EP0277342A2 - Verfahren u. Vorrichtung zur Vergleichmässigung der Erwärmung von Speisen in einem mit Mikrowellenenergie beheizten Gargerät - Google Patents

Abstract

Die bekannten Methoden zur Vergleichmäßigung der Feldverteilung in einem mit Mikrowellen beheizten Garraum, wie Drehantennen, Drehteller und Wellenrührer sind verhältnismäßig aufwendig. Durch ein im Wellenleiter (3) zwischen dem Magnetron (1) und der Einkopplungsöffnung (6) in den Garraum (2) angeordnetes Drehelement (5) wird der Wellenwiderstand (Impedanz) periodisch verändert. Dadurch verändert sich auch die Ausgangsfrequenz des Magnetrons mit der Folge einer Feldvergleichmäßigung.

Description

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• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergleichmäßigung der Erwärmung von Speisen in einem mit Mikrowellen­energie beheizten Gargerät und eine Vorrichtung zur Durch­führung dieses Verfahrens.
• Bei einem Mikrowellenofen werden in einen als Resonanz­kammer wirkenden Garraum, welcher von den metallischen Wänden der Garmuffel umschlossen wird, die von einem Magnetron erzeugten Mikrowellen eingespeist. Es ist dabei möglich die Ausgangssonde des Magnetrons unmittelbar in den Garraum zu führen. Zur Verbesserung der Gleichförmig­keit der Erwärmung des Gargutes ist es bereits bekannt sogenannte Drehantennen vorzusehen, welche das Mikrowellen­feld relativ zum ruhenden Gargut bewegen. Abgesehen davon, daß die direkte Einspeisung der Mikrowellen in den Garraum große Anpassungsschwierigkeiten des Magnetrons an unterschiedliche Beschickung des Garraumes mit sich bringt, ist eine solche Konstruktion sehr aufwendig. Auch verbleibt wegen der unterschiedlichen Resonanz­struktur des Garraumes eine Umgleichmäßigkeit der Er­wärmung.
• Es ist heute allgemein üblich, die Antennensonde des Magnetrons in eine Wellenleitung einzusetzen, wobei die Antennensonde im Abstand von einem Viertel der Wellen­länge von einem kurzgeschlossenen Ende der Wellenleitung eingesetzt ist, so daß möglichst die gesamte Mikrowellen­energie in die andere Richtung ausgekoppelt wird. Das dem kurzgeschlossenen Ende der Wellenleitung gegenüber­liegende Ende mündet im allgemeinen über eine Einkopplungs­öffnung zwischen Wellenleiter und Garraum in der Gar­muffel. Zur Vergleichmäßigung der Erwärmung ist es dabei üblich, in der Nähe der Einflopplungsöffnung einen soge­nannten "Wellenrührer" anzuordnen. Die DE-PS 26 22 363 zeigt einen solchen Wellenrührer, dess Rührflügel unter dem Magnetron aber über dem Garraum angeordnet und vom Garraum durch eine Wand getrennt sind. Eine ähnliche Ausführung zeigt die DE-OS 29 21 266 in Fig. 2. Die Wellen­rührer haben die Aufgabe mit ihren sich drehenden Flügeln die Mikrowellen unterschieldich zu reflektieren und so ein Streufeld in den Garraum einzuspeisen. Auch solche Konstruktionen sind aufwendig, ebenso wie die bekannten Drehteller, bei denen das Gargut in dem Garraum stetig bewegt wird, um eine gleichmäßige Erwärmung zu erzielen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nachteil von Mikrowellenöfen, daß nämlich das Erwärmungsgut aufgrund einer ungleichmäßigen Feldverteilung inhomogen erwärmt wird, durch eine einfche Maßnahme zu beheben.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird die an sich unerwünschte Änderung der Belastungsimpedanz des Magnetrons bei unter­schiedlicher Beschicksbedingung dazu benutzt, eine Frequenzänderung des Magnetrons herbeizuführen und da­durch eine gleichmäßige Erwärmung des Gargutes zu erzielen.
• Im Patentanspruch 1 sind die zur Lösung der Aufgabe dienenden Merkmale angegeben.
• Durch die periodische Veränderung des Wellenwiderstandes ergibt sich eine periodische Veränderung der Ausgangs­frequenz des Magnetrons und diese Frequenzänderung be­wirkt in dem als Resonator dienenden Garraum die An­regung unterschiedlicher Resonanzformen. Die Überlagerung verschiedener Resonanzformen führt zu einem in der Summe gleichmäßigen Erwärmungsergebnis.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
• Fig. 1 schematisch die Vorrichtung zur Mikrowellen­einspeisung
• Fig. 2 den periodischen Verlauf der Eingangsimpedanz eines Mikrowellenofens im Smith-Diagramm.
• Zwischen dem die Mikrowellen erzeugenden Magentron 1 und dem Garraum 2 ist der Hohlleiter 3 angeordnet. Vor der Ruckwand 4 des dem Magnetron abgewandten Ende des Hohl­leiters 3 ist der Drehkörper 5 angeordnet, welcher aus einer parallel zur Rückwand verlaufenden und um seine Mittelängsachse drehbaren Platte besteht. Der Wellen­widerstand der vom Magnetron 1 durch den Hohlleiter 3 über die Einkopplungsöffnung 6 in den Garraum kann durch den Drehkörper 5 periodisch verändert werden. Diese Änderung des Eingangswiderstandes des Ofens wirkt auf des Magnetron 1 zurück indem dessen Ausgangsfrequenz periodisch verändert wird. Wie aus dem Diagramm nach Fig. 2 zu entnehmen ist, kann die Änderung bei einer Ausgangs­frequenz von 2,450 GHz bis zu ± 10 MHz betragen, wodurch sich eine Überlagerung verschiedener Resonanzformen er­gibt. Dies führt zu einer gleichmäßigen Erwärmung des Gargutes. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht nicht auf der Umlenkung der Mikrowellen durch einen komplizierten "Wellenrührer", sondern durch die "Längenänderung" des Hohlleiters, der die Mikrowellen in den Garraum einkoppelt. Diese erfolgt durch ein einfaches Blechteil. Während in der gezeigten Stellung der Platte des Drehkörpers der Hohlleiter verkürzt ist, ist in der gestrichelten Stellung diese Platte praktisch nicht wirksam. Bei Drehung der Platte in Pfeilrichtung ändert sich somit ständig und periodisch der Wellenwiderstand. Die Einkopplungsöffnung 6 ist in bekannter Weise durch eine für Mikrowellen durchlässige Wand 7 abgedeckt, welche verhindert, daß aus dem Garraum schädliche Einflüsse auf das Magnetron einwirken können. Üblich sind hierfür hochtemperaturbeständige dielektrische Materialien wie Keramik oder Borsilikatglas.
• Eine gute Wirkung des Drehkörpers 5 ist gegeben, wenn er sich im Abstand zwischen λ/4 und λ/2 von der Rückwand 4 und oberhalb der Einkopplungsöffnung 6 befindet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Vergleichmäßigung der Erwärmung von Speisen in einem mit Mikrowellenenergie beheizten Garge­rät, dessen Garraum von einem Magnetron über einen Wellenleiter mit Mikrowellen beschickt wird dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der durch den Wellenleiter zum Garraum geführten Mikrowellen durch ein innerhalb des Wellenleiters angeordnetes und periodisch bewegtes elektrisches oder dielektrisches Drehelement (5) verändert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei einem Mikrowellenofen mit einem von der Mikroenergiequelle zum Garraum führenden länglichen Hohl­leiter, welcher an seinem dem Mikrowellenerzeuger abgwandten Ende mit einer senkrecht zu einer Einkopplungsöffung zwischen Hohlleiter und Garraum angeordneten Rückwand abschließt
dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Rückwand (4) des Hohlleiters (3) eine die Rückwand veränderlich ab­schirmender Drehkörper (5) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) aus einer um seine Mittellängsachse drehbaren Platte besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) im Abstand λ/4 bis λ/2 vor der Rückwand (4) angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper etwa im Ab­stand 3λ/8 vor der Rückwand (4) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5
dadurch gekennzeichnet, daß sich die sich die Einkopplungs­öffnung (6) unterhalb des Drehkörpers (5) befindet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6
dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Ausgangs­frequenz von 2,450 GHz auf ± 10 MHz erfolgt.

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