermittelt wird. Die Temperaturungleichmäßigkeit kann somit schnell beseitigt werden.
68 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes in einer fünfundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. Die von der Antenne 30 des Magnetrons 2 an den Wellenleiter 3A übermittelten elektromagnetischen Wellen erzeugen starke elektrische Felder (Wellenbäuche 176) und schwache elektrische Felder (Knotenpunkte 177) an jedem Viertel der Wellenleiterwellenlänge λg nach einer maximalen Intensität (Wellenbauch 167) an der Antenne 30, welche in 68 von rechts nach links wandern. Da die rechten und linken Endflächen des Wellenleiters so angeordnet sind, dass sie den Knotenpunkten des elektrischen Feldes entsprechen, wiederholt sich das elektrische Feld in jedem Wellenleiter 3B, 3C in der Reihenfolge der Wellenbäuche 167 und der Knotenpunkte 177. Die Wellenleiterwellenlänge λg wird durch eine Distanz I in Richtung der Breite in 68 bestimmt. Deshalb bildet eine Distanz J1 in vertikaler Richtung einen Freiheitsgrad, während eine gewisse Distanz zwischen der Antenne 30 und der gegenüberliegenden Wandfläche 170 gewährleistet bleiben soll, und zwar für den Fall eines anormalen Zustandes wie z.B. Entladung o.dgl., falls die Distanz zu klein (nicht größer als 5 mm) ist. Der Ablenkungspunkt 168 bildet den Knotenpunkt 177 in der Mitte der Wellenleiter 3A und 3C, um eine Störung der elektrischen Felder in den Wellenleitern 3A und 3C zu verhindern, da ein elektrisches Feld 178A erzeugt wird um darin den Ablenkungspunkt 168 zu halten, welcher eine Öffnung für die elektromagnetischen Wellen bildet. Die vom Ablenkungspunkt 168 in den Wellenleiter 3B übermittelten elektromagnetischen Wellen erzeugen in ähnlicher Weise ein elektrisches Feld 178B, um den Ablenkungspunkt 168 darin zu halten, und werden rechts und links mit derselben Wellenleiterwellenlänge λg wegen derselben Distanz I in Richtung der Breite in 68 übermittelt. Da eine Entfernung vom Ablenkungspunkt 168 zur rechten Endfläche 179 auf 1/2 λg und eine Entfernung zur linken Endfläche 180 auf 2/2 λg eingestellt ist, wiederholt sich das elektrische Feld im Wellenleiter 3B in der Reihenfolge seiner Wellenbäuche 176 und Knotenpunkte 177. Da außerdem kein vorspringendes Teil wie die Antenne 30 im Wellenleiter 3B vorhanden ist, kann eine Distanz J2 in vertikaler Richtung so sehr reduziert werden, dass eine Entladung zwischen den Wandflächen nicht auftrifft. Die Querschnittsfläche des Wellenleiters 3B ist auf die Hälfte oder kleiner reduziert, indem J2 auf einen Wert kleiner als J1/2 bemessen wird. Bei zu großer Öffnungsdistanz K des Ablenkungspunktes 168 werden die elektromagnetischen Wellen in den Wellenleitern 3A und 3C gegenüber dem ordnungsgemäßen Zustand gestört. Bei zu geringer Distanz K singt die an den Wellenleiter 3B übermittelte Energie. Deshalb wird die Distanz K so bemessen, dass sie ein wenig kleiner als 1/4 der Wellenleiterwellenlänge λg ist. In ähnlicher Weise wird eine Öffnungsdistanz der Öffnung 169 zur Übermittlung der elektromagnetischen Wellen an die Heizkammer 4 auf etwas geringer als 1/4 λg eingestellt. Außerdem werden die Wellenleiter 3A und 3C benachbart zum Wellenleiter 3B angeordnet, um sich dadurch eine Wandfläche 181 zu teilen.
69 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes in einer sechsundzwanzigsten Ausführung. (Zusammengehörende Elemente sind natürlich miteinander verbunden, jedoch zum besseren Verständnis in getrennter Anordnung dargestellt).
Metallische hervorstehende Teile 173A und 173B sind durch Nutenstanzen in der Heizkammer 4 und dem Wellenleiter 3 so ausgebildet, dass sie die Öffnung 169 umgeben. (Der Wellenleiter 3 besitzt ein Wandflächenteil 182 und ein Vorsprungsteil 183). Die vorspringenden Teile 173A und 173B sind aufeinander zu gerichtet. Das metallische Abschirmteil 171 ist so konstruiert, dass es sich beweglich zwischen den vorspringenden Teilen 173A und 173B in Berührung mit diesen befindet. Die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 werden in die Heizkammer 4 nur dann übertragen, wenn sich das Abschirmteil 171 nicht über der Öffnung 169 befindet. Der Wellenleiter 3 und die Heizkammer 4 sind miteinander verbunden, um ein unbeabsichtigtes Austreten der elektromagnetischen Wellen nach außen zu verhindern. Insbesondere wird ein unbeabsichtigtes Austreten der elektromagnetischen Wellen in M-Richtung durch ein Abdichtungsteil 13 verhindert. Das Abdichtungsteil 13 ist aus Metall mit einer Nut von einer Tiefe N geformt. Da N ≈ λg/4 ist, werden die elektromagnetischen Wellen nicht an die M-Seite von einer oberen Fläche 29 des Abdichtungsteils 13 übertragen. Im all gemeinen ändert sich die Impedanz der elektromagnetischen Wellen in M-Richtung (Index, der zeigt, wie wenig die elektromagnetischen Wellen zur M-Seite zu übertragen sind) um N. Die Impedanz wird durch Zin = j·Z0·tan(2π N/λg) ausgedrückt. Bei N = λg/4 ist |Zin| = Z0·tan(π/2) = ∞ (die Impedanz ist unendlich) und werden elektromagnetischen Wellen niemals an die M-Seite von der Position 184 übertragen. Eine solche Betrachtung der Impedanz entspricht einer Betrachtung einer Mikrostreifenleiterlinie, die häufig in einer Wellenabdichtungseinrichtung des Mikrowellenofens verwendet wird. Viele andere Ausführungen werden ebenfalls vorgeschlagen, um das Gerät kompakt zu machen (JP 6-13207).
Die 70 und 71 zeigen den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer siebenundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei mehrer Öffnungen 169A, 169B durch ein Antriebsteil 172 und ein Abschirmteil 171 geschaltet werden.
In 70 ist die Öffnung 169A geöffnet und die andere Öffnung 169B verschlossen, insbesondere ist 70(a) eine Schnittansicht des Aufbaus und 70(b) eine Ansicht eines Teils unterhalb des Abschirmteils 171 von 70(a), von unten betrachtet. In Abhängigkeit von der Rotation des zahnradähnlichen Antriebsteils 172 arbeitet das Abschirmteil 171 unter Berührung mit dem vorspringenden Teil 173 zwischen der Heizkammer 4 und dem Wellenleiter 3B, 3C, wodurch die Öffnungen 169A, 169B geschaltet werden, durch die die elektromagnetischen Wellen übertragen werden. In diesem Fall überlappt die Öffnung 169A eine Kerbe 185 des Abschirmteils 171, wodurch diese Öffnung wird, währen die Öffnung 169B vom Abschirmteil 171 verschlossen wird.
71 zeigt einen Zustand mit abgeschirmter Öffnung 169A und geöffneter Öffnung 169B. 71(a) ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils und 71(b) eine Ansicht des Teils unterhalb des Abschirmteils 171, von unten betrachtet. In diesem Fall wird die Öffnung 169A vom Abschirmteil 171 verschlossen und die Öffnung 169B gegenüber dem Abschirmteil 171 verschoben und geöffnet.
72 ist ein Kennliniendiagramm des Hochfrequenzheizgerätes, nämlich ein Rieke-Diagramm, das Arbeitspunkte des Magnetrons 2 repräsentiert und zeigt, wie leicht die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer 4 eintreten können. Die elektromagnetischen Wellen treten am leichtesten in einen Bereich 186 ein, was zu den äußeren Bereichen zunehmend schwieriger wird. Wenn es für die elektromagnetischen Wellen schwer ist, in die Heizkammer einzutreten, sinkt die Heizeffizient deutlich ab, wodurch die Verluste durch Erzeugung von Hitze am Emissionsteil ansteigen. Bei Umschalten der Öffnung 169A zur Öffnung 169B, während die elektromagnetischen Wellen kontinuierlich abgestrahlt werden, wenn sich bei verschlossener Öffnung 169B und bei geöffneter Öffnung 169A ein Arbeitspunkt bei 187, da die Öffnungen 169A und 169B beginnen, allmählich geöffnet und geschlossen zu werden, beginnt sich der Arbeitspunkt 187 in einer Richtung eines Pfeils zu bewegen, bis er einen Punkt 188 erreicht, wenn beide Öffnungen halb geöffnet sind. Der Arbeitspunkt kehrt zum Punkt 187, wenn die Öffnungen vollständig geschaltet sind. In anderen Worten, es entsteht ein Zustand in der Mitte des Betriebes des Abschirmteils 171, wonach die elektromagnetischen Wellen kaum in die Heizkammer eintreten können. In der Mitte des Betriebes des Abschirmteils 171 steigen nicht nur die zuvor erwähnten Verluste am Emissionsteil an, sondern ändert sich die Oszillationsfrequenz, entsteht höheres harmonisches Rauschen oder treten ähnliche Störungen auf. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem dadurch, dass aufgrund einer solchen Steuerung die elektromagnetischen Wellen aus dem Emissionsteil im Betrieb des Abschirmteils 171 nicht austreten.
73 ist ein Kennliniendiagramm der Ausführung, wobei eine Ordinatenachse die Hochfrequenzausgangsleistung P und eine Abszissenachse die Zeit t angibt. Wegen des instabilen Zustandes während eines Zeitraums t_ST nach Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Emissionsteil entsteht im allgemeinen leichter ein Rauschen wie z.B. höhere harmonische etc.. Zur Beseitigung dieses Problems wird herkömmlich bei Verwendung eines gegen Rauschen nicht resistenten Erfassungsteils zur Erfassung des Zustandes des Nahrungsmittels 6 im Anfangsstadium des Erhitzens das Nahrungsmittel erfasst, wobei keine elektromagnetischen Wellen während t_M abgestrahlt werden, werden anschließend nach der Erfassung elektromagnetische Wellen während t_ST abgestrahlt und erreicht die Erhitzung einen stabilen Zustand bei t_F, wie in 73(a) gezeigt ist. Aufgrund des Zeitintervalls t_M, während dessen eine Erhitzung nicht stattfindet, ist diese Art der Erhitzung besonders ineffizient. Demgegenüber werden gemäß der vorliegenden Erfindung die elektromagnetischen Wellen sofort ab Beginn der Erhitzung abgestrahlt, um den stabilen Zustand bei t_F bis t_ST sobald wie möglich zu erreichen, wie in 73(b) gezeigt ist. Der Zustand des Nahrungsmittels 6 im Anfangsstadium wird um t_ST+Δt später (bald nach dem der Heizzustand stabil wird) erfasst. Deshalb kann der Zustand des Nahrungsmittels 6 ohne Reduktion der Heizeffizienz genau erfasst werden.
74 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes einer achtundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die vom Magnetron 2 emittierten elektromagnetischen Wellen erhitzen das Nahrungsmittel auf dem Drehtisch 1 in der Heizkammer 4 über den Wellenleiter 3. Zu dieser Zeit werden mehrere Öffnungen 169 zur Führung der elektromagnetischen Wellen vom Wellenleiter 3 in die Heizkammer 4 mit einer transparenten Abdeckung 25 abgedeckt, welche aus einem Material mit geringen dielelektrischen Verlusten besteht, wodurch elektromagnetische Wellen kaum absorbiert werden können. Ein metallischer Rührflügel 189 ist als Drehkörper im Wellenleiter 3 angeordnet, welcher von einem Schrittmotor 190 angetrieben und gedreht wird. Der Rührflügel 189 führt zweckabhängig verschiedene Vertriebsmuster aus, und deshalb wird eine Bewegungsentfernung des Flügels von einem Referenzpunkt stets von einer Flügelpositionserfassungseinrichtung 191 überwacht. Die Steuerungseinrichtung 19 steuert die Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2, den Antrieb des Schrittmotors 190 durch Bestimmen des Betriebsmusters des Rührflügels 189 oder den Antrieb des Motors 22 durch Erfassung der Rotation und des Anhaltens des Drehtisches 1 auf der Grundlage von über die Taste durch den Benutzer eingegebenen Signalen vom Betriebspanel 64, den Gewichtssensor 23 oder einen Zustandssensor 192, der andere Sensoren wie z.B. den Temperatursensor etc. aufweist, und die Flügelpositionserfassungseinrichtung 191. Das Gerät besitzt eine Gehäuseabdeckung 193 und eine frei zu öffnende und zu schließende Tür 194.
Die mehreren Öffnungen 169 werden von der Stellung des Rührflügels 189 geschaltet, wodurch sich die Heizverteilung ändert. Gleichzeitig kann der Anpassungszustand geändert werden. Da die Stellung oder die Rotation des Rührflügels 189 in Übereinstimmung mit dem Signal von dem Bedienpanel 64, dem Gewichtssensor 23 oder dem anderen Zustandsensor 192 frei eingestellt wird, erhält man die Heizverteilung oder den Anpassungszustand entsprechend dem Heizzweck. Da außerdem die Rotation und das Anhalten des Drehtisches 1 ebenfalls frei eingestellt wird, kann das Nahrungsmittel 6 in konzentrischer Richtung, vom Drehpunkt des Drehtisches aus betrachtet, durch Rotation des Drehtisches 1 oder Anhalten des Drehtisches 1, um den Anpassungszustand zu verbessern, falls es sich beim Nahrungsmittel 6 um Milch oder Suppe, also um Flüssigkeit handelt, gleichmäßig erhitzt werden.
75 ist eine Schnittansicht entlang der Linie P-P' von 74.
Der Wellenleiter 3 ist in der Mitte aufgeweitet, worin der Rührflügel 189 installiert ist. Da die Öffnungsabdeckung 25 transparent ist, kann der Betrieb des Rührflügels 169 durch fünf Öffnungen 169 betrachtet werden.
Die 76 und 77 sind Schnittansichten von Hochfrequenzheizgeräten in einer neunundzwanzigsten und einer dreißigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Das Gerät von 76 besitzt die Öffnungen 169 nur vor dem Rührflügel 189, und das Gerät von 77 besitzt nur eine einzige Öffnung 169 vor dem Rührflügel 189.
Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, können die Öffnungen weiter weg als der Rührflügel 189, vom Magnetron 2 aus betrachtet, in Abhängigkeit von der Form der Heizkammer 4 oder der Höhe des Drehtisches 1 angeordnet werden. Ansonsten kann der Wellenleiter 3 in vertikaler Richtung oder in geneigter Richtung verlängert werden, oder mehrere Wellenleiter 3 können nicht in einer einzigen Richtung vom Magnetron 2, sondern in mehreren Richtungen verlängert werden, um mehrere Öffnungen 169 zu bilden. Außerdem kann der Wellenleiter 3 Rittlings auf zwei oder drei von den Seitenflächen, der Bodenfläche und der oberen Fläche der Heizkammer zusätzlich zur Rückfläche gekrümmt sein. der Rührflügel 189 kann aus einer anderen Zahl von Flügeln als vier bestehen. Eine einfache Platte oder ein stabförmiger Körper können als Rotationskörper anstelle des Rührflügels verwendet werden.
Nach dem zu erwärmende Milch in die Heizkammer 4 gestellt worden ist, wird die Milch-Taste 65 des Bedienpanels 64 in 24 betätigt und die Start-Taste 66 gedrückt. Die Steuerungseinrichtung 19 stellt aufgrund des Signals des Bedienpanles 64 fest, dass es sich bei dem Nahrungsmittel 6 um Milch handelt, und ermittelt die Menge, die Form und die Temperatur etc. der Milch aus den Signalen von dem Gewichtssensor 23 und dem Zustandssensor 192. Eine geeignete Position für den Rührflügel 189 wird folglich ermittelt, und der Schrittmotor 190 wird auf der Grundlage des Signals von der Flügelpositionserfassungseinrichtung 191 angetrieben, und zwar zu Beginn der Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2. Der Drehtisch 1 steht während dieser Zeit still, um zur effizienten Erhitzung den Anpassungszustand zu stabilisieren. Anschließend wird die Milch während einer Zeit erhitzt, die von dem Gewichtssensor 23 oder dem Zustandssensor 192 ermittelt worden ist, und die Erhitzung wird gestoppt, wenn die Milch eine geeignete Temperatur erreicht. Die Milch wird selbstver ständlich in der guten Verteilung durch die Konvektion und ferner im stabilen geeigneten Anpassungszustand erhitzt, wenn die elektrischen Felder auf der Bodenfläche des Milchbehälters konzentriert werden.
Zum Auftauen von gefrorenem Fleisch oder Fisch wird die Auftau-Taste 68 gedrückt, nachdem das Nahrungsmittel 6 in die Heizkammer 4 gelegt worden ist, gefolgt vom Drücken der Start-Taste 66. Die Steuerungseinrichtung 19 stellt aus dem Signal des Bedienpanels 64 fest, dass es sich bei dem Nahrungsmittel 6 um gefrorenes Nahrungsmittel handelt, wobei die Menge, die Form, die Temperatur o.dgl. des gefrorenen Nahrungsmittels auf der Grundlage von Signalen von dem Gewichtssensor 23 und dem Zustandsensor 192 erfasst werden und eine geeignete Drehzahl des Rührflügels 189 ermittelt wird. Folglich wird der Schrittmotor 190 angetrieben und gedreht, und die elektromagnetischen Wellen beginnen aus dem Magnetron 2 auszutreten. Gleichzeitig drehen sich der Drehtisch 1 sowie der Rührflügel 189, um eine teilweise Konzentration der elektrischen Felder soweit wie möglich zu verhindern. Anschließend wird das Nahrungsmittel während eines vom Gewichtssensor 23 oder vom Zustandsensor 192 ermittelten Zeitraumes erhitzt, und die Erhitzung wird bei Erreichen einer geeigneten Temperatur (vollständig aufgetaut) gestoppt. Es ist nicht wünschenswert, das Nahrungsmittel teilweise zu kochen, wenn die elektrischen Felder konzentriert werden, und deshalb ist die Verteilung ein wichtiger Faktor im Falle des Auftauens. Deswegen ist die Verteilung sehr wichtig, und zwar unabhängig von der Herabsetzung der Effizienz.
Wenn das Nahrungsmittel, das abgekühlt ist, wieder zu erwärmen (erneut zu erhitzen) ist, wird die Start-Taste 66 gedrückt, nachdem das Nahrungsmittel 6 in der Heizkammer angeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 19 erkennt aus dem Signal des Bedienpanels 64, dass das Nahrungsmittel 6 erneut erhitzt werden muss, und erfasst die Menge, die Form, die Temperatur o.dgl. des Nahrungsmittels aus den Signalen des Gewichtssensors 23 und des Zustandssensors 192. Besonders charakteristisch ermittelt die Steuerungseinrichtung 19, ob das Nahrungsmittel 6 flüssig oder fest ist oder sich in einem mittleren Zustand zwischen flüssig und fest befindet. Für eine solche Erfassung wird der Drehtisch 1 zunächst für eine kurze Zeit gedreht und gestoppt, wodurch das Nahrungsmittel 6 in Vibration versetzt wird, und eine Änderung der Vibration mit der Zeit wird er fasst. Das Verfahren basiert auf dem Prinzip, das die Vibration für einen langen Zeitraum fortgesetzt wird, falls das Nahrungsmittel flüssig ist, und in einem kurzen Zeitraum angehalten wird, falls das Nahrungsmittel fest ist. Anschließend wird ein geeigneter Betrieb des Rührflügels 189 bestimmt und der Schrittmotor 190 angetrieben und gedreht, wodurch die elektromagnetischen Wellen anfangen, vom Magnetron 2 abgestrahlt zu werden. Bei flüssigem Nahrungsmittel 6 ähnlich wie im Fall von Milch wird der Anpassungszustand stabilisiert, um wirksam zu heizen, indem der Drehtisch 1 angehalten wird. Falls andererseits das Nahrungsmittel 6 fest ist, wird der Drehtisch 1 gedreht, um die konzentrische Heizverteilung zu vergleichmäßigen. Falls sich ferner das Nahrungsmittel 6 in einem mittleren Zustand zwischen fest und flüssig befindet, wird der Drehtisch 1 wiederholt gedreht und gestoppt. Die Erhitzung wird für einen vom Gewichtssensor 23 oder Zustandssensor 192 ermittelten Zeitraum fortgesetzt oder gestoppt, wenn das Nahrungsmittel eine geeignete Temperatur erreicht. Im Falle von flüssigem Nahrungsmittel 6, falls die elektrischen Felder an der Bodenfläche des Nahrungsmittels konzentriert werden, sogar wenn der Drehtisch gestoppt wird, ist die Heizverteilung natürlich durch die Konvektion gut und der Anpassungszustand stabil und gut, wodurch die Heizeffizienz verbessert wird.
78 ist ein Kennliniendiagramm der Heizeffizienz in dieser Ausführung. Bei 78 handelt es sich um ein Smith-Diagramm, das den Anpassungszustand einer Last, vom Magnetron 2 aus betrachtet, angibt. Ein schraffierter Bereich 195 bildet einen hocheffizienten Bereich (, wo die elektromagnetischen Wellen besonders effizient in die Heizkammer 4 eintreten). Bei Rotation des Rührflügels 189 mit gestopptem Drehtisch 1 wird für die Heizeffizienz für das Nahrungsmittel 6 eine charakteristische Änderung von Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6-Q7-Q1-....vermutet. D.h., der Anpassungszustand wird durch die Stellung des Rührflügels 189 geändert. Bei Rotation des Drehtisches 1 mit gestopptem Rührflügel 189 an einer charakteristischen Position Q6 zeigt die Heizeffizienz eine charakteristische Änderung von Q6-Q8-Q9-Q10-Q11-Q6-.... In anderen Worten, der Anpassungszustand wird durch die Rotation des Drehtisches 1 geändert.
Kurz gesagt, kann der Anpassungszustand durch die Position des Rührflügels 189 und des Drehtisches 1 geändert werden.
Für eine besonders effiziente Erhitzung sollte der Rührflüge 189 an der charakteristischen Position Q6 bei stillstehendem Drehtisch 1 gestoppt werden. Obwohl selbstverständlich sowohl der Drehtisch als auch der Rührflügel in einigen Fällen für den Zweck der Verteilung bei Auftauen des gefrorenen Nahrungsmittels gedreht werden müssen, können beide gestoppt werden, um die optimale Effizienz zu erzielen, falls das Nahrungsmittel 6 flüssig ist. Da allerdings sich das Kennliniendiagramm von 78 in Abhängigkeit von dem Material, der Form, dem Ort, der Temperatur etc. des Nahrungsmittels 6 ändert, sollte die optimale Position des Drehtisches 1 und des Rührflügels 189 vorläufig als Datenbank in einem Mikrocomputer der Steuerungseinrichtung 19 für jeden Zustand des Materials, der Form, des Ortes, der Temperatur etc. des Nahrungsmittels 6 abgespeichert werden, oder der Anpassungszustand sollte vom Zustandssensor 192 o.dgl. erfasst werden. Die Steuerungseinrichtung 19 kann dementsprechend die Steuerung für eine optimale Erhitzung auf der Grundlage der Daten von dem Bedienpanel 64, dem Gewichtssensor 23, dem Zustandssensor 192 etc. und der zuvor erwähnten Datenbank ausführen.
79 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Hochfrequenzheizgerätes einer einunddreißigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das Nahrungsmittel 6 auf dem Drehtisch 1 in der Heizkammer 4 wird von elektromagnetischen Wellen erhitzt, die vom Magnetron 2 über den Wellenleiter 3 abgestrahlt werden. Mehrer Öffnungen 169 sind in der Bodenfläche der Heizkammer 4 ausgebildet, um die elektromagnetischen Wellen vom Wellenleiter 3 zur Heizkammer 4 zu leiten. Der Wellenleiter 3 besitzt einen Nebenwellenleiter 196, der an einer Stelle zwischen mehreren Öffnungen 169A und 169B abzweigt. Vorgesehen sind ein Dichtungsteil 197, das sich im Nebenwellenleiter 169 nach oben und unten bewegt, ein Dichtungsantriebsteil 198 für den Antrieb des Dichtungsteils 197 oder der transparenten Abdeckung 25, die aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten besteht, welches elektromagnetische Wellen kaum absorbiert. Auf der Grundlage von Signalen von dem Bedienpanel 64, eingegeben vom Benutzer über die Taste, dem mit dem Drehtisch 1 gekoppelten Gewichtssensor 23 zur Erfassung des Gewichtes des Nahrungsmittels 6 oder dem Temperatursensor 26, der die Temperatur des Nahrungsmittels 6 erfasst, steuert die Steuerungseinrichtung 19 die Emission von elektromagnetischen Wel len aus dem Magnetron 2, überträgt Signale zum Dichtungsantriebsteil 198, um dadurch das Dichtungsteil 197 in Bewegung zu versetzen, zum den Drehtisch 1 rotierenden Motor 22, um dadurch die Rotation des Drehtisches zu steuern, zum Höhenantriebsteil 175, um dadurch die Höhe des Drehtisches 1 zu verändern, oder zu einem Lüfterantriebsteil 199, um die Rotation des Lüfters 27 zu steuern, welcher das Magnetron 2 kühlt und Luft in die Heizkammer 4 schickt.
Bei Veränderung der Position des Dichtungsteils 197 durch das Dichtungsantriebsteil 198 werden die mehreren Öffnungen 169A und 169B geschaltet, um dadurch die Verteilung des elektrischen Feldes zu ändern. Insbesondere kann die Position des Dichtungsteils 197 in Abhängigkeit vom Signal von dem Bedienpanel 64, dem Gewichtssensor 23 oder dem Temperatursensor 26 frei eingestellt werden, und deshalb wird die Verteilung des elektrischen Feldes entsprechend dem Heizzweck in geeigneter Weise erzeugt. Obwohl in 79 nicht dargestellt, kann ein Referenzpunkt für das Dichtungsteil 197 gesetzt werden, wodurch die Position des Dichtungsteils 197 leicht gehandhabt und aus einer Bewegungsdistanz vom Referenzpunkt korrekt ermittelt wird.
Bei Veränderung der Höhe des Drehtisches 1 durch das Tischhöhenantriebsteil 175 ändert sich die Höhe des Nahrungsmittels 6 dementsprechend. Deshalb kann die Heizverteilung des Nahrungsmittels 6 sogar bei derselben Verteilung der elektrischen Felder geändert werden. Wenn in ähnlicher Weise die Höhe des Drehtisches 1 in Abhängigkeit von einer Differenz in der Verteilung des elektrischen Feldes aufgrund der Position des Dichtungsteils 197 oder auf der Grundlage des Signals von dem Bedienpanel 64, dem Gewichtssensor 23 oder dem Temperatur 26 optimal eingestellt wird, wird die Heizverteilung entsprechend dem Heizzweck realisiert. Ähnlich wie das Dichtungsteil 197 kann der Drehtisch 1 dadurch gesteuert werden, dass seine (nicht gezeigte) Referenzposition und Bewegungsdistanz in vertikaler Richtung korrekt positioniert wird.
Der Temperatursensor 26 weist einen Temperatursensor 26A, der das Nahrungsmittel 6 von oberhalb der oberen Seitenfläche der Heizkammer 4 überwacht, um die Temperaturen von mehreren Punkten des Nahrungsmittels in horizontaler Richtung und Temperaturänderungen zu erfassen, und einen Temperatursensor 26A auf, der das Nahrungsmittel 6 von oberhalb einer Seitenfläche der Heizkammer überwacht, um Temperaturen an mehreren Punkten des Nahrungsmittels in vertikaler Richtung und Temperaturänderungen zu erfassen. Der Temperatursensor 26 kann somit die Temperaturverteilung über nahezu das gesamte Nahrungsmittel 6 erfassen. Selbstverständlich kann die Temperaturverteilung ermittelt werden, falls die Temperatursensoren 26 nur an zwei Punkten angeordnet sind, und zwar irgendwo und sogar nicht in horizontalen und vertikalen Richtungen.
Obwohl der Drehtisch 1 im allgemeinen gedreht wird, um die Heizverteilung in der konzentrischen Richtung des Nahrungsmittels 6, vom Drehpunkt des Drehtisches aus betrachtet, zu vergleichmäßigen, können das Drehen und Stoppen des Drehtisches 1 vom Motor 22 frei eingestellt oder in der Geschwindigkeit verändert werden. Wenn beispielsweise der Temperatursensor 26 in der Mitte des Heizvorganges feststellt, dass eine Temperaturungleichmäßigkeit auftritt, wird die Heizverteilung vom Dichtungsteil 197 oder vom Tischhöhenantriebsteil 175 verändert, um einen Zustand zu finden, wodurch die Temperaturungleichmäßigkeit beseitigt wird, und folglich wird der Drehtisch 1 gestoppt oder in dem Zustand abgebremst. Die Temperaturungleichmäßigkeit kann schnell beseitigt werden.
Außerdem ist der Lüfter 27 so aufgebaut, dass er das Magnetron 2 kühlt und Luft 200 in die Heizkammer 4 durch eine Luftansaugöffnung 201 schickt. Da die Luft 200 wegen der Hitze des Magnetrons 2 heiß ist, wirkt die Luft zum Erhitzen des Nahrungsmittels 6, falls das Nahrungsmittel 6 kalt ist oder zum Kühlen des Nahrungsmittels 6, falls das Nahrungsmittel 6 hohe Temperaturen besitzt. Auf jeden Fall mittelt die Luft 200 die Umgebungstemperatur des Nahrungsmittels 6. Eine Drehzahl des Lüfters 27 wird erhöht, falls die Temperaturungleichmäßigkeit groß ist, um dadurch die Menge der Luft 200 zu erhöhen, so dass die Heizverteilung weiter vergleichmäßigt wird. Die Luft 200 wird zu einer Auslastluft 202 nach Vergleichmäßigung der Temperatur des Nahrungsmittels 6 und aus der Heizkammer 4 durch eine Auslassöffnung 203 herausgelassen. Die Luftmenge kann auch durch Vergrößerung einer Öffnungsweite der Luftauslassöffnung 201 erhöht werden, was den Luftfluss in die Heizkammer 4 unter Verwendung einer Führung o.dgl. oder auf ähnliche Weise erleichtert.
Die 80 und 81 zeigen die Struktur eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes der einunddreißigsten Ausführung. Die Öffnung 169A und 169B werden durch das im Nebenwellenleiter 196 arbeitende Dichtungsteil 197 geschaltet.
In 80 ist im Anschluss an die Bewegung einer Antriebsstange 204 durch das Dichtungsantriebsteil 198 das Dichtungsteil 197 zum untersten Ende im Nebenwellenleiter 196 gezogen. Das Dichtungsteil 197 erhält man durch Abdeckung des Umfanges eines Leitungselementes 205 mit einem Funkenverhinderungsisolierkörper 206. Die elektromagnetischen Wellen werden nicht zu einer tiefergelegenen Seite als einer Endfläche 207 der Dichtung übertragen, da L1 ≈ L2 ≈ λ/4 erfüllt ist. In der Zwischenzeit wird die Impedanz der elektromagnetischen Wellen an einer Stelle 208 in der Nähe eines Verbindungspunktes zwischen dem Wellenleiter 3 und dem Nebenwellenleiter 196 (für die elektromagnetischen Wellen, die aus der rechten Richtung in der Zeichnung in den Wellenleiter 3 gelangen, ist es leicht, links von der Stelle 208 an zu laufen) um eine Länge L3 verändert. Insbesondere beträgt die Impedanz Zin=j·Z0·tan(2π·L3/λg). Bei L3 = λg/4 ist |Zin| = Z0·tan(π/2)= ∞ (die Impedanz ist unendlich), und die elektromagnetischen Wellen werden links von der Stelle 208 nicht übertragen.
In 81 ist als Ergebnis der Bewegung der Antriebsstange 204 durch das Dichtungsantriebsteil 198 das Dichtungsteil 197 zum obersten Ende im Nebenwellenleiter 196 gezogen. In diesem Fall ist L3 gleich 0 und |Zin| = Z0·tan(0) = 0, wodurch die elektromagnetischen Wellen links von der Stelle 208 übertragen werden.
Dementsprechend wird die Öffnung 169 durch die Stellung des Dichtungsteils 198 geöffnet und geschlossen. Die 80 und 81 basieren auf demselben Konzept der Impedanz als bei der Mikrostreifenleitung und können auch in anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
82 zeigt eine 32. Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Nebenwellenleiter 196 in einer anderen Richtung angeschlossen ist. Da der Nebenwellenleiter 196 eine geringere Breite unter der Bodenfläche der Heizkammer 4 in 82 als in den 79 bis 81 einnimmt, steigt das Volumenverhältnis der Heizkammer gegenüber der äußeren Abmessung, wodurch sich das kompakte Hochfrequenzheizgerät realisieren lässt.
Die 83 bis 89 sind Kennliniendiagramme des Hochfrequenzheizgerätes, Ansichten eines wesentlichen Teils des Gerätes und ein Flussdiagramm, welche zeigen, wie die Heizverteilung durch ein Verhältnis zwischen der Position der Öffnung 169 und der Höhe des Nahrungsmittels 6 vergleichmäßigt wird.
83 ist ein Kennliniendiagramm einer ermittelten Heizverteilungsungleichmäßigkeit, wenn 200cc Milch (eine Tasse von Milch) als Nahrungsmittel 6 erhitzt wird, während die elektromagnetischen Wellen durch eine der Öffnungen 169A und 169B in die Heizkammer 4 übertragen werden. Die Höhe h wird während der Messung verändert. Eine Abszissenachse zeigt eine Anzahl von geöffneten Öffnungen, und eine Ordinatenachse gibt eine Differenz zwischen maximalen und minimalen Temperaturen, gemessen an einer Vielzahl von Punkten des Nahrungsmittels, an. Je geringer die Temperaturdifferenz ist, desto geringer ist die Temperaturverteilungsungleichmäßigkeit. Eine Kurve h1 erhält man, wenn die Höhe 10 mm beträgt, und eine Kurve h2 erhält man, wenn die Höhe 30 mm beträgt. Aus diesem Kennliniendiagramm lässt sich die beste Bedingung darin er kennen, dass die Höhe h des Nahrungsmittels 10 mm beträgt, wobei die Öffnung 169A geöffnet ist, was zu einer Temperaturdifferenz von 0° führt. Da die Temperaturdifferenz im allgemein erhältlichen Mikrowellenofen etwa 2 bis 15° beträgt, erreicht man mit dem Gerät der Ausführung eine bemerkenswerte Verbesserung. Das Diagramm lässt erkennen, dass es gut ist, die elektrischen Felder an der Bodenfläche des Nahrungsmittels 6 zu konzentrieren, wenn das Nahrungsmittel 6 flüssig ist. Die elektromagnetischen Wellen aus der Öffnung 169A erhitzen die Bodenfläche des Nahrungsmittels 6, und dementsprechend wird die Heizverteilung aufgrund der Konvektion des Nahrungsmittels 6 selbst verbessert. Die Heizverteilungsungleichmäßigkeit in 83 bei Verwendung der Öffnung 169B resul tiert aus einer erhöhten Temperatur am oberen Abschnitt des Nahrungsmittels 6. Wenn die Öffnung von der Bodenfläche des Nahrungsmittels 6 separiert wird, d.h. die Höhe groß ist, haben die elektromagnetischen Wellen die Neigung, in dem oberen Abschnitt des Nahrungsmittels 6 leicht einzudringen, um den Temperaturanstieg im oberen Abschnitt des Nahrungsmittels zu verursachen.
84 ist eine Schnittansicht des Gerätes, das unter der optimalen Bedingung von 83 eingestellt ist, wobei also die Höhe 10 mm beträgt und die Öffnung 169A geöffnet ist.
Die Taste 65 im Bedienpanel 64 in 24 ist insbesondere für Milch vorgesehen. Wenn die Milch zu erwärmen ist, nachdem die Milch in die Heizkammer 4 gestellt ist, wird die Milch-Taste gedrückt, und anschließend wird die Starttaste 66 gedrückt. Die Steuerungseinrichtung 19 stellt aus dem Signal vom Bedienpanel 64 fest, dass es sich beim Nahrungsmittel 6 um Milch handelt, und führt unter Feststellung der Menge, Zusammensetzung, Temperatur, etc. der Milch aus den Signalen des Gewichtsensors 23 und des Temperatursensors 26 eine korrekte Steuerung durch, so dass die Höhe h 10 mm beträgt und die Öffnung 169A aus der Vielzahl der Öffnungen 169 geöffnet wird, wodurch durch diese die elektromagnetischen Wellen abgestrahlt werden, Innerhalb weniger Minuten beginnt die Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2. Anschließend wird die Erhitzung für einen Zeitraum, der vom Gewichtsensor 23, Temperatursensor 26 o.dgl. bestimmt wird, fortgesetzt und beendet, wenn die Milch eine geeignete Temperatur erreicht. Die Milch wird mit guter Heizverteilung auf diese Weise gut erhitzt.
85 ist ein Kennliniendiagramm, wenn 100 g von geschnittenem gefrorenem Rindfleisch als Nahrungsmittel 6 aufgetaut wird. Die beste Bedingung liegt vor, wenn die Öffnung 169A verwendet wird und die Höhe 30 mm beträgt. Da die Temperaturungleichmäßigkeit im allgemeinen Mikrowellenofen bei etwa 32 bis 60° liegt, wird die Heizcharakteristik in der Ausführung verbessert. Das 100 g geschnittene Rindfleisch besitzt eine repräsentative Form für das Nahrungsmittel 6 d.h. eine geringe Höhe (Dicke t) und ein geringes Gewicht.
86 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils des Gerätes, wobei die Öffnung 169A zum Drehtisch 1 hin geöffnet ist, der sich auf einer Höhe von 30 mm befindet, d.h. unter der optimalen Bedingung von 85.
87 ist ein Kennliniendiagramm für den Fall, dass 300 mm von gefrorenem, geschnittenem Rindfleisch als Nahrungsmittel 6 aufgetaut wird. Die beste Bedingung besteht darin, dass die Öffnung 169B verwendet wird und sich der Dreh tisch auf einer Höhe von 10 mm befindet. Da die auf dieselbe Weise gemessene Temperaturungleichmäßigkeit des allgemeinen Mikrowellenofens bei etwa 32 bis 75°C liegt, verbessert die Ausführung die Ungleichmäßigkeit. Beim 300 g geschnittenem Rindfleisch handelt es sich um ein Standard-Nahrungsmittel mit einer Höhe (Dicke t) und einem gewöhnlichen Gewicht.
88 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils des Gerätes, wenn die Öffnung 169B verwendet wird und die Höhe 10 mm beträgt, d.h. unter der optimalen Bedingung in 87.
Zum Auftauen von gefrorenem Fleisch oder ähnlichem gefrorenen Nahrungsmittel drückt der Benutzer die Auftau-Taste 68 und die Start-Taste 66 auf dem Bedienpanel 64 von 24 nach Einbringen des Nahrungsmittels in die Heizkammer 4. Als Reaktion auf das Signal vom Bedienpanel 64 stellt die Steuerungseinrichtung 19 fest, dass es sich bei dem Nahrungsmittel 6 um ein gefrorenes Nahrungsmittel handelt, und führt unter Erfassung der Menge, Zusammensetzung, Temperatur u. dgl. des gefrorenen Nahrungsmittels auf der Grundlage von Signalen vom Gewichtsensor 23 und Temperatursensor 26 eine solche Steuerung durch, dass die korrekte Öffnung 169 ausgewählt und die korrekte Höhe eingestellt wird. Fast gleichzeitig hiermit beginnt die Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2. Anschließend wird das Nahrungsmittel 6 für einen Zeitraum, der vom Gewichtsensor 23 oder Temperatursensor 26 bestimmt wird, erhitzt, oder die Erhitzung wird gestoppt, wenn die Temperatur einen geeigneten Wert einnimmt (das Nahrungsmittel vollständig aufgetaut ist).
Falls das automatische Kochen ohne Verwendung einer speziellen Taste durchgeführt wird, z. B. wenn das abgekühlte Nahrungsmittel wieder zu erwärmen (erneut zu erhitzen) ist, wird nach Einbringen des Nahrungsmittels 6 in die Heizkammer 4 die Start-Taste 66 gedrückt. Die Steuerungseinrichtung 19 stellt aus dem Signal vom Bedienpanel 64 fest, dass das Nahrungsmittel 6 erneut erhitzt werden muss, und erfasst die Menge, die Form, die Temperatur, etc. des Nahrungsmittels auf der Grundlage von Signalen vom Gewichtsensor 23 und vom Temperatursensor 26. Was hier besonders anzumerken ist, ist, dass die Steuerungseinrichtung 19 eine Beurteilung vornimmt, ob das Nahrungsmittel 6 flüssig oder fest ist. Für diese Beurteilung wird der Drehtisch 1 für eine kurze Zeit im Anfangsstadium gedreht und gestoppt, wodurch das Nahrungsmittel 6 in Vibrationen versetzt wird, und eine Veränderung der Vibration über die Zeit wird erfasst. Insbesondere setzt sich die Vibration für einen langen Zeitraum fort, falls das Nahrungsmittel flüssig ist, während die Vibration nach kurzer Zeit verschwindet, wenn das Nahrungsmittel fest ist. Anschließend führt die Steuerungseinrichtung 19 eine Steuerung durch, so dass die geeignete Öffnung ausgewählt und die geeignete Höhe eingestellt wird. Sofort danach beginnt die Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2, wobei der Drehtisch 1 wieder in Rotation versetzt wird, um die konzentrische Heizverteilung zu vergleichmäßigen. Anschließend wird das Nahrungsmittel 6 während eines Zeitraums erhitzt, der vom Gewichtsensor 23 oder Temperatursensor 26 bestimmt wird, und die Erhitzung wird gestoppt, wenn das Nahrungsmittel die geeignete Temperatur erreicht. Bei flüssigem Nahrungsmittel 6 ähnlich wie im Fall von Milch kann das Nahrungsmittel natürlich unter einer guten Heizverteilung aufgrund der Konvektion erhitzt werden, solange die elektrischen Felder auf die Bodenfläche des Nahrungsmittels konzentriert werden.
Um die gleichmäßige Erhitzung für jedes Nahrungsmittel 6 unter Beseitigung von Ungleichmäßigkeiten in der Heizverteilung zu allen Zeitpunkten zu realisieren, sollten die Daten der optimalen Stellung der Öffnung 169 und der optimalen Höhe für jede Bedingung wie z. B. Material, Form, Ort, Temperatur etc. des Nahrungsmittels 6 zuvor im Mikrocomputer der Steuerungseinrichtung 19 abgespeichert werden. Dieses Verfahren macht es für die Steuerungseinrichtung 19 möglich, die Steuerung für eine optimale Erhitzung durch Vergleich der Ausgangssignale vom Bedienpaneel 64, Gewichtsensor 23, Temperatursensor 26 etc. mit der Datenbank auszuführen.
89 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels des zuvor beschriebenen Prozesses zur Ermittlung der optimalen Stellung der Öffnung 169 und der optimalen Höhe h des Drehtisches 1 in der Anordnung der 79-82. Ein Schritt 209 repräsentiert einen Anfangszustand, wobei die Höhe h 10 mm beträgt und das Dichtungsteil 197 auf L3=0 angeordnet ist. In einem Schritt 210 wird vom Gewichtsensor 23 erfasst, ob das Nahrungsmittel 6 flüssig, das Gewicht m des Nahrungsmittels 6 kleiner als m1 oder größer als m1 und kleiner als m2 oder größer als m2 ist. In einem Schritt 211 wird das Dichtungsteil 197 vom Dichtungsan triebsteil 198 in die geeignete Position L3 bewegt. In einem Schritt 212 werden der Temperatursensor 26 und der andere Sensor zu Ermittlung verwendet, ob die Höhe (Dicke) t des Nahrungsmittels 6 größer als t1 oder kleiner als t1 und größer als t2 oder kleiner als t2 ist. In einem Schritt 213 wird das Nahrungsmittel 6 in die geeignete Höhe h mit Hilfe des Drehtischhöhenantriebsteils 175 bewegt. Auf die zuvor beschriebene Weise werden die optimale Position der Öffnung 169 und die optimale Höhe des Drehtisches in Abhängigkeit von dem Material (ob es flüssig ist oder nicht), dem Gewicht m, der Höhe (Dicke) t des Nahrungsmittels 6 ermittelt.
89 zeigt Sequenzen, wenn die geeignete Position der Öffnung 169 und die geeignete Höhe h des Drehtisches im Anfangszustand ermittelt werden. Die Position der Öffnung 169 und die Höhe des Drehtisches 1 können in geeigneter Weise mehrere Male verändert werden, um die Zustandsänderungen des Nahrungsmittels 6 (insbesondere Temperaturänderungen des Nahrungsmittels bei fortschreitender Erhitzung) rückzukoppeln, um dadurch die Heizverteilungsungleichmäßigkeiten zu beseitigen.
Die Position der Öffnung 169 oder die Höhe h des Drehtisches 1 sollten geändert werden, um die optimale Heizverteilung zu erzielen, wenn das Gewicht des Nahrungsmittels 6 unterschiedlich ist, sogar wenn das Nahrungsmittel 6 aus demselben Material besteht wie zuvor erörtert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zu jedem Zeitpunkt die Erhitzung beendet, die Öffnung 169 ausgewählt und die Höhe auf 30 mm eingestellt, in anderen Worten, das Gerät ist für ein leichtgewichtiges Nahrungsmittel 6 fertig eingerichtet, um zu verhindern, dass die Heizverteilung in einer kurzen Zeit nicht verbessert wird, weil das leichtgewichtige Nahrungsmittel nur die kurze Erhitzungszeit erfordert, oder um zu verhindern, dass die kurze Erhitzungszeit verlängert wird, falls die Erhitzung mit geringerer Heizeffizienz begonnen wird. Wenn demgegenüber das Nahrungsmittel 6 ein hohes Gewicht hat, wird eine lange Erhitzungszeit erforderlich, so dass die Öffnung und die Höhe zu ändern sind. Wenn das Nahrungsmittel 6 gerade erhitzt wird, wird mit der Emission der elektromagnetischen Wellen aus dem Magnetron 2 und der Rotation des Drehtisches 1 begonnen, und die Menge, Form, Temperatur etc. des Nahrungsmittels werden aus Signalen von dem Temperatursensor 26, dem Gewichtsensor 23 oder dem anderen Zustandssensor 192 beispielsweise den Fotosensoren 61, 62) in der Mitte der Erhitzung ermittelt. Da das Gerät am Anfang für eine Erhitzung des leichtgewichtigen Nahrungsmittels 6 fertig eingerichtet ist, werden, falls festgestellt wird, dass das Nahrungsmittel 6 eine große Menge aufweist, die Öffnung 169 und die Höhe h in geeigneter Weise gesteuert und verändert, und anschließend wird die Erhitzung während eines Zeitraumes durchgeführt, die vom Benutzer bestimmt und eingestellt wird, und gestoppt, wenn das Nahrungsmittel die geeignete Temperatur erhält, die von den Sensoren ermittelt wird.
Die 90 bis 95 sind Diagramme, die sich aus Simulationen von elektrischen Feldern innerhalb des Hochfrequenzheizgerätes ergeben.
90 ist eine perspektivische Ansicht des Hochfrequenzheizgerätes einer Ausführung. Die elektromagnetischen Wellen werden von der Antenne 30 des Magnetrons 2 erregt und in Schwingungen versetzt.
Die 91 und 92 sind perspektivische Ansichten entlang der Linie S-S' von 90, welche man erhält, wenn die Verteilung der elektrischen Felder im Hochfrequenzheizgerät (ohne das Nahrungsmittel) simuliert wird. Die in einem Resonanzzustand entstehenden elektrischen Felder sind durch Linien mit gleicher Stärke angegeben. (Das elektrische Feld ist stark, d.h. besitzt einen Schwingungsbauch, wo das baumringförmige Muster dick ist.) Diese Zeichnungen ergeben, dass die Verteilung des elektrischen Feldes durch die Position der Öffnung 169 unterschiedlich ist.
Nur die erste Öffnung 169A ist in 91 geöffnet. Es gibt vier Wellenbäuche in der X-Richtung, drei Wellenbäuche in der Y-Richtung und einen Wellenbauch in der Z-Richtung in der Heizkammer 4.
In 92 ist nur die Öffnung 169B geöffnet, und es entstehen fünf Wellenbäuche in der X-Richtung, ein Wellenbauch in der Y-Richtung und ein Wellenbauch in der Z-Richtung.
93 ist eine perspektivische Ansicht des flachen Nahrungsmittels 6 wie z. B. Shaomais o. dgl., welches im Hochfrequenzheizgerät von 90 erhitzt wird.
Die 94 und 95 sind perspektivische Ansichten entlang der Linie U-U' von 93, welche sich aus Simulationen der Verteilung der dielektrischen Verluste ergeben, wenn die elektromagnetischen Wellen dem Nahrungsmittel über die erste Öffnung 169A des Hochfrequenzheizgerätes von 90 zugeführt werden. Die Verluste sind größer und die Temperatur steigt an den schraffierten Teilen stärker an.
94 erhält man, wenn nur die erste Öffnung 169A geöffnet ist und das Nahrungsmittel 6 an einem mittleren Bodenabschnitt 214 erhitzt wird.
95 erhält man, wenn nur die zweite Öffnung 169B geöffnet ist, wodurch das Nahrungsmittel 6 an Endabschnitten 215 erhitzt wird.
Die Ursache für die Verteilung des elektrischen Feldes wie in den 91 und 92 wird nun erläutert.
Die Fortpflanzung von elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 wird zunächst beschrieben.
96 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils des Hochfrequenzheizgerätes zeigt, insbesondere sind nur das Magnetron 2, der Wellenleiter 3, die Heizkammer 4 und die Öffnung 169 aus Gründen der Einfachheit gezeigt. Ein Abschnitt L zwischen der Antenne 30 des Magnetrons 2 und einer Mitte 216 der Öffnung 169 beträgt ein ungradzahliges Vielfaches von λg/4 und der Annahme, dass λg eine Wellenlänge (Wellenleiterwellenlänge) der links im Wellenleiter 3 übertragenen elektromagnetischen Wellen. Dieser Abstand wird gewählt, da sich die elektromagnetischen Wellen links in 96 ausbreiten, während sich die Intensität auf der Grundlage der von der Form des Wellenleiters 3 bestimmten Wellenleiterwellenlänge λg wiederholt ändert, und das elektrische Feld wird stets an einer Stelle eines ungradzahligen Vielfachen von λg/4 schwach (die Phasen des Magnetfeldes und des elektrischen Feldes stimmen bei der Fortpflanzung innerhalb des Wellenleiters miteinander überein, so dass das Magnetfeld geschwächt wird. L4 ist hier auf λg × 9/4 eingestellt. Ein durchgezogener Pfeil gibt eine Richtung der starken elektrischen Felder an. Das elektrische Feld (sowie das Magnetfeld) wird in seiner Richtung alle λ/g/2 invertiert, und deshalb wird die Richtung des Pfeils alle λg/2 von der Antenne 30 weg invertiert. Sowohl das elektrische Feld als auch das Magnetfeld werden mit einer Frequenz von 2,45 GHz invertiert. Da die Öffnung 169 die Heizkammer 4 mit dem Wellenleiter 3 an einer Stelle verbindet, wo das elektrische Feld (sowie das Magnetfeld) in 96 schwach ist, werden die elektrischen Felder im Wellenleiter 3 nicht beeinträchtigt, und die elektromagnetischen Wellen werden wirksam in die Heizkammer 4 eingeleitet. Die Öffnung 169A ist mit der Heizkammer 4 verbunden, wo das elektrische Feld sowie das Magnetfeld schwach sind, und die Öffnung 169B ist mit der Heizkammer 4 verbunden, wo das elektrische Feld (sowie das Magnetfeld) in 79 stark sind, um die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 169A in die Heizkammer 4 gleichmäßig zu leiten und zu verhindern, dass die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 169B eintreten, wenn sich das Dichtungsteil 197 an der Position L3=0 befindet. Wenn demgegenüber das L3λg/4 beträgt, werden die elektromagnetischen Wellen nicht zur Öffnung 169A übertragen, sondern schließlich nur durch die Öffnung 169B in die Heizkammer 4 geleitet. Dementsprechend können die Öffnungen 169A, 169B durch Veränderung der Position des Dichtungsteils 197 geschaltet werden.
Im herkömmlichen Beispiel von 4 werden die Endflächen 14 der zwei Nebenwellenleiter 13, die den Öffnungen 5 gegenüberliegen, bewegt, um dadurch unabhängig voneinander die Öffnungen 5 zu öffnen und zu schließen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Öffnung 169A dort vorgesehen, wo das elektrische Feld schwach ist, und die Öffnung 169B dort ausgebildet, wo das elektrische Feld stark ist, wobei das Dichtungsteile 197 zwischen diesen angeordnet ist. Deshalb kann sogar mit nur einen im Gerät vorgesehenen Dichtungsteil zwischen den Öffnungen 169A und 169B gewechselt werden.
Unter Bezugnahme auf 96 wird die Wellenleiterwellenlänge λg der sich im Wellenleiter 3 fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen durch die folgende Gleichung (4) definiert, und zwar unter der Annahme, dass eine Breite des Wellenleiters 3C, eine Tiefe des Wellenleiters 3D, die Anzahl von starken und schwachen Bäuchen der elektromagnetischen Wellen in Richtung der Breite m, die Anzahl von starken und schwachen Bäuchen der elektromagnetischen Wellen in Richtung der Tiefe n und eine Wellenlänge λ der elektromagnetischen Wellen im Vakuum etwa 122 mm ist: λg = λ/√[1 – λ2{m/2C)2 + (n/2C)2}] (4)
Im allgemeinen beträgt m = 1 und n = 0, und demnach erhält man eine Gleichung (5) wie folgt: λg = λ/√{1 – λ2(1/2C)2} (5)
Insbesondere bei C = 80 mm und D = 40 mm beträgt λg etwa 188 mm (bei sämtlichen diese Werte handelt es sich um Lichtedimensionen unter Ausschluss der Dicke der Platten des Wellenleiters).
Die Resonanz der elektromagnetischen Wellen in der Heizkammer 4 wird nachfolgend erläutert.
In 96 werden starke elektrische Felder 217, 218 (anhand von Pfeilen mit durchgezogenen Linien dargestellt) direkt einander gegenüber gebildet, um die Öffnung 169 zwischen sich zu halten, so dass die elektromagnetischen Wellen in der Heizkammer 4 in einem Resonanzzustand stabil werden, so dass sie an der Öffnung 169 ihr Minimum (Knoten) haben. Die elektromagnetischen Wellen treten zu dieser Zeit besonders wirksam in die Heizkammer 4 ein (jedoch ist das elektrische Feld um 90° gegenüber dem Magnetfeld im Resonanzzustand anders als im Übertragungszustand im Wellenleiter 3 verschoben.
Während der Resonanzstatus durch die Form der Heizkammer und die Position der Öffnung bestimmt wird, entstehen in der Heizkammer, wie 91 erkennen lässt, welche die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer 4 zeigt, vier starke elektrische Felder in der X-Richtung, drei starke elektrische Felder in der Y-Richtung und ein starkes elektrisches Feld in der Z-Richtung, welche Schwingungsbäuche der elektrischen Felder bilden, die daraus resultieren, dass die elektromagnetischen Wellen als Stehwellen in der Heizkammer wegen des Resonanzzustandes verteilt sind. Ein „Modus" wird durch die Anzahl der Schwin gungsbäuche bezeichnet. Unter der Annahme, dass ein Maß in jeder Richtung der Heizkammer 4 in dreidimensionaler Darstellung mit x, y und z bezeichnet wird, wird ein Modus mit (mnp) bezeichnet, wenn die Schwingungsbäuche der elektrischen Felder in den entsprechenden Richtungen m, n und p sind. In der gegenwärtigen Ausführung befindet sich eine Mittenposition der ersten Öffnung 169A im allgemeinen in Übereinstimmung mit einer Mittenposition in den x- und y-Richtungen der Bodenfläche der Heizkammer 4 und außerdem entstehen starke elektrische Felder, um die Öffnung 169 zwischensich zu halten (um den Knoten an der Öffnung 169A zu bilden. Deshalb ist eine geradzahlige Anzahl (m: geradzahlige Anzahl) von Schwingungsbäuchen in der Lage, in der x-Richtung zu entstehen und eine ungeradzahlige Anzahl (n: ungeradzahlige Anzahl) von Schwingungsbäuchen ist leicht in der y-Richtung zu bilden. Die anderen Modi werden kaum erzeugt. Hieraus ergibt sich, dass 91 einen Modus (431) und 92 einen Modus (511) repräsentiert.
Kurz gefasst, ist die Verteilung des elektrischen Feldes (nämlich die Heizverteilung) durch die Position der Öffnung 169 veränderbar.
Die Heizkammer 4 wird als hohler Resonator betrachtet, wenn die Heizkammer 4 ein Parallelepiped ohne darin angeordnetes Nahrungsmittel 4 ist. Einen potenziellen Modus erhält man aus der Größe der Heizkammer 4 und der Position der Öffnung 169. Die Anzahl der Modi, die geschätzt wird, um in jeder Richtung der Heizkammer 4 der Dimensionen x, y und z (mm) anzusteigen, ist eine Kombination m, n und p, welche einer Gleichung (6) genügen, wobei m, n und p ganze Zahlen sind: 1/λ2 = [m/2x]2 + [n/2y]2 + [p/2z]2 (6)
Bei Anwesenheit des Nahrungsmittels 6 wird andererseits eine Verschiebung von der Gleichung (6) aufgrund von Einflüssen einer Wellenlängenkompression durch dielektrische Konstante des Nahrungsmittels verursacht. Experimente zeigen jedoch, dass ein die Gleichung (6) genügender Modus die Neigung hat, in der Nähe der Öffnung 169 stattzufinden, sogar wenn sich das Nahrungsmittel 6 in der Heizkammer befindet, und der Modus kann an einer Stelle getrennt von der Öffnung 169 zerstört werden. Um den Modus (431) zu erhalten, wenn λ etwa gleich 122 mm ist, werden der Gleichung (6) genügende Maße wie z.B. x = 330 mm, y = 300 mm und z = 215 mm ausgewählt.
Da in der vorliegenden Erfindung die Öffnung 169 in der Nähe des Nahrungsmittels 6 angeordnet sein sollte, um die auf das Nahrungsmittel 6 zielende Heizverteilung zu erhalten, sind mehrere Öffnungen 169A, 169B, die unterschiedliche Verteilungen des elektrischen Feldes erzeugen, an der zum Nahrungsmittel 6 nächstliegenden Seitenfläche der Heizkammer 4, d.h. an der Bodenfläche der Heizkammer 4, ausgebildet
97 ist eine Schnittansicht eines Hochfrequenzheizgerätes gemäß einer dreiunddreißigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In 97 erhitzen die elektromagnetischen Wellen vom Magnetron 2 durch den Wellenleiter 3 das Nahrungsmittel 6 auf einer Platte 219 in der Heizkammer 4. Öffnungen 169C und 169D verbinden den Wellenleiter 3 mit der Heizkammer 4, wodurch die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer eingeleitet werden. Die erste Öffnung 169C ist in der Mitte der Heizkammer 4 und die zweite Öffnung 169D dichter zum Magnetron 2 hin ausgebildet, so dass die schwachen Teile (Knoten) der elektrischen Felder der sich im Wellenleiter 3 fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen mit den schwachen Teilen (Knoten) der elektrischen Felder der als Stehwellen in der Heizkammer 4 verteilten elektromagnetischen Wellen verbunden werden. In der Zwischenzeit wird ein Öffnungsabschirmteil 220 gebildet, um die Öffnungen 169C und 169D abzudecken, so dass die Heizwirkung und Heizverteilung für das Nahrungsmittel 6 verbessert werden. Der Öffnungsabschirmteil 220 ist wie eine Scheibe, die aus einem wellenpermeablen Teil 221 aus elektromagnetische Wellen kaum absorbierendem Material mit geringen dielektrischen Verlusten und einem Wellenabschirmteil 222 aus Metall besteht. Der Öffnungsabschirmteil 220 wird von einer Drehwelle 223, die aus einem elektromagnetischen Wellen kaum absorbierendem Material mit geringen dielektrischen Verlusten besteht, gedreht. Die Drehwelle 223, die die Heizkammer 4 und den Wellenleiter 3 an einer Stelle zwischen den Öffnungen 169C und 169D durchdringt, ist mit einem Motor 224 als Antriebsteil gekoppelt und wird vom diesem in Rotation versetzt. Bei Rotation des Motors 224, d.h. bei Rotation der Drehwelle 223 ändert sich die Position der Öffnung, die den elektromagneti schen Wellen einen Durchtritt vom Wellenleiter 3 in die Heizkammer 4 ermöglicht, in anderen Worten, die ersten und zweiten Öffnungen 169C und 169D werden geschaltet, wodurch die Verteilung des elektrischen Feldes geändert wird. Die Drehwelle 223 ist mit einem ersten Zahnrad 225 verbunden, wodurch ein Drehmoment über das erste Zahnrad 225 auf ein zweites Zahnrad 226 übertragen wird. Das mit dem Drehtisch 1 verbundene zweite Zahnrad 226 vergleichmäßigt die konzentrische Hitzeverteilung, vom Drehpunkt des Drehtisches betrachtet, durch Rotation des Nahrungsmittels 6. Die Anzahl der Zähne des zweiten Zahnrads 226 unterscheidet sich von des ersten Zahnrads 225, insbesondere besitzt das zweite Zahnrad 226 eine größere Anzahl von Zähnen als das erste Zahnrad 225 in der Ausführung. Folglich wird die Heizverteilung besser vergleichmäßigt. Ein Formerkennungssensor 227 erkennt die Form des Nahrungsmittels 6 und überträgt Signale an die Steuerungseinrichtung 19, die wiederum den Betrieb des Magnetrons 2, des Motors 224 oder des das Magnetron 3 kühlenden Lüfters 27 steuert. In diesem Fall wird ein Verfahren zur Zuführung von optimaler Energie (wie z.B. ein Schaltmuster für die Öffnung 169A und 169D, ein Emissionsmuster der elektromagnetischen Wellen durch das Magnetron 2 o.dgl.) entsprechend der Form des Nahrungsmittels zuvor eingestellt und in Abhängigkeit vom Signal vom Formerkennungssensor 227 geschaltet. Außerdem ist das Öffnungsabschirmteil 220 aus Sicherheitsgründen mit der Abdeckung 25 beschichtet, und der Drehtisch 1 wird von Halteteilen 228 gehalten.
98 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V' in 97.
Ein Mittelpunkt der ersten Öffnung 169C liegt im Mittelteil (sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung) der Bodenfläche der Heizkammer 4. Die zweite Öffnung 169D ist dichter am Magnetron 2 als die erste Öffnung 169C ausgebildet. Die Öffnungen 169C und 169D sind rechteckig, wobei ihre vier Seiten parallel zur selben rechteckigen Bodenfläche der Heizkammer 4 verlaufen.
99 ist eine Schnittansicht entlang der Line W-W' in 97.
Das Öffnungsabschirmteil 220 bedeckt die Öffnungen 169C und 169D, wobei der halbkreisförmige Wellenabschirmteil 222 über dem kreisförmigen wellenpermeablen Teil 221 angeordnet ist, und wird von der Drehwelle 223 in Rotation ver setzt. In 99 können die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 schwer in die Heizkammer 4 durch die erste Öffnung 169C wegen des Abschirmteils 222 eintreten, jedoch leicht von der zweiten Öffnung 169D. Bei halber Drehung der Drehwelle 223 können die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 3 von der ersten Öffnung 169C leicht in die Heizkammer 4 eintreten und von der zweiten Öffnung 169D schwer in die Heizkammer eintreten. Deshalb werden die Öffnungen 169C und 169D durch die Rotation des Öffnungsabschirmteils 220 geschaltet.
Gemäß dieser dreiunddreißigsten Ausführung werden sowohl der Öffnungsabschirmteil 220 als auch der Drehtisch 1 von der einen Drehwelle 223 gedreht. Jedoch können selbstverständlich der Öffnungsabschirmteil und der Drehtisch mit getrennten Drehwellen vorgesehen sein, um die Heizverteilung effizienter zu vergleichmäßigen. Trotz Rotation des Öffnungsabschirmteils 220 innerhalb der Heizkammer 4 kann der Abschirmteil 220 im Wellenleiter 3 linear nach rechts und links bewegt werden. Obwohl es besonders einfach ist, falls der Motor 224 ein Wechselspannungsmotor ist, der mit konstanter Geschwindigkeit dreht, kann außerdem ein Schrittmotor zur genaueren Steuerung und Vergleichmäßigung der Heizverteilung verwendet werden. Die zweite Öffnung 169D kann an der anderen Seitenfläche der Heizkammer 4 als der Bodenfläche der Heizkammer 4 ausgebildet sein. Obwohl das Gerät auf der Grundlage des Signals vom Formerkennungssensor 227 gesteuert wird, kann außerdem das Erfassungsteil aus der anderen Sensoreinrichtung bestehen.
100 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die elektrischen Felder gekrümmt werden, wenn das (leichtgewichtige) flache Nahrungsmittel 6 in der Nähe der Mitte der Heizkammer 4 (d.h. oberhalb der ersten Öffnung 169C) angeordnet wird. Das Nahrungsmittel 6 zwingt ein Paar von in ihrer gegenüberliegenden starken elektrischen Feldern 229 und 230, die die Öffnung 169C zwischensich halten, in eine Krümmung, wobei ein inneres starkes elektrisches Feld 231 erzeugt wird. Folglich wird das Nahrungsmittel vom inneren starken elektrischen Feld 231 und der elektrischen Energie P der Gleichung (1) aufgrund der dielektrischen Konstante des Nahrungsmittels 6 erhitzt. Gleichzeitig wird ein Hitzeerzeugungsabschnitt 232 an einem mittleren unteren Teil des Nahrungsmittels 6 verursacht, und deshalb wird das Innere des Nahrungsmittels 6 erhitzt, ohne dass ein Rand des Nahrungsmittels gekocht wird, was zur selben Verteilung der dielektrischen Verluste führt, wie in 94 gezeigt ist. Jedoch begegnet 100 einem direkt entgegengesetzten Problem gegenüber dem im herkömmlichen Mikrowellenofen, in anderen Worten, der mittlere untere Teil des Nahrungsmittels 6 wird zu stark erhitzt, während der Rand des Nahrungsmittels kalt bleibt. Zur Lösung dieses Problems wird die Öffnung 169 zwischen den Öffnungen 169C und 169D geschaltet, um die Heizverteilung zu vergleichmäßigen. Der Randabschnitt des Nahrungsmittels 6 wird heiß, sofern sich die verwendete Öffnung nicht in der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4 (unmittelbar unterhalb des Nahrungsmittels) befindet, wahrscheinlich weil die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer 4 durch das Nahrungsmittel 6 selbst gestört wird, wenn die Öffnung an einer gegenüber der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer anderen Stelle verwendet wird, und die elektrischen Felder werden nur in einer Richtung erzeugt, um den Randabschnitt des Nahrungsmittels getrennt von der Öffnung abzudecken. Obwohl die Verteilung des elektrischen Feldes ebenfalls gestört wird, wenn sie sich weit weg von der Öffnung 169C in der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4 (unmittelbar unterhalb des Nahrungsmittels) befindet, werden die starken elektrischen Felder 229, 230 in der Nähe der Öffnung 169C stabil gehalten und wird deshalb das Innere des Nahrungsmittels 6 ohne Kochen des Randabschnittes erhitzt. (Obwohl 100 zeigt, dass nur ein ein starkes elektrisches Feld deformierender Teil 233 gestört wird, kann die Verteilung des elektrischen Feldes so sehr gestört werden, dass im außergewöhnlichen Fall vier starke elektrische Felder 234 an der oberen Fläche der Heizkammer 4 zu drei oder zwei gemacht werden). Da das Nahrungsmittel im allgemeinen in der Mitte der Heizkammer 4 angeordnet wird, sollte die erste Öffnung 169C in der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer 4 angeordnet sein, jedoch kann die Position der zweiten Öffnung 169D mit einigen Freiheitsgraden bestimmt werden.
Die 101 bis 104 sind Schnittansichten der Heizkammer 4 zur Erläuterung, wie unterschiedlich die elektrischen Felder in Abhängigkeit von der Position der Öffnung in der Wandfläche der Heizkammer erzeugt werden.
Um den Modus in Übereinstimmung mit der Gleichung (6) unter der Annahme zu erhalten, dass die Heizkammer 4 ein hohler Resonator ist, sollte die Öffnung an geordnet sein, wie in den 101 bis 103 angegeben ist (hier ist die Öffnung aus Vereinfachungsgründen in der zweiten Dimension gezeigt).
In 101 werden starke elektrische Felder 235, 236 einander gegenüberliegend erzeugt, um eine Öffnung 169E zwischensich zu halten, d.h. ein Modus (22*) wird gebildet. Ein Modus einer (geraden Zahl, geraden Zahl, *), wie zuvor angegeben, lässt sich leicht erzeugen.
102 zeigt einen Fall, bei welchem starke elektrische Felder 237, 238 einander gegenüberliegend erzeugt werden, um eine Öffnung 169E zwischen sich zu halten, und zwar zur Erzeugung eines Modus (23*). Derselbe Modus, wie zuvor angegeben, welcher aus (einer geraden Zahl, ungeraden Zahl, *) oder (einer ungeraden, einer geraden Zahl, *) besteht, ist in ähnlicher Weise leicht realisierbar.
103 zeigt einen Fall, bei welchem starke elektrische Felder 239, 240, die einander gegenüberliegen und eine Öffnung 169G zwischen sich halten, zur Erzielung eines Modus (33*) erzeugt werden. Derselbe Modus, wie zuvor angegeben, welcher aus (einer ungeraden Zahl, einer ungeraden Zahl, *) wird in derselben Weise leicht erzielt.
Obwohl andererseits der Aufbau in 104 versucht, starke elektrische Felder 241, 242 zu erhalten, die einander gegenüberliegen und eine Öffnung 169H zwischen sich halten, lässt sich ein Modus in Überstimmung mit der Gleichung (6) nicht erzielen, was es unmöglich macht, die Verteilung des elektrischen Feldes abzuschätzen. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Wandflächen der Heizkammer nicht parallel zur Öffnung 169H sind.
Wie sich der vorangegangenen Beschreibung entnehmen lässt, können die elektrischen Felder auf gewünschte Weise erzeugt werden, falls die Öffnung 169 parallel zu den Wandflächen der Heizkammer 4 vorgesehen ist.
105 ist ein Kennliniendiagramm der Heizeffizienz in einer vierunddreißigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und zwar insbesondere ein Smith-Diagramm, das einen Reflexionszustand (Anpassungszustand) zeigt, vom Magnetron 2 aus betrachtet. Ein schraffierter Teil bildet den hochwirksamen Be reich 195 (, wo die elektromagnetischen Wellen besonders effizient in die Heizkammer 4 eintreten). In 105 sind die Heizkammer und die Öffnung einander angepasst, so dass sich ein charakteristischer Reflexionspunkt 243, 244 im hochwirksamen Bereich 195 befindet, wenn nur die erste, zweite Öffnung 169C, 169D geöffnet ist, um eine Nenn-Ausgangsleistung zu erhalten. Dementsprechend erhält man die gleichmäßige Erhitzung und wird die Heizeffizienz erhöht, wie zuvor beschrieben wurde.
106 ist eine Draufsicht auf Shaomais 245 auf der Platte 219 als ein repräsentatives Bespiel eines flachen Nahrungsmittels, von oben betrachtet. Wenn Shaomais im herkömmlichen Mikrowellenofen, wie in 1 gezeigt ist, erhitzt wird, erhält man ein Kennliniendiagramm gemäß 107. Eine Abszissenachse stellt die Zeit nach Beendigung der Erhitzung des Shaomais dar, und eine Ordinatenachse stellt die Temperatur dar. Eine Durchschnittstemperatur von vier Shaomais-Produkten im Zentralteil 246 (schraffierter Teil) des Shaomais 245 ist X1, und eine Durchschnittstemperatur von zwölf Shaomais-Produkten an einem Umfangsteil 247 (ohne Schraffierungen) des Shaomais 245 ist X2. Deshalb ist der Umfangsteil 247 heißer als der Zentralteil 246, was eine Eigenschaft des herkömmlichen Mikrowellenofens ist, wonach flaches Nahrungsmittel wie Shaomais nur am Randabschnitt und kaum im zentralen Abschnitt erhitzt wird.
8 ist ein Kennliniendiagramm der Temperaturungleichmäßigkeit, wenn sechszehn Shaomais-Produkte 245 von 106 im Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung erhitzt werden. In 108 ist die Zeit nach Beendigung der Erhitzung von Shaomais auf einer Abszissenachse angegeben und die Temperatur auf einer Ordinatenachse gezeigt. Die Durchschnittstemperatur von vier Shaomais-Produkten im Zentralteil 246 ist fast gleich der Durchschnittstemperatur von zwölf Shaomais-Produkten am Umfangsteil 247, und deshalb wird die Erhitzung in der vorliegenden Erfindung stärker vergleichmäßigt.
Jedoch wird die Kennlinie von 108 nicht immer erreicht, sogar wenn die Heizkammer an jede von mehreren Öffnungen unabhängig angepasst ist. Ob wohl es zutrifft, dass die ersten und zweiten Öffnung 169C und 169D die Neigung haben, den zentralen Teil 246 und den Umfangsteil 247 entsprechend zu erhitzen, steigen die Temperaturen an den Teilen 247 nicht immer mit derselben Geschwindigkeit an. Wie in 109 gezeigt ist, kann beispielsweise die Durchschnittstemperatur X1 des zentralen Teils 246 höher als die Durchschnittstemperatur X2 des Umfangsteils 247 (gegenüber dem herkömmlichen Kennliniendiagramm von 107 invertiert) sein, da die Temperatur des nur vier Shaomais-Produkte halternden zentralen Teils 247 schneller ansteigt als die des Umfangsteils 247 mit zwölf Shaomais-Produkten, sogar wenn dieselbe Menge von elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer 4 aus den Öffnungen 169C, 169D eingeleitet wird. Der Temperaturanstieg im zentralen Teil ist ins Gleichgewicht mit dem im Unfangsteil in fünfunddreißigsten bis siebenunddreißigsten Ausführungen der vorliegenden Erfindung zu bringen, welche nachfolgend anhand der 110 bis 113 beschrieben werden.
In der fünfunddreißigsten Ausführung in 110 ist eine Öffnungsfläche der ersten Öffnung 169C kleiner ausgeführt als die der zweiten Öffnung 169D, was sich vom Aufbau in 98 unterscheidet, um dadurch die Menge der in die Heizkammer 4 durch die erste Öffnung 169C eintretenden elektromagnetischen Wellen zu reduzieren. Gemäß dieser Anordnung wird der Temperaturanstieg im zentralen Teil begrenzt und die Charakteristik von 109 optimiert und der Charakteristik von 108 angenähert.
Gemäß der sechsunddreißigsten Ausführung ist der Reflexionszustand (Anpassungszustand) an der ersten Öffnung 169C verschoben, wie beispielhaft in einem Kennliniendiagramm von 111 erkennbar ist, welche sich von 105 unterscheidet. Während der charakteristische Punkt 244 im Hochfrequenzbereich bei der zweiten Öffnung 169D erhalten bleibt, ist der charakteristische Punkt 243 bei der ersten Öffnung 169C verschoben, wie 111 erkennen lässt. Da die aus der ersten Öffnung 169C in die Heizkammer 4 eintretenden elektromagnetischen Wellen reduziert (stärker reflektiert) werden, wird der Temperaturanstieg im zentralen Teil unterdrückt. Somit wird die Charakteristik von 109 entsprechend der Charakteristik von 108 optimiert.
Bei der siebenunddreißigsten Ausführung der 112 bis 113 ändert sich ein Verhältnis der Öffnungszeitintervalle der ersten und Öffnungen 169C und 169D. 113 ist eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y' von 112, welche sich von 97 darin unterscheidet, dass das Wellenabschirmteil 222 mit ei nem vorstehenden Abschirmteil 248 und einem Abschirmungsöffnungsteil 249 versehen ist. In diesem Fall wird die zweite Öffnung 169D für die meiste Zeit geöffnet, während der Öffnungsabschirmteil 220 einmal rotiert. Nur wenn sich der vorstehende Abschirmteil 248 über der zweiten Öffnung 169D und der Abschirmöffnungsteil 249 über der ersten Öffnung 169C befindet, wird die erste Öffnung 169C geöffnet. Folglich wird der Temperaturanstieg im zentralen Teil begrenzt und im Umfangsteil verstärkt, so dass die Charakteristik von 109 an die Charakteristik von 108 optimiert wird.
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann ein Schrittmotor als Motor 224 verwendet werden, wodurch der Öffnungsabschirmteil 220 nicht konstant gedreht wird, um einen Zeitraum zum Schalten der zu öffnenden und schließenden Öffnungen 169C und 169D zu verkürzen. Sogar wenn beispielsweise einer der charakteristischen Punkte 243, 244 der Öffnungen 169C, 169D wie in 111 realisiert wird, ist es absolut möglich, dass die elektromagnetischen Wellen verstärkt reflektiert werden, wenn die Öffnungen geschaltet werden (beispielsweise wenn die Öffnungen 169C, 169D entsprechend zur Hälfte geöffnet werden), wobei die Heizeffizienz sinkt. Deshalb kann der Öffnungsabschirmteil 220 mit hohen Geschwindigkeiten nur zum Schaltzeitpunkt angetrieben werden, um die Heizeffizienz nicht sinken zu lassen.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungen wurde für flaches Nahrungsmittel erörtert, wie die Heizeffizienz verbessert und die Heizverteilung vergleichmäßigt wird. Jedoch gibt es verschiedene Arten von Nahrungsmittel mit höchstunterschiedlichen Formen, und ebenfalls sollten Einflüsse der Platte in Betracht gezogen werden. Deshalb kann die Öffnungszeit der Öffnungen 169C, 169D in Abhängigkeit vom zu erhitzenden Nahrungsmittel verändert werden, oder ähnliche Maßnahmen können vorgenommen werden, um die optimale Heizverteilung zu erzielen, und zwar ohne Beschränkungen auf die zuvor beschriebenen Ausführungen.
Unter Bezugnahme auf die lokale Erhitzung sind die Ausführungen auf das Erhitzen von Nahrungsmittel mit einer relativ kleinen Größe, z.B, auf das Auftauen von Shaomais oder in Scheiben geschnittenem Rindfleisch etc., gerichtet. Die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt und auf die lokale Erhitzung in einem weiten Bereich, z.B. von Thunfisch durch Schalten eines zentralen Abschnittes und eines äußeren Abschnittes des Thunfisches, anwendbar.
Das Hochfrequenzheizgerät gemäß der vorliegenden Erfindung führt zu folgenden Wirkungen.
Die lokale Heizeinrichtung kann einen wahlweisen Abschnitt des zu erhitzenden Objektes erhitzen. Deshalb wird die gesamte Heizverteilung vergleichmäßigt und kann der zu erhitzende Abschnitt vom nicht zu erhitzenden Abschnitt sicher unterschieden werden.
Wenn die Schutzeinrichtung zum Schutz der lokalen Erhitzungseinrichtung zwischen dem zu erhitzenden Objekt und der lokalen Erhitzungseinrichtung vorgesehen wird, während der wahlweise Abschnitt des Objektes an einer Erhitzung in jedem Fall nicht gehindert wird, werden solche Nachteile beseitigt, dass die lokale Erhitzungseinrichtung Fehlfunktionen hat, wenn sie von Schaum oder Schleim des Objektes getroffen wird, die Richtung der elektromagnetischen Wellen beeinflusst wird, wenn Schaum oder Schleim des Objektes die elektromagnetischen Wellen absorbiert etc.. Der gewünschte Abschnitt wird stabil lokal erhitzt.
Wenn die lokale Heizeinrichtung tiefer als der Tisch angeordnet ist und sich die Schutzeinrichtung zwischen dem Tisch und der lokalen Heizeinrichtung befindet, wird die lokale Heizeinrichtung ebenfalls vom Tisch geschützt. Falls die lokale Heizeinrichtung stets an einer Stelle dicht am zu erhitzenden Objekt angeordnet ist, werden die elektromagnetischen Wellen direkt auf den gewünschten Abschnitt des Objektes ohne Reflektion an anderen Wandflächen abgestrahlt. Die lokale Erhitzung wird effizienter ausgeführt.
Falls die Schutzeinrichtung das zu erhitzende Objekt aufnimmt und die lokale Erhitzungseinrichtung unterhalb der Schutzeinrichtung angeordnet ist, dient die Schutzeinrichtung ebenfalls als Tisch, oder die Schutzeinrichtung kann einstückig mit dem Tisch ausgebildet sein, wodurch der Aufbau des Gerätes mit einer reduzierten Anzahl von Teilen vereinfacht wird. Dementsprechend erhält das Gerät eine kompakte Größe und ein geringes Gewicht und ist preiswert.
Falls die Schutzeinrichtung mindestens teilweise mit einem dielektrischen Körper versehen ist, wird die lokale Erhitzungseinrichtung vom dielektrischen Körper geschützt, und die elektromagnetischen Wellen werden von der lokalen Erhitzungseinrichtung durch den dielektrischen Körper in die Heizkammer abgestrahlt. Der gewünschte Abschnitt kann somit lokal einfach erhitzt werden.
Wenn die lokale Erhitzungseinrichtung den Wellenleiterteil zur Führung der von der Wellenemissionseinrichtung abgestrahlten elektromagnetischen Wellen und den Emissionsteil zur Emission der vom Wellenleiterteil geleiteten elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer aufweist, und eine Distanz für die Fortpflanzung der elektromagnetischen Wellen von der Wellenemissionseinrichtung zum Emissionsteil zu jeder Zeit etwa konstant gehalten wird, ist die Impedanz der elektromagnetischen Wellen von der Wellenemissionseinrichtung zum Emissionsteil konstant. Deshalb lässt sich der Anpassungszustand leicht zu erhalten, um dadurch die Heizeffizienz hoch zu halten, und zwar unabhängig davon, wie die lokale Heizeinrichtung gesteuert wird. Die hohe Heizeffizienz verkürzt schließlich die Heizzeit und spart Energie.
Unter der Annahme, dass die Distanz für die Fortpflanzung der elektromagnetischen Wellen von der Wellenemissionseinrichtung zum Emissionsteil etwa ein ganzzahliges Vielfaches von λg/2 ist, wenn die sich fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen eine Wellenlänge λ haben, werden die elektrischen Felder am Emissionsteil stark. Falls das zu erhitzende Objekt in der Nähe zum Emissionsteil angeordnet wird, wird deshalb das Objekt mit einer beträchtlich hohen Effizienz erhitzt.
Wenn das Wellenkopplungsteil des Emissionsteils mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und die Antriebseinrichtung gesteuert wird, um das Emissionsteil um das Wellenkopplungsteil zu drehen, kann die Position, wo die elektromagnetischen Wellen vom Emissionsteil abgestrahlt werden, durch Steuerung der Antriebseinrichtung geändert werden, d.h. ein erhitzter Abschnitt des Objektes kann frei verändert werden. Die lokale Erhitzung wird leicht realisiert.
Wenn der Wellenleiterteil den Wellenleiter besitzt, der die Wellenemissionseinrichtung mit der Heizkammer verbindet, und der Wellenkopplungsteil auf dem Wellenleiter und der Heizkammer sitzt, arbeitet der Wellenkopplungsteil als Antenne, wodurch die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter wirksam in die Heizkammer geleitet werden. Die Heizeffizienz wird dementsprechend weiter verbessert.
Falls eine Distanz zur Fortpflanzung der elektromagnetischen Wellen von der Wellenemissionseinrichtung zum Wellenkopplungsteil etwa ein ganzzahliges Vielfaches von λg/2 beträgt, wenn die sich fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen eine Wellenlänge λg besitzen, werden die elektrischen Felder an einer Position des Wellenkopplungsteils stark, wenn Stehwellen im Fortpflanzungspfad der elektromagnetischen Wellen entstehen, und deshalb leitet das Wellenkopplungsteil die elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter besonders wirksam zur Heizkammer.
Falls das Emissionsteil tiefer als das zu erhitzende Objekt vorgesehen ist, ist das Emissionsteil in der Nähe des zu erhitzenden Objektes zu jeder Zeit angeordnet, so dass die elektromagnetischen Wellen direkt zum gewünschten Abschnitt des Objektes ohne Reflektion an anderen Wandflächen abgestrahlt werden. Die lokale Erhitzung wird vereinfacht.
Wenn sich der Tisch zur Aufnahme des zu erhitzenden Objektes innerhalb der Heizkammer befindet, wobei dessen Mitte etwa mit der Mitte der Heizkammer übereinstimmt, kann der Tisch eine große Bauform erhalten, was es möglich macht, einen Raum in der Heizkammer wirksam zu nutzen. Ein großbauendes Objekt oder viele Objekte können auf den Tisch geladen werden, d.h. das Gerät lässt sich bequem bedienen.
Falls die Tischantriebseinrichtung so gesteuert wird, dass sich der Tisch um die Mitte des Tisches dreht, beschränkt dies die vertikale Bewegung des Tisches während er Rotation, wodurch man einen stabilen Antrieb des Tisches erhält. Der gewünschte Abschnitt wird lokal leicht erhitzt. Gleichzeitig wird das zu erhitzende Objekt vor Vibrationen geschützt und kann während der Rotation kaum auslaufen bzw. herausfallen.
Falls die lokale Heizeinrichtung und die Tischantriebseinrichtung miteinander verzahnt gesteuert werden, kann die Position der lokalen Heizeinrichtung gegenüber dem zu erhitzenden Objekt erfasst und leicht geändert werden. Der zu erhitzende gewünschte Abschnitt wird außerdem bereits lokal erhitzt.
Wenn die Tischantriebseinrichtung so gesteuert wird, dass sie gleichzeitig oder etwa gleichzeitig mit der Steuerung der lokalen Heizeinrichtung abgebremst oder angehalten wird, werden die Tischantriebseinrichtung und die lokale Heizeinrichtung in einem optimalen Positionsverhältnis zur lokalen Erhitzung für einen langen Zeitraum gehalten. Somit wird der gewünschte Abschnitt auf jeden Fall innerhalb eines reduzierten Zeitraumes lokal erhitzt.
Falls die Antriebseinrichtung so gesteuert wird, dass der Emissionsteil in einem Bereich innerhalb der Bodenfläche der Heizkammer angetrieben wird, können ein für den Antrieb des Emissionsteils benötigter Raum und ein Raum außerhalb der Heizkammer reduziert werden. Da außerdem die elektromagnetischen Wellen vom Antriebsbereich aus der Heizkammer kaum austreten können, wird eine besondere Abdichtungsstruktur nicht benötigt, wodurch der Aufbau vereinfacht und die Anzahl der Teile reduziert wird. Das Gerät wird kompakt, leichtgewichtigund preiswert.
Falls der Tisch den Wellenabschirmteil aus leitendem Material und den Wellendurchlassteil in der Nähe dessen Mittelpunkt aufweist, kann das zu erhitzende Objekt, insbesondere die nahe Umgebung der mittigen Bodenfläche des Objektes, lokal erhitzt werden.
Wenn die Richtung der elektromagnetischen Wellen vom Emissionsteil zwischen einer Richtung, wo das zu erhitzende Objekt anwesend ist, und eine Richtung ohne das zu erhitzende Objekt geschaltet wird, wird es möglich, die Erhitzung zu schalten, nämlich das Objekt durch direkte Bestrahlung mit den elektromagnetischen Wellen lokal zu erhitzen oder die lokale Erhitzung zu vermeiden und das Objekt mit Hilfe der von Wandflächen der Heizkammer reflektierten elektromagnetischen Wellen zu erhitzen. Die elektromagnetischen Wellen werden konzentriert oder an einer Konzentration auf diese Weise in Abhängigkeit vom Verwendungszweck gehindert, und deshalb wird die Heizverteilung noch freier geändert.
Falls die lokale Heizeinrichtung gesteuert wird, um die Erhitzung zwischen etwa der mittigen Bodenfläche des Objektes und etwa der Peripherie des Objektes zu schalten, wird die Heizverteilung des Objektes auf einfache Weise vergleichmäßigt.
Falls die lokale Heizeinrichtung gesteuert wird, um den zu erhitzenden Abschnitt des Objektes in zweidimensionaler oder dreidimensionaler Richtung zu steuern, wird die Heizverteilung noch mehr geändert.
Wenn das Gerät mit der Erfassungseinrichtung zur Erfassung mindestens einer physikalischen Größe des zu erhitzenden Objektes, eines Änderungswertes der physikalischen Größe, einer physikalischen Größe, die einen Zustand innerhalb der Heizkammer und einen Änderungswert der physikalischen Größe angibt, als Erfassungsgröße, falls die lokale Heizeinrichtung von der Erfassungsgröße der Erfassungseinrichtung gesteuert wird, erhält man die geeignete lokale Erhitzung in Übereinstimmung mit einem Zustand des Objektes selbst oder dem Zustand innerhalb der Heizkammer.
Wenn die lokale Heizeinrichtung von der Temperaturverteilungserfassungseinrichtung gesteuert wird, die eine Temperaturverteilung des zu erhitzenden Objektes erfasst, basiert diese Steuerung der lokalen Heizeinrichtung auf den aktuellen Temperaturdaten, so dass die optimale lokale Erhitzung erzielt wird.
Mindestens die Formerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Form des Objektes und/oder die Gewichtserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Gewichtes des Objektes ist im Gerät angeordnet, wodurch der Zustand des Objektes schematisch ermittelt wird, ohne mit dem Erhitzen zu beginnen. Die lokale Erhitzung wird dementsprechend wirksamer ohne Verluste ausgeführt.
Vor oder nach Beginn der Erhitzung stellt die Bereichsermittlungs- und Steuerungseinrichtung fest, wo erhitzt werden soll, und zwar unter Verwendung mindestens der Formerfassungseinrichtung und/oder der Gewichtserfassungseinrichtung. Deshalb wird der zu erhitzende Bereich unabhängig davon ermittelt, ob mit der Erhitzung begonnen wird oder nicht, und nur der Bereich, nämlich nur das zu erhitzende Objekt, kann wirksam lokal erhitzt werden.
Wenn die lokale Heizeinrichtung und die Wellenemissionseinrichtung in Verbindung miteinander gesteuert werden, wird die Erhitzung äußerst genau gesteuert, d.h. die elektromagnetischen Wellen werden nur in einem für die Erhitzung des lokal zu erhitzenden Abschnittes fertigen Zustand abgestrahlt oder nicht ausgesendet, wenn auf den nicht lokal zu erhitzenden Abschnitt fokussiert wird.
Falls die lokale Erhitzungseinrichtung von der Positionserfassungseinrichtung gesteuert wird, die eine Position der lokalen Erhitzungseinrichtung ermittelt, wird die lokale Erhitzungseinrichtung auf die Sollposition korrekt geregelt, wodurch die lokale Erhitzung genauer ausgeführt wird.
Wenn die lokale Erhitzungseinrichtung auf eine vorbestimmte Position geregelt wird, und zwar entweder zu Beginn der Erhitzung oder am Ende der Erhitzung, genügt es, die lokale Erhitzungseinrichtung auf eine Sollposition zum nächsten Heizzeitpunkt auf der Grundlage der vorbestimmten Position zu regeln, wodurch die Positionssteuerung vereinfacht wird.
Das in der Heizkammer zu erhitzende Objekt wird durch die Extraktionseinrichtung ausgesondert, und außerdem wird ein Abschnitt des Objektes mit niedriger Temperatur von der einen Abschnitt mit niedriger Temperatur aussondernden Extraktionseinrichtung ausgesondert, um dadurch die Verteilungsveränderungseinrichtung zu steuern. Das Objekt wird ohne Heizverluste korrekt erhitzt, wodurch der Energieverbrauch sinkt.
Falls der Abschnitt mit der niedrigen Temperatur von der einen Abschnitt mit niedriger Temperatur aussondernden Extraktionseinrichtung im Heizbereich extrahiert wird, welcher von der Bereichseinstellungseinrichtung eingestellt wird, um dadurch die Verteilungsverhinderungseinrichtung zu steuern, können verschiedene Arten von Nahrungsmitteln mit unterschiedlichen optimalen Temperaturen gleichzeitig auf die jeweiligen optimalen Temperaturen erhitzt und gekocht werden.
Falls der Heizbereich die Registrierungseinrichtung in der Registrierungsspeichereinrichtung registriert und von der Registrierungsaufrufeinrichtung aufgeru fen wird, lässt sich das Gerät einfach bedienen, wodurch die Bequemlichkeit für die Benutzung durch den Benutzer verbessert wird.
Wenn die Steuerung durch das Heizpositionsschaltteil gestartet wird, bevor die Erhitzung durch die zweite Betriebstaste gestartet wird, nachdem eine Art des zu erhitzenden Objektes, eine Größe der Heizausgangsleistung der elektromagnetischen Wellen, eine Heizzeit und/oder ein Heizverfahren durch die erste Betriebstaste eingegeben sind, gelangt das Gerät in einen Zustand, um nach Beginn der Erhitzung den geeigneten Abschnitt zu erhitzen. Deshalb wird niemals ein unnötiger Abschnitt erhitzt, werden Ungleichmäßigkeiten bei der Erhitzung beseitigt und wird die Erhitzung gleichmäßig durchgeführt. Da der unnötige Abschnitt an einer Erhitzung gehindert wird, wird außerdem die Heizzeit verkürzt, braucht der Benutzer nicht für eine lange Zeit zu warten, wird die Heizwirkung verbessert und Energie gespart. Falls das Heizpositionsschaltteil vor Beginn der Erhitzung gesteuert wird, ist es nicht notwendig, das Heizpositionsschaltteil in der Mitte der Erhitzung zu steuern, und die Anzahl der Steuerungszeiten wird reduziert. Demgegenüber werden solche Probleme beseitigt, wonach die elektrischen Felder gestört oder die reflektierten Wellen erhöht werden, während das Heizpositionsschaltteil gesteuert wird. Die Wellenemissionseinrichtung wird an einer anormalen Erzeugung von Hitze gehindert, wodurch die Durabilität erhöht wird. Zusätzlich wird die Erzeugung von höheren harmonischen verhindert. Rauschen wird beschränkt, und die Fehlfunktion von anderen Teilen oder externen Vorrichtungen des Hochfrequenzheizgerätes kann verhindert werden.
Falls der zu erhitzende Abschnitt gemäß dem Heizweck geändert wird, ist das Gerät bis zu einem gewissen Grad anpassbar, um das Objekt gleichmäßig zu erhitzen oder einen spezifischen Abschnitt des Objektes intensiv zu erhitzen. Bei Verwendung eines Mikrowellenofens als ein repräsentatives Beispiel des Hochfrequenzheizgerätes kann ein einziges Nahrungsmittel gleichmäßig erhitzt werden oder können mehrere Arten von Nahrungsmitteln selektiv erhitzt werden (z.B. wird gekochtes oder gefrorenes Nahrungsmittel erhitzt, während Frischgemüse auf derselben Platte nicht erhitzt wird).
Falls das Antriebsteil die lokale Heizeinrichtung so steuert, dass sie mit einem konstanten Zyklus unmittelbar nach Beginn der Erhitzung betrieben wird und der Zyklus in der Mitte der Erhitzung geändert oder gestoppt wird, ändert sich die Heizverteilung in der Mitte der Erhitzung gegenüber der unmittelbar nach Beginn der Erhitzung. Falls sogar eine Verzögerung der Erhitzung eines spezifischen Abschnittes des Objektes eintritt, kann dieser Abschnitt anschließend gemäß dieser Art der Erhitzung intensiv erhitzt werden, und deshalb wird das Objekt gleichförmig erhitzt. Eine intensive konzentrierte Erhitzung nur des erforderlichen Abschnittes wird ermöglicht.
Das Steuerungsteil steuert derart, dass die Abgabe von Heizleistung durch die Wellenemissionseinrichtung unmittelbar nach Beginn der Erhitzung konstant gehalten und in Abhängigkeit von einem Zustand der lokalen Heizeinrichtung während der Erhitzung geändert oder gestoppt wird, wodurch die Heizverteilung unmittelbar nach Beginn der Erhitzung gegenüber der in der Mitte der Erhitzung geändert wird. Insbesondere kann das Steuerungsteil dafür sorgen, dass ein spezifischer Abschnitt des Objektes in der Mitte der Erhitzung von einer weiteren Erhitzung ausgenommen wird, und deshalb kann eine weitere Erhitzung des Abschnittes zur Beseitigung der Erhitzungsungleichmäßigkeiten gestoppt werden, um dadurch die Erhitzung zu vergleichmäßigen, oder ein nicht zu erhitzender Abschnitt kann von der Erhitzung ausgenommen werden.
Wenn die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer durch die Energieeinspeisungskammer geleitet werden, welche mit dem Einspeisungsöffnungsschaltteil versehen ist, falls der Wellenleiter mit der Heizkammer über die Energieeinspeisungskammer verbunden ist, werden die elektromagnetischen Wellen an einer Reflektion im wesentlichen gehindert und wird der Wellenleiter leicht an die Heizkammer angepasst. Falls das Einspeisungsöffnungsschaltteil nicht in die Heizkammer ragt und mit einer Abdeckung beschichtet ist, um den Benutzer an einer Berührung zu hindern, wird die Bodenfläche der Heizkammer mit der Abdeckung flach, was eine Reinigung der Heizkammer erleichtert. Wenn die lokale Heizeinrichtung abgedeckt wird, genügt es, dass die Abdeckung die Energieeinspeisungskammer und nicht die gesamte Bodenfläche der Heizkammer abdeckt. Die Abdeckung kann klein und preiswert sein.
Wenn der Drehtisch aus Metall oder einem leitenden Material besteht und eine Öffnung von der Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in Dreh richtung oder größer aufweist, können die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung des Drehtisches in Richtung nach oben und unten hindurchtreten. Der zu erhitzende Abschnitt des Objektes wird somit einfach geschaltet.
Falls der Drehtisch aus Metall oder leitendem Material besteht, ist der Drehtisch in einer solchen Struktur einsetzbar, in der die Heizung unterhalb der Bodenfläche der Heizkammer eines z.B. hoch hitzebeständigen gewöhnlichen Mirkowellenofens mit der Funktion eines Küchenherdes installiert ist.
Falls der Drehtisch aus Material besteht, das die elektromagnetischen Wellen durchlässt, laufen die elektromagnetischen Wellen in einer Richtung nach oben und unten durch den Drehtisch, ohne reflektiert zu werden. Der zu erhitzende Abschnitt des Objektes kann leicht geschaltet werden.
Falls ein Kreis mit einem Radius R nach oben vorsteht, welcher den Drehpunkt des Drehtisches mit einem Radius r auf der Bodenfläche der Heizkammer zentriert, wobei R > r ist, sogar falls das zu erhitzende flüssige Objekt auf dem Drehtisch oder in der Peripherie des Drehtisches verschüttet ist, kann die Heizkammer wirksam gereinigt werden, ohne den Drehtisch abzunehmen.
Wenn die lokale Heizeinrichtung so gesteuert wird, dass die Mitte des Objektes zu Beginn der Erhitzung und anschließend die Peripherie des Objektes erhitzt wird, ist es effektiv, den Rand, d.h. die Peripherie des Objektes nicht zu stark zu erhitzen, um somit Erhitzungsungleichmäßigkeiten zu beseitigen. Die Beseitigung von Erhitzungsungleichmäßigkeiten reduziert eine verschwenderische Erhitzung, erhöht die Heizeffizienz und spart Energie. Die Heizzeit wird verkürzt, wodurch die Wartezeit des Benutzers gesenkt wird.
Falls die elektromagnetischen Wellen auf die Mitte der Bodenfläche der Heizkammer durch die lokale Erhitzungseinrichtung nach Beginn der Erhitzung gerichtet werden, wird hauptsächlich die Mitte des Objektes erhitzt. Anschließend werden die elektromagnetischen Wellen auf die Außenseite der Bodenfläche der Heizkammer gerichtet, wodurch die Peripherie des Objektes hauptsächlich erhitzt wird. Bei diesem Verfahren werden wenige Erhitzungsungleichmäßigkeiten erzeugt.
In Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Erfassungsteils, das die physikalische Menge des Objektes oder den Zustand der Heizkammer erfasst, wird das Energieeinspeisungsschaltteil betrieben, bevor das Objekt teilweise überhitzt wird. Der zu erhitzende Abschnitt wird dementsprechend geschaltet, um dadurch die Erhitzungsungleichmäßigkeiten zu unterdrücken.
Wenn das gefrorene Objekt aufzutauen ist, werden die elektromagnetischen Wellen kontinuierlich abgestrahlt, um das Objekt zu erhitzen, wenn die Maximaltemperatur des Objektes auf nicht höher als 0° C geschätzt wird. Die Emission der elektromagnetischen Wellen wird zeitweilig gestoppt, wenn die maximale Temperatur auf über 0° C geschätzt wird. Durch eine solche Steuerung wird ein Anstieg der Temperaturdifferenz verhindert, nachdem die maximale Temperatur jenseits von 0° C liegt. Außerdem werden die Temperaturungleichmäßigkeiten aufgrund der thermischen Leitung innerhalb des zu erhitzenden Objektes reduziert, während die Emission von elektromagnetischen Wellen gestoppt wird. Das gefrorene Nahrungsmittel wird unter reduzierten Erhitzungsungleichmäßigkeiten aufgetaut.
Wenn die lokale Heizeinrichtung betrieben wird, während die elektromagnetischen Wellen gestoppt oder reduziert werden, werden die elektromagnetischen Wellen in der Heizkammer während des Betriebes nicht umgerührt. Deshalb wird die Wellenemissionseinrichtung in einem stabilen Betriebsbereich verwendet, so dass eine unnötige Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen oder der Temperaturanstieg der Wellenemissionseinrichtung beschränkt wird, was es einfach macht, Rauschen entgegen zu wirken und eine Kühlstruktur anzuordnen.
Falls die lokale Erhitzungseinrichtung aus dem rotierenden Wellenleiter, der rotierenden Antenne oder einem Rührer besteht, wird die Richtung der elektromagnetischen Wellen in einem einfachen Aufbau und durch ein einfaches Antriebesverfahren geschaltet. Deshalb wird das Gerät preiswert und zuverlässig, wie die zuvor erörterten Ergebnisse erkennen lassen.
Wenn das Antriebsteil zum Betrieb der lokalen Heizeinrichtung aus einem Schrittmotor oder einer Kombination des anderen Motors und eines Schalters besteht, kann die Position der lokalen Heizeinrichtung mit Leichtigkeit korrekt gesteuert werden, so dass die Richtung der elektromagnetischen Wellen in kor rekter Weise einfach gesteuert wird. Der zu erhitzende Abschnitt wird in einer einfachen und preiswerten Anordnung des Gerätes geschaltet.
Falls der temporäre Stoppzeitpunkt während der Unterbrechung der Emission der elektromagnetischen Wellen durch das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung ermittelt wird, kann die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit wegen der thermischen Leitung im zu erhitzenden Objekt oder eine Temperaturdifferenz des Objektes gegenüber der Umgebungstemperatur in der Heizkammer in Abhängigkeit vom Zustand des Objektes oder der Heizkammer eingestellt werden. Die Erhitzung wird korrekt ausgeführt, um Ungleichmäßigkeiten bei Auftauen zu beschränken.
Bei Anordnung einer Vielzahl von Wellenleitern nebeneinander besteht das Gerät aus einer geringen Anzahl von Teilen in einem kleinen Raum, wodurch es kompakt, leichtgewichtigt und preiswert ist.
Bei einer Verzweigung des Wellenleiters an einem Knoten des elektrischen Feldes werden die elektromagnetischen Wellen an die abzweigenden Wellenleiter und außerdem an die Heizkammer durch eine Vielzahl von Öffnungen wirksam übertragen. Die gute Heizeffizienz verkürzt die Heizzeit und reduziert die Wartezeit für den Benutzer. Außerdem wird unnötiger Energieverbrauch ziemlich unterdrückt. Die Zuverlässigkeit wird aufgrund der reduzierten Verluste an der Wellenemissionseinrichtung verbessert.
Wenn eine Querschnittsfläche jedes abgezweigten Wellenleiters gering gemacht wird, besteht das Gerät aus einer geringen Anzahl von Elementen in einem kleinen Raum, d.h. es wird kompakt, leicht und preiswert. Wegen der abgezweigten Wellenleiter mit einer Länge eines ganzzahligen Vielfachen der Hälfte der Wellenleiterwellenlänge λg nicht kleiner als 0 befinden sich die elektromagnetischen Wellen in Resonanz mit der Wellenleiterwellenlänge λg ebenfalls in den abgezweigten Wellenleitern. Die elektromagnetischen Wellen werden dementsprechend wirksam in die Heizkammer durch die mehreren Öffnungen übertragen.
Falls eine Breite eines Abzweigpunktes der Wellenleiterabzweigung vom ersten Wellenleiter auf nicht größer als 1/4 der Wellenleiterwellenlänge λg bemessen ist, werden die sich in Resonanz befindenden elektromagnetischen Wellen im ersten Wellenleiter wirksam an den abgezweigten Wellenleiter übertragen, und zwar unter Beibehaltung ihres Resonanzzustandes. Die Heizeffizienz ist gut, weil die elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer effizient durch die Vielzahl von Öffnungen übertragen werden.
Wenn das Abschirmteil mit mehreren Öffnungen konstruiert ist, um die Öffnungen zu verschließen, und zwar unter Berührung mit Vorsprüngen eines metallischen oder leitenden Elementes, das an mindestens der Heizkammer oder des Wellenleiters befestigt ist, werden die elektromagnetischen Wellen niemals zwischen dem Abschirmteil und den Vorsprüngen hindurch übertragen und sind somit vollständig abgeschottet. Da die Öffnungen, aus denen die elektromagnetischen Wellen abgestrahlt werden, korrekt geschaltet werden, kann die Heizverteilung frei verändert werden, um für den Heizzweck auf ein Optimum eingestellt zu werden, d.h. jedes Nahrungsmittel kann gleichmäßig erhitzt werden. Da in ähnlicher Weise die elektromagnetischen Wellen an einem Austritt zwischen dem Abschirmteil und den Vorsprüngen heraus gehindert werden, arbeitet das Gerät sicher und wird vor einer Fehlfunktion bewahrt, ohne Rauschen an externe Geräte zu erzeugen.
Wenn das Dichtungsteil mit einer Vielzahl von Öffnungen in einem Element vorgesehen ist, das an mindestens der Heizkammer oder dem Wellenleiter fixiert ist, werden die elektromagnetischen Wellen zwischen dem Abschirmteil und den Öffnungen heraus nicht übertragen und an einem Austreten gehindert.
Falls das eine Abschirmteil konstruiert ist, um die Vielzahl von Öffnungen an derselben Wandfläche zu schließen und zu öffnen, erhält das Abschirmteil eine einfache Struktur mit einer geringen Anzahl von Teilen und ist preiswert. Sogar wenn das Abschirmteil aufgrund einer Störung zum Anhalten gezwungen wird, bleibt eine der Öffnungen stets geöffnet, wodurch die Einspeisung der elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer gewährleistet wird. Es wird verhindert, dass jede Öffnung geschlossen ist und keine elektromagnetische Welle in die Heizkammer eingespeist wird. Die Wellenemissionseinrichtung oder der Wellenleiter haben kaum anormale Verluste oder führen zur anormalen Bildung von Hitze, in anderen Worten, sie sind sicher und hoch zuverlässig.
Wenn das Abschirmteil zum Öffnen und Schließen der mehreren Öffnungen ausgeführt ist, um von einem Antriebsteil betrieben zu werden, erhält das Antriebsteil eine einfache Struktur mit einer reduzierten Anzahl von Teilen und ist leicht zu steuern. Das Gerät wird kompakt, leichtgewichtig und preiswert.
Wenn das Abschirmteil angetrieben wird, während die Emission von elektromagnetischen Wellen gestoppt ist, wird verhindert, dass die elektrischen Felder während des Betriebes des Abschirmteils gestört werden und die Wellenemissionseinrichtung anormale Verluste oder höhere harmonische erzeugt. Somit ist das Gerät sicher mit hoher Zuverlässigkeit ohne Bildung von Rauschen an externe Geräte oder ohne Fehlfunktionen.
Falls das Abschirmteil an einer Position geeignet für ein leichtgewichtiges Objekt oder für eine Kurzzeiterhitzung zu Beginn oder am Ende der Erhitzung angeordnet wird, ist das Gerät für eine Kurzzeiterhitzung, für ein leichtgewichtiges Objekt etc. jedes Mal zu Beginn der Erhitzung vorbereitet. Die Erhitzung für das leichtgewichtige Objekt hat demnach keine Fehlfunktionen. Wenn andererseits das Objekt mit einer großen Menge zu erhitzen ist, was einen langen Zeitraum erfordert, besteht genügend Zeit, sogar wenn das Abschirmteil in eine geeignete Position nach Beginn der Erhitzung bewegt wird. In anderen Worten, da man gemäß der vorliegenden Erfindung die adäquate Heizverteilung unmittelbar nach dem Start der Erhitzung für das leichtgewichtige Objekt erhält und das Abschirmteil bei Erhitzung des leichtgewichtigen Objektes nicht notwendiger Weise soweit zu bewegen ist, werden die Energie zur Bewegung des Abschirmteils oder die Energieverluste während des Betriebes des Abschirmteils vermieden, wodurch die Heizeffizienz stärker gesteigert wird. Die Heizzeit wird verkürzt. Da das Antriebsteil so gesteuert wird, dass das zu erhitzende Objekt auf einer Position geeignet für das leichtgewichtige Objekt oder für eine Kurzzeiterhitzung zu Beginn oder am Ende der Erhitzung angeordnet wird, ist das Gerät stets bereit für eine Kurzzeiterhitzung für das leichtgewichtige Objekt jedes Mal zu Beginn der Erhitzung.
Falls das Gerät so ausgeführt ist, dass es das Ausgangssignal von der Erfassungseinrichtung nicht in Betracht zieht oder vernachlässigt, und zwar für einen Zeitraum nach Beginn der Erhitzung, wird die Erfassungseinrichtung von fal schen Erfassungen befreit, wenn die elektromagnetischen Wellen in einem Anfangszustand der Erhitzung instabil sind, und kann korrekt im stabilen Zustand eine Erfassung vornehmen. Die Steuerung, basierend auf dem Ausgangssignal von der Erfassungseinrichtung, wird korrekt, was einen hoch zuverlässigen Betrieb des Gerätes gewährleistet. Da es unnötig ist, ein Zeitintervall zu gewährleisten, um die Emission von elektrischen Wellen nach Start der Erhitzung vor zu enthalten, um den Anfangszustand des Objektes durch die Erfassungseinrichtung zu erfassen, wir die Erhitzung wirksam von Beginn an ausgeführt. Die Wartezeit für den Benutzer wird verkürzt.
In Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung wird das Abschirmteil mehrere Male vom Begin bis Ende der Erhitzung in Rotation versetzt, wodurch die Heizverteilung verändert wird. Die Erhitzung wird somit in geeigneter Weise entsprechend dem Zustand des zu erhitzenden Objektes erzielt. Jedes Objekt kann gleichmäßig und wirksam erhitzt werden.
In Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung, wenn das Antriebsteil so gesteuert wird, dass die Position des erhitzenden Objektes mehrere Male vom Beginn bis zum Ende der Erhitzung geändert wird, wird die Heizverteilung verändert, um in geeigneter Weise entsprechend dem Zustand des Objektes zu heizen. Jedes Objekt kann somit gleichmäßig und wirksam erhitzt werden.
Falls das Gerät den Antriebskörper wie z.B. den Drehkörper im Wellenleiter etc. und mehrere Öffnungen aufweist, werden mehrere Öffnungen nacheinander durch die Rotation des Drehkörpers geschaltet. Die elektrischen Felder können fein geschaltet werden. Die Gesamtheit des Objektes wird gleichmäßig erhitzt.
Wenn der Antriebskörper wie z.B. der Drehkörper o.dgl. innerhalb des Wellenleiters vorgesehen ist, ist die Konstruktion einfach, indem sie keinen Raum beansprucht, um dadurch das effektive Volumen innerhalb der Heizkammer gegenüber dem gesamten Gerät zu erhalten.
Falls der Antriebskörper zwischen mehreren Betriebsmustern in Abhängigkeit von der Eingabe durch die Betriebstaste geschaltet wird, wird die Verteilung des elektrischen Feldes in Richtung auf ein Optimum in Abhängigkeit von dem zu erhitzenden Objekt oder der gesamten Heizsequenz, und zwar im Unterschied dazu, wenn der Antriebskörper konstant gedreht wird. Eine gleichmäßigere Erhitzung wird erzielt.
Wenn demgegenüber keine derartige empfindliche Verteilung des elektrischen Feldes, wie es das Schalten erfordert, angezeigt ist (z.B. wenn es genügt, die Bodenfläche des Objektes einfach zu erhitzen, um die gleichmäßige Verteilung aus der Konvektion zu erhalten, da das Objekt flüssig ist, wie z.B. Milch o.dgl.), kann der Drehkörper auf einer Position des besten Anpassungszustandes angehalten werden. In diesem Fall wird das Objekt wirksam erhitzt, und die Heizzeit und schließlich die Wartezeit des Benutzers wird verkürzt. Gleichzeitig werden die Verluste reduziert und wird Energie gespart. Außerdem wird die thermische Beanspruchung an der Wellenemissionseinrichtung gesenkt, was zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit führt.
Wenn der Zustand des zu erhitzenden Objektes oder innerhalb der Heizkammer erfasst und der Drehkörper zwischen mehreren Betriebsmustern in Abhängigkeit vom Zustand geschaltet wird, wird die für den Zustand des Objektes geeignete optimale Verteilung des elektrischen Feldes während der Erhitzung erzeugt und deshalb das Objekt gleichmäßiger erhitzt.
Falls andererseits von der Erfassungseinrichtung ermittelt wird, dass das Objekt eine solche Verteilung nicht erfordert, wie sie das Schalten benötigt (z.B. wenn es genügt, die Bodenfläche des Objektes zu erhitzen, um die gleichmäßige Verteilung aus der thermischen Konvektion zu erhalten, wenn das Objekt flüssig ist wie z.B. Milch o.dgl.), kann anschließend der Drehkörper an einer Position des besten Anpassungszustandes angehalten werden. Da in diesem Fall das Objekt wirksam erhitzt wird, wird die Heizzeit und schließlich die Wartezeit für den Benutzer verkürzt. Gleichzeitig werden die Verluste reduziert, um Energie zu sparen. Außerdem wird die thermische Beanspruchung an der Wellenemissionseinrichtung reduziert, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Da der Drehkörper im Falle von gefrorenem Nahrungsmittel (während der Auftauzeit) in Rotation versetzt wird, werden die elektrischen Felder in der Heizkammer stets verändert und an einer Konzentration in einem Teil des gefrorenen Nahrungsmittels gehindert. Die Verteilungsungleichmäßigkeit wird vermieden, welche für die Auftauzeit eigentümlich ist, wonach das Nahrungsmittel teilweise gekocht wird, obwohl es insgesamt gefroren ist.
Der Anpassungszustand wird durch die Rotation des Tisches niemals geändert, falls der Tisch nicht gedreht wird, wenn Milch oder Suppe durch die Betriebstaste eingeben ist. Der Anpassungszustand erzielt auf diese Weise eine besonders wirksame Erhitzung. Die Elektrizität für die Rotation des Drehtisches wird unnötig und eingespart. Im allgemeinen wird die Heizverteilung im flüssigem Objekt wie z.B. Milch, Suppe etc. weniger von der Rotation oder dem Stillstand des Drehtisches beeinflusst, und deshalb werden Verteilungsungleichmäßigkeiten nicht erzeugt.
Falls der Tisch nicht gedreht wird, wenn die Erfassungseinrichtung feststellt, dass das zu erhitzende Objekt flüssig ist, wird der Anpassungszustand einer Änderung durch die Rotation des Tisches nicht unterworfen, wodurch das Objekt besonders wirksam erhitzt wird. Da die Elektrizität für die Rotation des Tisches zu diesem Zeitpunkt nicht notwendig ist, wird Energie gespart.
Wenn die elektromagnetischen Wellen durch die mehreren Öffnungen in die Heizkammer geleitet werden, ist die Verteilung des elektrischen Feldes an jeder Öffnung anders, so dass das Objekt gleichmäßiger erhitzt wird, als wenn nur eine Öffnung vorhanden ist.
Falls sich die Öffnung in der Bodenfläche der Heizkammer befindet, wird durch die Position der Öffnung nahezu bestimmt, welcher Abschnitt des Objektes intensiv erhitzt werden soll. Eine Sollverteilung ist leicht zu bilden. Wenn sich die Öffnung in der Bodenfläche der Heizkammer befindet, liegt das zu erhitzende Objekt relativ nahe zur Öffnung und ist deshalb die Heizeffizienz gut. Die Heizzeit wird reduziert, wodurch die Wartezeit für den Benutzer verkürzt und überschüssiger Verbrauch von Elektrizität begrenzt wird. Die Energie wird gespart, und die Verluste an der Wellenemissionseinrichtung werden reduziert, was die Zuverlässigkeit verbessert.
Wenn eine Position des Objektes in vertikaler Richtung oder eine Distanz zwischen dem Objekt und einem leitenden Element unterhalb der Bodenfläche des Objektes geändert wird, kann die Heizverteilung im zu erhitzenden Objekt sogar unter derselben Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer geändert werden. Die Heizverteilung wird frei gesteuert.
Wenn die mehreren Öffnungen in Abhängigkeit von der Eingabe durch die Betriebstaste oder des Ausgabesignals vom Erfassungsteil geschaltet werden, um die elektromagnetischen Wellen hierdurch leiten zu können, wird die Heizverteilung an den Inhalt der Betriebstaste oder den von der Erfassungseinrichtung festgestellten Inhalt angepasst und vergleichmäßigt.
Falls die elektromagnetischen Wellen durch das Schalten der Öffnungen gesteuert und aus derjenigen Öffnung abgestrahlt werden, die der Mitte der Bodenfläche des zu erhitzenden Objektes am nächsten liegt, falls das Objekt flüssig ist, kann die Mitte der Bodenfläche des Objektes intensiv erhitzt werden, um die Temperatur höher als im anderen Abschnitt des Objektes ansteigen zu lassen. Da das Objekt flüssig ist, wird die thermische Leitung in diesem Fall verursacht und natürlich die Temperatur in der vertikalen Richtung gemittelt. Dementsprechend ist das Problem, das dem flüssigen Objekt innewohnt, wonach der obere Abschnitt überhitzt wird, beseitigt, und somit wird das Objekt ohne Temperaturdifferenz in der vertikalen Richtung gleichmäßig erhitzt.
Falls das zu erhitzende Objekt höher liegt als eine gewisse Höhe oder schwerer als ein gewisses Gewicht ist, werden die mehreren Öffnungen geschaltet, so dass die elektromagnetischen Wellen aus der Öffnung in nächster Nähe zur Mitte der Bodenfläche des Objektes kaum austreten können. Das dem großen Objekt innewohnende Problem, wonach die Bodenfläche zu sehr erhitzt und verbrannt wird oder der untere Abschnitt überhitzt wird, ist folglich beseitigt. Die gleichmäßige Heizverteilung ohne Temperaturdifferenz in der vertikalen Richtung wird realisiert.
Wenn die Position des zu erhitzenden Objektes in der vertikalen Richtung oder die Distanz zwischen dem Objekt und dem leitenden Element unterhalb der Bodenfläche des Objektes in Abhängigkeit von der Eingabe durch die Betriebstaste oder dem Ausgangsignal von der Erfassungseinrichtung geändert wird, wird die Heizverteilung in Abhängigkeit von dem durch die Betriebstaste eingegebenen Inhalt oder dem von der Erfassungseinrichtung festgestelltem Inhalt geändert. Die Heizverteilung wird optimiert, um dem Zweck der Erhitzung zu entsprechen.
Wenn das zu erhitzende Objekt niedriger als eine gewisse Höhe angeordnet oder leichter als ein gewisses Gewicht ist, wird das Objekt nach oben bewegt oder die Distanz zwischen dem Objekt und dem leitenden Element unterhalb der Bodenfläche des Objektes erhöht, wodurch die störende lokale Konzentration von elektrischen Feldern, welche für das kleine Objekt eigentümlich ist, beseitigt wird, um dadurch die gleichmäßige Heizverteilung zu erzielen.
Falls das Abdichtungsteil innerhalb des vom Wellenleiter abzweigenden Nebenwellenleiters zwischen den ersten und zweiten Öffnungen aus der Vielzahl von Öffnungen bewegbar angeordnet ist, schaltet die Bewegung des Abdichtungsteils, um diejenige Öffnung auszuwählen, durch die die elektromagnetischen Wellen aus dem Wellenleiter in die Heizkammer leichter zu übertragen sind. D.h. die Heizverteilung wird frei geändert.
Gleichzeitig wird ein Funken oder Austritt von elektromagnetischen Wellen nicht verursacht, wenn die Öffnungen geschaltet werden, wodurch die Sicherheit des Gerätes gewährleistet wird.
Wenn die Öffnungen durch die Bewegung des Abdichtungsteils zu einer geschaltet werden, durch die die elektromagnetischen Wellen aus dem Wellenleiter in die Heizkammer leichter geleitet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Eingabe durch die Betriebstaste oder des Ausgangssignals des Erfassungsteils, wird die Heizverteilung entsprechend dem durch die Betriebstaste eingegebenen Inhalt oder dem von Erfassungsteil ermittelten Inhalt gebildet, so dass die Heizverteilung des zu erhitzenden Objektes vergleichmäßigt wird.
Der erste Temperatursensor ermittelt Temperaturen an mehreren Punkten des zu erhitzenden Objektes in vertikaler Richtung ohne Temperaturänderungen, und der zweite Temperatursensor ermittelt Temperaturen an mehreren Punkten des Objektes in horizontaler Richtung und Temperaturänderungen. Deshalb wird die Temperaturverteilung im gesamten zu erhitzenden Objekt genau erfasst.
Wenn das zu erhitzende Objekt in vertikaler Richtung bewegt wird oder die Distanz zwischen dem Objekt und dem leitenden Element unterhalb des Objektes verändert wird, indem die Temperaturverteilung des Objektes durch den Temperatursensor ermittelt wird, und falls die elektromagnetischen Wellen auf den Abschnitt des Objektes mit niedriger Temperatur konzentriert oder an einer Konzentration auf den Abschnitt des Objektes mit hoher Temperatur gehindert werden, werden die Heizverteilungsungleichmäßigkeiten in Abhängigkeit von der gegenwärtigen Temperatur des Objektes beschränkt. Somit wird eine beträchtlich gleichmäßige Erhitzung erzielt.
Wenn die Temperaturverteilung des zu erhitzenden Objektes vom Temperatursensor ermittelt und diejenige Öffnung, durch die die elektromagnetischen Wellen leichter austreten, aus der Vielzahl von Öffnungen ausgewählt wird, um dadurch die elektromagnetischen Wellen auf den Abschnitt des Objektes mit niedriger Temperatur zu konzentrieren oder an einer Konzentration auf den Abschnitt des Objektes mit hoher Temperatur zu hindern, können die Heizverteilungsungleichmäßigkeiten in Abhängigkeit von der gegenwärtigen Temperatur des Objektes beschränkt werden, wodurch eine ziemlich gleichmäßige Erhitzung erzielt wird.
Wenn aus dem Ausgangssignal des Temperatursensor ermittelt wird, dass der Temperaturanstieg des Abschnittes des zu erhitzenden Objektes mit niedriger Temperatur hoch oder der Temperaturanstieg des Abschnittes des Objektes mit hoher Temperatur gering ist, dass es also möglich wird, die Temperaturunregelmäßigkeit zu verbessern, wird der Tisch in seiner Rotation angehalten oder abgebremst, wodurch die Heizverteilung schnell verbessert, um die Ungleichmäßigkeit zu beseitigen und eine beträchtlich gleichmäßige Erhitzung zu realisieren.
Wenn aus dem Ausgangssignal des Temperatursensors ermittelt wird, dass eine Temperaturdifferenz an jedem der mehreren Punkte des zu erhitzenden Objektes nicht kleiner als ein bestimmter Wert ist, wird die Drehzahl des Lüfterteils erhöht, die Luftsorgöffnung weit geöffnet oder der Luftfluss erleichtert etc., um dadurch die in die Heizkammer fließende Luftmenge zu erhöhen. Folglich wird die gesam te Umgebungstemperatur gemittelt und außerdem die Temperatur aufgrund der thermischen Leitung innerhalb des zu erhitzenden Objektes gemittelt, so dass die Verteilungsungleichmäßigkeiten beseitigt werden.
Die Heizkammer ist mit dem Wellenleiter über mehrere Öffnungen verbunden, und die erste Öffnung ist im zentralen Teil der Bodenfläche der Heizkammer (in Längsrichtung und ebenfalls in Querrichtung) ausgebildet. Bei diesem Aufbau wird der zentrale Bodenabschnitt des Objektes an der ersten Öffnung erhitzt, und der Randabschnitt des Objektes wird an der anderen Öffnung erhitzt. Dementsprechend wird das Objekt als Ganzes gleichmäßig erhitzt.
Wenn jede Seite der rechteckigen Bodenfläche der Heizkammer parallel zu einer Seite der rechteckigen Öffnung ausgerichtet ist, werden starke elektrische Felder durch die aus der Wellenemissionseinrichtung abgestrahlten Wellen in entgegengesetzten Richtungen erzeugt, um die Öffnung zu halten. Die erzielte Verteilung des elektrischen Feldes, wie aufgrund der Annahme berechnet, dass die Heizkammer ein hohler Resonator ist, erhält man als Verteilung von Stehwellen auf der Bodenfläche der Heizkammer. Deshalb ist der Modus in der Heizkammer (zumindest in der Nähe der Öffnung) wie gefordert, was zu der geforderten Heizverteilung des Objektes führt.
Wenn mindestens eine der mehreren Öffnungen vom Öffnungsabschirmteil abgeschirmt wird, kann die an jeder nicht abgeschirmten Öffnung ausgebildeten Verteilung von Stehwellen geschaltet werden, oder verschiedene Stehwellen werden miteinander vermischt. Deshalb wird die Heizverteilung des Objektes geschaltet oder kombiniert, um dadurch vergleichmäßigt zu werden.
In der Anordnung, wonach der Anpassungszustand (Nenn-Abgabe) erzielt wird, wenn andere Öffnungen aus der Vielzahl der Öffnungen als eine wahlweise Öffnung geschlossen sind, kann das Objekt wirksam erhitzt werden, sogar wenn die Energie aus einer der Öffnungen eingespeist wird. Deshalb wird die Heizzeit und somit die Wartezeit für den Benutzer verkürzt. Ebenfalls wird Energie gespart. Außerdem wird die thermische Beanspruchung der Wellenemissionseinrichtung reduziert, um dadurch die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Falls das Öffnungsabschirmteil die Öffnung durch Rotation um die Drehwelle an einer anderen Stelle als dem Zentralteil der Bodenfläche der Heizkammer (sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung) abschirmt, wird die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer umgerührt, so dass die Heizverteilung des Objektes vergleichmäßigt wird. In diesem Fall kann die Öffnung im zentralen Teil der Bodenfläche der Heizkammer ausgebildet sein, und deshalb kann der zentrale Abschnitt der Bodenfläche des Objektes in dem einfachen Aufbau geschaltet werden, um erhitzt oder nicht erhitzt zu werden. Die Erhitzung wird stärker vergleichmäßigt.
Falls das Öffnungsabschirmteil die Öffnung mittels ihrer Rotation bei konstanter Geschwindigkeit abschirmt, wird die Idee durch das bei konstanter Geschwindigkeit gedrehte Antriebsteil realisiert. Die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer wird in dem einfachen Aufbau (der Aufbau ist preiswert und leicht zu konstruieren) geändert, um die Heizverteilung des Objektes zu vergleichmäßigen.
Wenn das Öffnungsabschirmteil wie eine Scheibe gestaltet ist, besitzt das Abschirmteil keinen kantigen Teil. Die Verteilung des elektrischen Feldes in der Heizkammer wird bei diesem einfachen Aufbau, der preiswert und leicht zu konstruieren ist, geändert, um dadurch die Heizverteilung des Objektes zu ver gleichmäßigen. Da das Öffnungsabschirmteil keine kantigen Teile besitzt, ist die Gefahr geringer, dass das Öffnungsteil durch Berührung mit anderen Komponenten bricht, wodurch die Sicherheit erhöht wird.
Falls das Öffnungsabschirmteil aus dem wellendurchlässigen Teil aus Kunststoff o.dgl. und das Wellenabschirmteil aus Metall o.dgl. besteht, wenn die Position des Abschirmteils durch das Antriebsteil geändert wird, werden die elektromagnetischen Wellen so geschaltet, dass sie übertragen oder abgeblockt werden. Folglich wird die Verteilung der Stehwellen in der Heizkammer geschaltet, werden verschiedene Stehwellen miteinander vermischt oder wir die Verteilung des elektrischen Feldes umgerührt, wodurch die Heizverteilung des Objektes vergleichmäßigt wird. Außerdem wird ein Funken zwischen der Öffnung und dem Wellenabschirmteil durch das wellendurchlässig Teil verhindert, so dass die Sicherheit erhöht wird.
Falls in Bezug auf eine Öffnungsfläche jeder Öffnung die Fläche derjenigen Öffnung, die sich am nächsten zur Mitte der Bodenfläche des zu erhitzenden Objektes befindet, auf ein Minimum bemessen wird, werden die elektromagnetischen Wellen aus der minimalen Öffnung geringer als diejenigen, die aus den anderen Öffnung abgestrahlt werden. Dementsprechend werden zu große Einflüsse auf die Verteilung an derjenigen Öffnung, deren Abstand zur Bodenfläche der Heizkammer und ebenfalls zum Objekt an geringsten ist, begrenzt, falls die Öffnungen dieselbe Fläche besitzen, wodurch Einflüsse auf die Verteilung an den anderen Öffnungen verstärkt werden. Die Heizverteilung des Objektes wird somit vergleichmäßigt.
In der Anordnung, wonach der Anpassungszustand (Nenn-Ausgabe) nicht erreicht wird, wenn andere Öffnungen als diejenige Öffnung, deren Abstand zu zentralen Bodenfläche des zu erhitzenden Objektes am geringsten ist, abgeschirmt werden, sind die zu diesem Zeitpunkt aus der Öffnung abgestrahlten elektromagnetischen Wellen gegenüber denjenigen aus den anderen Öffnungen reduziert. Deshalb werden zu starke Einflüsse auf die Verteilung, falls im selben Anpassungszustand, durch diejenige Öffnung, deren Abstand zur zentralen Bodenfläche des Objektes am geringsten ist, im Gegensatz zu den Einflüssen auf die Verteilung durch die anderen Öffnungen begrenzt, um dadurch die Einflüsse auf die Verteilung der anderen Öffnungen zu erhöhen. Die Heizverteilung des Objektes wird auf diese Weise stärker vergleichmäßigt.
Wenn das Öffnungsabschirmteil für die Abschirmung der Öffnung im Betrieb bei nicht konstanter Geschwindigkeit vorgesehen ist, können die für das Öffnen und Schließen der Öffnung erforderliche Zeit, die Öffnungszeit und die Schließzeit für jede Öffnung geändert werden. Da die für das Öffnen und Schließen der Öffnung erforderliche Zeit oder die Schließzeit ohne Übertragung der elektromagnetischen Wellen in die Heizkammer reduziert ist, wohingegen die Öffnungszeit verlängert wird, währen derer die elektromagnetischen Wellen stabil in die Heizkammer eintreten, um dadurch die Verteilung von Stehwellen zu erzeugen, kann das Objekt wirksam erhitzt werden. Die Heizzeit, nämlich die Wartezeit für den Benutzer wird verkürzt. Außerdem wird Energie gespart und die thermische Beanspruchung an der Wellenemissionseinrichtung reduziert, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie zuvor beschrieben wurde, kann das Hochfrequenzheizgerät der vorliegenden Erfindung einen wahlweisen Abschnitt des Objektes erhitzen. Bei Kombination der Erhitzung des wahlweisen Abschnittes mit einem anderen wird die Heizverteilung des zu erhitzenden Objektes vergleichmäßigt. Die vorliegende Erfindung ist dementsprechend für eine Verwendung in Mikrowellenofen o.dgl. zum Kochen verschiedener Arten von Nahrungsmittel geeignet.

Claims

Hochfrequenzheizgerät mit einer Heizkammer (4) zur Aufnahme eines zu erhitzenden Gegenstandes (6) und einer Mikrowellenemissionseinrichtung (2) zur Abstrahlung von Mikrowellen, mit einer lokalen Heizeinrichtung (16) zur Fokussierung der von der Mikrowellenemissionseinrichtung (2) abgestrahlten Mikrowellen auf einen lokalen Abschnitt des Gegenstandes (6) und einer Steuerungseinrichtung (19) zur Steuerung der lokalen Heizeinrichtung (16); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (19) ausgebildet ist, um die lokale Heizeinrichtung (16) so zu steuern, dass sich der lokale Abschnitt des Gegenstandes (6) verändert, auf welchen die Mikrowellen fokussiert werden, um dadurch einen sekundären Abschnitt des Gegenstandes (6) zu erhitzen, und eine Antriebseinrichtung (18) zum Drehen und Abtreiben der lokalen Heizeinrichtung (16) um eine Antriebswelle vorgesehen ist, die an einer versetzten Stelle gegenüber der Mitte der Bodenfläche der Heizkammer (4) angeordnet ist.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 1, bei welchem die lokale Heizeinrichtung (16) einen Wellenleiter (3) zur Führung der von der Mikrowellenemissionseinrichtung (2) abgestrahlten Mikrowellen, einen Emissionsteil (8) zur Abstrahlung der vom Wellenleiter (3) geleiteten Mikrowellen zur Heizkammer (4) und die Antriebseinrichtung (18) zum Antreiben des Emissionsteils (8) aufweist.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 2, bei welchem der Emissionsteil (8) einen mit der Antriebseinrichtung (18) gekoppelten Mikrowellenkopplungsteil (7) aufweist und die Steuerungseinrichtung (19) die Antriebseinrichtung (18) so steuert, dass der Emissionsteil (8) um den Mittelpunkt des Mikrowellenkopplungsteils (7) rotiert.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem der Wellenleiter (3) einen die Mikrowellenemissionseinrichtung (2) mit der Heizkammer (4) verbindenden Wellenleiter besitzt und das Mirkowellenkopplungsteil (7) so aus gebildet ist, dass es sich durch einen Innenraum des Wellenleiters (3) und einen Innenraum der Heizkammer (4) erstreckt.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welchem eine Entfernung für die Ausbreitung der Mikrowellen von der Mikrowellenemissionseinrichtung (2) zum Emissionsteil (8) zu jeder Zeit etwa konstant ist.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 5, bei welchem die Entfernung für die Ausbreitung der Mikrowellen von der Mikrowellenemissionseinrichtung (2) zum Emissionsteil (8) etwa ein ganzzahliges Vielfaches von λ g/2 beträgt, wenn λ g eine Wellenlänge der sich ausbreitenden Mikrowellen ist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, bei welchem der Emissionsteil (8) unterhalb des zu erhitzenden Gegenstandes (6) angeordnet ist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, bei welchem der Wellenleiter (3) einen Treiberkörper (189) aufweist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, bei welchem die lokale Heizeinrichtung (16) einen ersten Wellenleiter (3A) zum Weiterleiten der von der Mikrowellenemissionseinrichtung (2) abgestrahlten Mikrowellen und mehrere vom ersten Wellenleiter (3A) abgezweigte Wellenleiter (3B, 3C) zum Leiten der Mikrowellen in die Heizkammer (4) aufweist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner mit einem Tisch (20), auf dem der zu erhitzende Gegenstand (6) angeordnet wird, wobei die lokale Heizeinrichtung (16) die Mikrowellen in ei ner Richtung radial des Tisches (20) leitet.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem die lokale Heizeinrichtung (16) mehrere Öffnungen (169) zum Leiten der Mirkowellen zur Heizkammer (4) aufweist.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 11, bei welchem die Steuerungseinrichtung (19) die lokale Heizeinrichtung (16) steuert, um die mehreren Öffnungen (169) zu schalten.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 12, bei welchem die lokale Heizeinrichtung (16) ein Öffnungsabschirmteil (171) zum Abschirmen mindestens einer der mehreren Öffnungen (169) aufweist und die Steuerungseinrichtung (19) das Öffnungsabschirmteil (171) steuert.
Hochfrequenzheizgerät nach Anspruch 12, bei welchem ein Dichtungsteil (174) vorgesehen ist, um die Mikrowellen zwischen den mehreren Öffnungen (169) und dem Öffnungsabschirmteil (171) zu blockieren.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welchem mindestens eine der mehreren Öffnungen (169) in der Bodenfläche der Heizkammer (4) ausgebildet ist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welchem eine Öffnungsfläche von jeder der mehreren Öffnungen (169) unterschiedlich ausgebildet ist.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 16, bei welchem die mehreren Öffnungen (169) unterschiedliche elektrische Felder an der Bodenfläche der Heizkammer (4) erzeugen.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der vorangegangen Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung zur Veränderung der Position des zu erhitzenden Gegenstandes (6) in vertikaler Richtung.
Hochfrequenzheizgerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung zur Veränderung einer Entfernung zwischen dem zu erhitzenden Gegenstand (6) und einem Element (205) unterhalb der Unterseite des zu erhitzenden Gegenstandes (6).