EP0482601B1 - Mikrowelleneinspeisung in Mikrowellen-Backöfen - Google Patents

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EP0482601B1
EP0482601B1 EP91118056A EP91118056A EP0482601B1 EP 0482601 B1 EP0482601 B1 EP 0482601B1 EP 91118056 A EP91118056 A EP 91118056A EP 91118056 A EP91118056 A EP 91118056A EP 0482601 B1 EP0482601 B1 EP 0482601B1
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EP
European Patent Office
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microwave
household appliance
appliance according
reflector trough
waveguide
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EP91118056A
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Armin Dipl.-Ing. Zibold
Rudolf Begero
Franz Rothmaier
Walter Gramlich
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BOSCH-SIEMENS HAUSGERAETE GMBH
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Individual
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/74—Mode transformers or mode stirrers

Definitions

  • the patent application relates to a microwave household appliance, in particular to a radiator unit for a microwave oven, with the features specified in the preamble of claim 1 (see DE-C-37 20 719).
  • a microwave oven with a rotating antenna has become known, the antenna arm of which is a segment of a circular area with an opening angle that is between 1/3 Pi and Pi.
  • the circular surface segment has projections on the lateral boundaries, the width of which is approximately 1/6 of the wavelength of the microwaves.
  • DE-33 26 514 has proposed a microwave oven with a rotating antenna, the antenna arm of which is asymmetrical. This is intended to solve the problem of improving the uniformity of the microwave radiation and achieving a uniform heating of the food in the cooking space.
  • a further improvement of microwave ovens equipped with rotary antennas has become known from DE 37 20 719.
  • microwave-specific discontinuities are arranged.
  • the invention is therefore based on the object of using a special radiator unit to bring about a further improvement in the energy density distribution in the cooking space and thus to improve the cooking results by means of more uniform energy distributions.
  • the arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that a reflector trough arranged outside the oven top surface is connected to the waveguide and the cooking space top surface, and that the microwave coupling pin protruding into the reflector trough and connected to the field stirrer is connected at a passage point between the waveguide and the reflector trough is surrounded by at least two microwave-specific discontinuities, which are formed by screw connections and material thickening, that the field stirrer is a spiral, the total length of which is much greater than its thickness, and that the cover limits the reflector trough on the cooking space side.
  • An advantageous embodiment of the invention consists in that the microwave-specific discontinuities ⁇ / 8 are long screw connections which mechanically connect the waveguide to the reflector trough at the same time. Such discontinuities represent blind elements from a microwave point of view and model the current density coating on the antenna arm, with the same effect on a field stirrer element.
  • the rotary antenna or the field stirrer detects microwave-specific discontinuities as often as possible and thus part of the current density coating on the respective surface of the antenna or the field stirrer is constantly acted on by additional blind elements.
  • the geometric design of the antenna arm configuration or the field stirrer also causes different current density coatings, which also result in a more even energy distribution in the cooking space.
  • the field stirrer spiral 8 which is set in rotation by the stirrer drive 1, is firmly connected to the microwave decoupling pin 5, within the reflector trough 7
  • Reflector trough 7 is arranged outside the oven top surface and is connected to the waveguide 4 and the oven top surface 10 via screw connections.
  • the overall structural arrangement of waveguide 4 and the system of the field stirrer is thus centered on the waveguide leadthrough in the middle of the cooking space.
  • the waveguide screw connections 6 represent microwave-specific discontinuities of the length ⁇ / 8 of the microwaves. However, it is also conceivable that the microwave-specific discontinuities are designed as ⁇ / 8 long weld thickenings.
  • the reflector trough 7 will preferably have a circular cross section with a radius of approximately ⁇ / 2 of the microwave wavelength. A rectangular design of the reflector trough 7 is also possible.
  • the waveguide through opening 11 from the waveguide 4 to the reflector trough 7 has at least a diameter of ⁇ / 4 of the microwave wavelength.
  • the reflector trough 7 is provided with a cover 9 which consists of materials which are permeable to microwaves and have low dielectric losses.
  • the material borosilicate glass is preferably used for the cover 9, but plastics with low E r can also be used.
  • the field stirrer is designed as a stirrer spiral 8, the top view of which can be seen in FIG. 2.
  • this embodiment results in a good energy density distribution in the cooking space.
  • the total length of the stirrer spiral is much larger than the thickness.
  • materials are preferably used that are very corrosion-resistant and have good long-term constancy of electrical properties, for example chrome-nickel alloys.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Description

  • Die Patentanmeldung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Haushaltgerät, insbesondere auf eine Strahlereinheit für einen Mikrowellenofen, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen (siehe DE-C-37 20 719).
  • Durch die DE 33 31 432 ist ein Mikrowellenofen mit einer rotierenden Antenne bekannt geworden, deren Antennenarm ein Kreisflächensegment ist mit einem Öffnungswinkel, der zwischen 1/3 Pi und Pi liegt. Das Kreisflächensegment besitzt an den seitlichen Begrenzungen Vorsprünge, deren Breite etwa 1/6 der Wellenlänge der Mikrowellen beträgt.
  • Durch die DE-33 26 514 ist ein Mikrowellenofen mit einer rotierenden Antenne, deren Antennenarm asymmetrisch ausgeführt ist, vorgeschlagen worden. Damit soll die Aufgabe gelöst werden, die Mikrowellenabstrahlung in ihrer Gleichmäßigkeit zu verbessern und im Garraum eine einheitliche Erhitzung des Gargutes zu erreichen.
  • Durch die DE- 37 20 719 ist eine weitere Verbesserung von mit Drehantennen ausgerüsteten Mikrowellenöfen bekannt geworden. Zur Verbesserung der Energiedichte im Garraum werden insbesondere mikrowellenspezifische Diskontinuitäten angeordnet.
  • Durch die vorgenannten Druckschriften werden technischen Lehren angegeben, die direkt oder indirekt die Verbesserung der Garungsergebnisse in Mikrowellenöfen zum Ziel haben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einer speziellen Strahlereinheit eine weitere Verbesserung der Energiedichteverteilung im Garraum zu bewirken und damit die Garergebnisse über vergleichmäßigtere Energieverteilungen zu verbessern.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine außerhalb der Backofendeckfläche angeordnete Reflektormulde mit dem Wellenleiter und der Garraumdeckfläche verbunden ist, daß der in die Reflektormulde hineinragende, mit dem Feldrührer verbundene Mikrowellen-Auskoppelstift an einer Durchführungsstelle zwischen dem Wellenleiter und der Reflektormulde von mindestens zwei mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten, die durch Verschraubungen und Materialverdickungen gebildet werden, umgeben ist, daß der Feldrührer eine Spirale ist, deren Gesamtlänge sehr viel größer ist als ihre Dicke und daß die Abdeckung die Reflektormulde garraumseitig begrenzt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten λ/8 lange Verschraubungen sind, die gleichzeitig den Wellenleiter mit der Reflektormulde mechanisch verbinden. Solche Diskontinuitäten stellen mikrowellentechnisch betrachtet Blindelemente dar und modellieren den Stromdichtebelag auf dem Antennenarm, wobei eine gleiche Wirkung auf ein Feldrührerelement vorhanden ist. Für eine gleichmäßigere mittlere Energieverteilung im Garraum ist es vorteilhaft, wenn die Drehantenne bzw. der Feldrührer möglichst oft mikrowellenspezifische Diskontinuitäten erfaßt und somit ständig ein Teil der Stromdichtebelages auf der jeweiligen Fläche der Antenne oder des Feldrührers durch zusätzliche Blindelemente beaufschlagt ist. Die geometrische Gestaltung der Antennenarm-Konfiguration bzw. des Feldrührers bewirkt zudem noch unterschiedliche Stromdichtebeläge, die ebenfalls eine vergleichmäßigtere Energieverteilung im Garraum zur Folge haben.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Feldrühreranordnung mit Reflektormulde,
    Fig. 2
    eine Feldrührer-Draufsicht.
  • Gemäß Fig. 1 ist ein Antrieb 1, ein Lager 2, eine Achse 3, ein Wellenleiter 4, ein Auskoppelstift 5, eine Hohlleiterverschraubung 6, eine Reflektormulde 7, eine Rührerspirale 8, eine mikrowellendurchlässige Abdeckung 9, eine Backofendeckfläche 10 und eine Durchführungsöffnung 11 erkennbar.
  • Die durch den Rührerantrieb 1 in Rotation versetzte Feldrührerspirale 8 befindet sich, mit dem Mikrowellen-Auskoppelstift 5 fest verbunden, innerhalb der Reflektormulde 7. Die Reflektormulde 7 ist außerhalb der Backofendeckfläche angeordnet und mit dem Wellenleiter 4 und der Backofendeckfläche 10 über Verschraubungen verbunden. Damit wird die konstruktive Gesamtanordnung von Wellenleiter 4 und dem System des Feldrührers auf der Wellenleiter-Durchführungsöffnung mittig zum Garraum zentriert. Die Hohlleiterverschraubungen 6 stellen mikrowellenspezifische Diskontinuitäten von der Länge λ/8 der Mikrowellen dar. Es ist aber auch denkbar, daß die mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten als λ/8 lange ausgeformte Schweißnahtverdickungen ausgebildet sind. Die Reflektormulde 7 wird vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzen mit dem Radius von ca. λ/2 der Mikrowellen-Wellenlänge. Eine rechteckige Ausführung der Reflektormulde 7 ist ebenfalls möglich. Die Wellenleiter-Durchführungsöffnung 11 vom Hohlleiter 4 zur Reflektormulde 7 besitzt mindestens einen Durchmesser von λ/4 der Mikrowellen-Wellenlänge. Garraumseitig ist die Reflektormulde 7 mit einer Abdeckung 9 versehen, die aus mikrowellendurchlässigen, geringe dielektrische Verluste besitzenden Materialien besteht. Vorzugsweise wird für die Abdeckung 9 das Material Borsilikatglas verwendet, es können jedoch auch Kunststoffe mit geringen Er zum Einsatz gelangen. Der Feldrührer ist als eine Rührerspirale 8 ausgeführt, deren Draufsicht der Fig. 2 entnehmbar ist. Diese Ausführungsform hat in Zusammenhang mit der Ausbildung der Reflektormulde 7 und den mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten 6 eine gute Energiedichteverteilung im Garraum zur Folge. Die Gesamtlänge der Rührerspirale ist sehr viel größer als die Dicke. Um eine Langzeitbeständigkeit der Rührerspirale zu garantieren, werden vorzugsweise Materialien verwendet, die sehr korrosionsbeständig sind und gute Langzeitkonstanz elektrischer Eigenschaften haben, beispielsweise Chrom-Nickel-Legierungen.

Claims (10)

  1. Mikrowellen-Haushaltgerät, dessen von einem Magnetron erzeugte HF-Energie über einen Wellenleiter (4) einer Strahlereinheit zugeführt wird, die aus einem Mikrowellen-Auskoppelstift (5) und einem Feldrührer (8) besteht und eine aus Material mit geringen dielektrischen Verlusten bestehende Abdeckung besitzt, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine außerhalb einer Garraumdeckfläche (10) angeordnete Reflektormulde (7) mit dem Wellenleiter (4) und der Garraumdeckfläche (10) verbunden ist,
    daß der in die Reflektormulde (7) hineinragende, mit dem Feldrührer (8) verbundene Mikrowellen-Auskoppelstift (5) an einer Durchführungsstelle (11) zwischen dem Wellenleiter (4) und der Reflektormulde von mindestens zwei mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten (6), die durch Verschraubungen und Materialverdickungen gebildet werden, umgeben ist,
    daß der Feldrührer eine Spirale ist, deren Gesamtlänge (L) sehr viel größer ist als ihre Dicke und
    daß die Abdeckung (9) die Reflektormulde (7) garraumseitig begrenzt.
  2. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldrührermaterial vorzugsweise eine Chrom-Nickel-Legierung ist.
  3. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten (6) λ/8 der Mikrowellenlänge lange Verschraubungen sind, die gleichzeitig den Wellenleiter (4) mit der Reflektormulde (7) mechanisch verbinden.
  4. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrowellenspezifischen Diskontinuitäten (6) λ/8 der Mikrowellenlänge lange ausgeformte Schweißnahtverdickung sind, die gleichzeitig den Wellenleiter (4) mit der Reflektormulde (7) mechanisch verbinden.
  5. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektormulde (7) kreisförmigen Querschnitt besitzt, mit dem Radius von ca. λ/2 der Mikrowellen-Wellenlänge.
  6. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektormulde (7) rechteckigen Querschnitt besitzt.
  7. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter-Durchführungsöffnung (11) zur Reflektormulde (7) mindestens einen Durchmesser von λ/4 besitzt.
  8. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (9) mit der Backofendeckfläche (10) fluchtet und aus Glas, vorzugsweise Borsilikatglas, besteht.
  9. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus Kunststoff besteht.
  10. Mikrowellen-Haushaltgerät nach Anspruch 1, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (9) aus Glimmer besteht.
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