EP0344438B1

EP0344438B1 - Mikrowellen-Haushaltgerät

Info

Publication number: EP0344438B1
Application number: EP89106832A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Beifuss; Julius Dipl.-Ing. Husslein; Martin Dipl.-Ing. Schulte
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1993-12-08
Anticipated expiration: 2009-04-17
Also published as: DE3818490C2; ES2047054T3; EP0344438A1; DE58906337D1; DE3818490A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Haushaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Anordnung ist durch die US-PS 4 334 137 bekannt.
Die Einkopplung der Mikrowellen-Leistung ohne drehende Teile, als starre Ankopplung bekannt, ergibt im Garraum eines Mikrowellen-Gerätes lastabhängige, fest eingeprägte Strukturen von Energiemaxima und Energieminima. Die daraus entstehende schlechte Energiedichteverteilung im Garraum wurde einerseits durch Wobbler und Drehantennen zu beheben versucht, und andererseits wurden Feldrührer im Hohlleiter angeordnet.
Eine gewisse Verbesserung der Energiedichteverteilung wurde durch diese Maßnahmen im allgemeinen erreicht.
Die bislang erzielten Wirkungsgrade und der dazugehörige Grad der Vergleichmäßigung der Energiedichteverteilung im Verhältnis zum technologischen und konstruktiven Aufwand sind jedoch noch verbesserunsbedürftig.
Durch die US-PS 3 949 184 und die US-PS 4 334 137 sind Feldrührer, die im Hohlleiter angeordnet sind, bekanngeworden.
Die Anordnung des Feldrührers nach US-PS 3 949 184 bezüglich der Hohlleiterposition und der Einkoppelöffnung garraumseitig ist als asymmetrisch anzusehen, wobei die Garraumabmessungen bezüglich der Anordnungen von Hohlleiter und Feldrührer in einem undefinierten Verhältnis zueinander stehen. Die rotierenden Arme des Feldrührers, der an der Hohlleiterdecke befestigt ist, sind in horizontaler Ebene geführt. Neben einem recht komplizierten Gesamtaufbau, der für ein Mikrowellen-Haushaltgerät wenig vorteilhaft ist, kann eine Aussage zum Wirkungsgrad der Anordnung bezüglich representativer Kochergebnisse nicht getroffen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch mindestens einen im Hohlleiter angeordneten, drehbar gelagerten Feldrührer in Kombination mit der Einkoppelgeometrie zwischen Hohlleiter und Garraum und der Garraumgestaltung die Leistungsaufnahme und Energiedichteverteilung des Garraumes zu verbessern und den konstruktiven Afwand gegenüber Wobbler- und Drehantennenanwendungen zu senken.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils von Patentanspruch 1.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist die Position des drehbar gelagerten Feldrührers im Hohlleiter in Kombination zur Lage und Größe der Einkoppelöffnung im Hohlleiter und in der Garraumdecke und in Kombination zur Garraumgestaltung gebracht. Durch die optimierte Einkoppelgeometrie kombiniert mit einem für Mikrowellenanwendung optimierten Garraum wird die maximal eingekoppelte Mikrowellen-Energie und der Grad der Vergleichmäßigung der Mikrowellen-Energie zum Garraum wesentlich verbessert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1a: eine schematisierte Anordnung von einem mittig gespeisten Garraum,
Fig. 1b: eine schematisierte Anordnung von zwei aus einem Hohlleiter in den Garraum geführten Einkoppelöffnungen, wobei der Feldrührer vor den Einkoppelöffnungen angeordnet ist,
Fig. 1c: eine schematisierte Anordnung von zwei aus einem Hohlleiter in den Garraum geführten Einkoppelöffnungen, wobei der Feldrührer zwischen den Einkoppelöffnungen angeordnet ist,
Fig. 2a: eine Hohlleiteranordnung mit λ/2-Koppelöffnungen und seitlich mittig darüber angeordneten Feldrührer,
Fig. 2b: eine Draufsicht der Fig. 2a,
Fig. 3: eine maßstäbliche Darstellung der Anordnung eines mittig gespeisten Garraumes.

Gemäß der Anordnung nach Fig. 1a speist ein Magnetron 1 einen Hohlleiter 2, in dem sich ein Feldrührer 3, der an der Hohlleiterdecke drehbar befestigt ist, befindet. Der Feldrührer 3 ist in der Umgebung einer Einkoppelöffnung 4 zu einem Garraum 5 angeordnet. Die Einkoppelöffnung 4 befindet sich in der Garraummitte und wird vom Feldrührer teilweise überstrichen Der Feldrührer 3 besitzt Metallarme, die in E = u./o. H = Ebene rotieren und über der Einkoppelöffnung 4, die mindestens λ/2 der Wellenlänge der Mikrowellen lang und breit ist, Mikrowellenenergie in den Garraum 5 einkoppeln Die Metallarme des Feldrührers sind an Keramik- oder Kunststoffstiften 6 befestigt, wobei als Kunststoffstifte vorzugsweise Teflonstifte verwendet werden. Um eine Verschmutzung von Hohlleiter 2 und Feldrührer 3 vom Garraum 5 her auszuschließen, wird die Einkoppelöffnung 4 durch eine mikrowellendurchlässige Abdeckung 7 abgedichtet. Diese Abdeckung 7 ist zum Zwecke der Reinigung und eines evtl. notwendigen Austausches herausnehmbar ausgeführt und besteht beispielsweise aus Borsilikatglas. In Abstimmung zu den Hohlleiterdaten ist der Garraum 5 aus der Sicht der Einkoppelöffnung 4 bezüglich seiner herdspezifischen Konstruktionselemente symmetrisch aufgebaut und besitzt die Mindestabmaße für Garraumhöhe ≧ 2λ, Garraumbreite und -tiefe ≧ 3λ der Wellenlänge der Mikrowellen.
Durch die Kombination von optimaler Hohlleitergestaltung mit dem genannten Herdaufbau bezüglich der Garraumwerte, wird, verbunden mit dem im Hohlleiter vorteilhaft angeordneten Feldrührer, eine sehr gute Vergleichmäßigung der eingekoppelten Mikrowellenenergie erreicht. Im Garraum herrscht also eine hohe gleichverteilte Energiedichte unter Vermeidung partiell hoher Energiedichten, die flächenbegrenzt auf dem Gargut als direkte Abbilder der Energiedichte der Einkoppelmedien auftreten und für den Garungsprozeß unerwünscht sind.
Gemäß Fig. 1b ist eine schematisierte Anordnung von zwei aus einem Hohlleiter 2 in den Garraum 5 geführten Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2, wobei der Feldrührer 3 vor den Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2 angeordnet ist, dargestellt.
Diese Anordnung von Feldrührer 3 und Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2 erbringt keine besseren Energievergleichmäßigungen als die Anordnung nach Fig. 1. Für Anordnung und Ausführung des Feldrührers gilt das unter der Beschreibung für Fig. 1a gesagte.
Für die Beschreibung des Garraum 5 ebenso.
Gemäß Fig. 1c ist eine schematisierte Anordnung von zwei in den Garraum 5 geführten Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2, wobei der Feldrührer 3 zwischen den Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2 angeordnet ist, dargestellt.
Für diese Feldrühreranordnung wird die Aufgabenstellung ebenfalls erfüllt, wenn für den Garraum 5 das unter der Beschreibung der Fig. 1a gesagte vorausgesetzt wird. Ordnet man die wieder λ/2 langen und breiten Einkoppelöffnungen 4.1 und 4.2 im Abstand von λ an und plaziert den Feldrührer 3 mittig, so steigt der Wirkungsgrad bezüglich der Energieeinkoppelung leicht an.
Gemäß der Anordnung nach den Figuren 2a und 2b ist die Ausführung eines Hohlleiters 2, dessen Einkoppelöffnung 4 am Hohlleiterende angeordnet ist, dargestellt. Der Hohlleiter 3.1 ist an einer Hohlleiterseitenwand drehbar gelagert, der Garraum 5 besitzt die bereits angegebene Mindestabmaße.
Die Position des Feldrührers 3.1 bezogen auf die Einkoppelöffnung 4.3 liegt in der räumlichen Mitte des über der Einkoppelöffnung befindlichen Hohlleiterendstückes. Gelagert wird der Metallarm des Feldrührers in einem Teflon-Stift 6, der seinerseits drehbar gelagert in der Hohlleiterseitenwand angeordnet ist. In Kombination mit dem durch die Mindestabmaße gekennzeichneten Garraum ist diese Einkoppelvariante bezogen auf verschiedene Garraumlasten bezüglich der Energievergleichmäßigung vorteilhaft.
Gemäß der Anordnung nach Fig. 3 ist die Kombination Hohlleiter, Einkoppelöffnung, Garraum maßstäblich dargestellt. Der Hohlleiter 2 erfüllt die im Anspruch 1 genannten Bedingungen;

die Einkoppelöffnung 4.3 ist mindestens λ/2 der Wellenlänge der Mikrowellen lang und breit,
die Einkoppelöffnung 4.3 befindet sich am Hohlleiterende und ist mittig zur Garraumdecke angeordnet,
in der Umgebung der Einkoppelöffnung 4.3 befindet sich ein Feldrührer 3 (nicht dargestellt).

In Kombination dazu ist der Garraum 5 mit den Mindestabmaßen von 2λ für die Garraumhöhe und von 3λ für die Garraumbreite u. -tiefe angeordnet. Die Vorteile dieser kombinatorischen Anordnung liegen im verbesserten Wirkungsgrad und einer guten Vergleichmäßigung der Energiedichte bezogen auf ein breites Kochgutspektrum, also unterschiedlicher Garraumlasten.
Als weitere Vorteile ergeben sich eine Verminderung des konstruktiven Aufwandes gegenüber Wobbler- und Drehantennenanordnungen, bessere Garraumausnutzung und geringere Störanfälligkeit im starken Lastfall, da keine drehenden Teile mit deren spezifischen Anfälligkeiten im Garraum angeordnet sind.

Claims

Mikrowellen-Haushaltgerät, wobei die von einem Magnetron erzeugte Mikrowellenenergie in mindestens einen Hohlleiter eingespeist wird, der die Energiequelle mit der Energieeinspeisestelle für einen Verbraucher in einem Garraum verbindet, wobei im Hohlleiter mikrowellenspezifische Anordnungen vorhanden sind, die die Energiedichte im Garraum vergleichmäßigen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgebung zumindestens einer durch mikrowellendurchlässiges Material (7) abgedeckten Einkoppelöffnung (4) des Hohlleiters (2), die vorzugsweise am Hohlleiterende beginnt und mindestens λ/2 der Wellenlänge der Mikrowellen lang und breit ist und sich im Zentrum der Garraumdecke befindet, ein, die Ausgangslage betreffend, in der E = u./o. H = Ebene mit Metallarmen versehener, an einer Hohlleiterseitenfläche oder an der Hohlleiterdecke drehbar gelagerter Feldrührer (3) angeordnet ist und daß in Kombination dazu die Garraumhöhe mindestens 2λ, die Garraumbreite und -tiefe jeweils 3λ der Wellenlänge der Mikrowellen beträgt, wobei der Garraum (5) aus der Sicht der MW-Einkoppelöffnung (4) mit seinen herdspezifischen Konstruktonselementen symmetrisch aufgebaut ist und direkt unter der Einkoppelöffnung (4) im Mikrowellennahfeld garraumseitig keine metallischen Konstruktionen angeordnet sind.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) der Einkoppelöffnung (4, 4.1, 4.2) vorzugsweise aus Borsilikatglas besteht und abnehmbar angeordnet ist.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die herdspezifischen Konstruktionselemente, beispielsweise aus Grilleinrichtungen und Vorrichungen für Garraumzubehör bestehend, bezüglich der Einkoppelöffnung (4) symmetrisch angeordnet sind und diese im garraumseitigen Mikrowellennahfeld nicht verdecken.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verwendung mehrerer Einkoppelöffnungen (4) die auf mehr als einen Hohlleiter (2) entfallen können, diese symmetrisch in der Garraumdecke angeordnet sind.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit in E u./o. H-Ebene mit Metallarmen versehene, drehbar im Hohlleiter (2) gelagerte Feldrührer (3) über der Einkoppelöffnung (4) angeordnet ist.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldrührer (3) vor der Einkoppelöffnung (4) angeordnet ist.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (2) zwei im Mindestabstand von λ/2 der Wellenlänge der Mikrowellen angeordnete Einkoppelöffnungen (4) besitzt und daß der Feldrührer (3) vor diesen angeordnet ist.
Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldrührer (3) zwischen beiden Einkoppelöffnungen (4) angeordnet ist.