EP1324635A2 - Mikrowellenofensystem - Google Patents

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EP1324635A2
EP1324635A2 EP02027914A EP02027914A EP1324635A2 EP 1324635 A2 EP1324635 A2 EP 1324635A2 EP 02027914 A EP02027914 A EP 02027914A EP 02027914 A EP02027914 A EP 02027914A EP 1324635 A2 EP1324635 A2 EP 1324635A2
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EP
European Patent Office
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magnetron
magnetrons
microwave oven
operating frequency
microwave
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EP1324635B1 (de
EP1324635A3 (de
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Horst Linn
Jürgen Suhm
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Linn High Therm GmbH
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Linn High Term GmbH
Linn High Therm GmbH
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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
    • H05B6/80—Apparatus for specific applications

Definitions

  • the invention relates to a microwave oven system with at least one Magnetron, the certain electrical operating parameters, such as anode voltage, Heating voltage, heating current, and with a power supply for the least a magnetron.
  • Microwave ovens which are used as chamber ovens, are usually used as continuous ovens or the like. are formed with at least one magnetron or with a number Magnetrons operated a certain operating frequency. This is usually 2.45 GHz.
  • the operating frequency can also be 915 MHz, for example be.
  • the electrical field strength E of the microwave field, the operating frequency f, the loss angle tan ⁇ and the relative dielectric constant ⁇ are decisive for the heat output generated in a volume element of a good to be heated in a microwave oven.
  • the following applies to the volume power density P: P 2 ⁇ f ⁇ ⁇ ⁇ tan ⁇ ⁇ E 2 ,
  • the volume power density is therefore at the operating frequency of the at least one Magnetrons of the microwave oven proportional.
  • DE-GM 1 818 464 describes a continuous microwave oven with a High-frequency closed, elongated work area and a conveyor belt extending through the work area for the material to be treated during transport through the continuous furnace successively different microwave fields of different frequencies passes.
  • This is a continuous furnace, which in Transport direction of the material to be treated is provided with magnetrons, which have different operating frequencies.
  • US-A 3 494 722 discloses a method and apparatus for sterilizing by means of microwave radiation.
  • the microwave radiation can be a Show wavelength in the range between 0.9 and 17 GHz.
  • US-A 4 746 968 describes a device for drying a good With the help of microwave radiation combined with infrared radiation.
  • microwave radiation has an operating frequency of 2.54 GHz or from 915 MHz.
  • the respective Magnetron a specific operating frequency to the desired one To achieve thermal performance.
  • the invention has for its object a microwave oven system to create the type mentioned, in which it is very easily possible, the Change the heat output as desired, without it being necessary to Microwave oven or on the periphery of the same, such as the associated power supply, having to make major electrical and / or mechanical changes.
  • This task is carried out in a microwave oven system of the type mentioned solved according to the invention in that the at least one magnetron one determined operating frequency by a magnetron of another Operating frequency is replaceable, the magnetrons of the different Operating frequencies with the same or at least similar mechanical Mounting dimensions are formed and the power supply without changing the electrical operating parameters for the different magnetrons of the different operating frequencies can be used unchanged. If necessary, minor changes may be necessary, with the essential components such as heating and high voltage transformer unchanged to be kept.
  • a Magnetron of operating frequency 2.45 GHz using a magnetron and launcher the operating frequency to replace 915 MHz or 5.8 GHz, respectively to achieve the desired heat output.
  • the respective magnetron is required and launcher just removed from the microwave oven and through each desired other magnetron to be replaced. Since the magnetrons with the different operating frequencies the same mechanical Have assembly dimensions, the exchange of a magnetron is one certain operating frequency by a magnetron of another certain Operating frequency easy and time-saving possible.
  • the invention Microwave oven system thus has the advantage, for example, that one existing microwave oven with magnetrons, for example the Operating frequency 2.45 GHz these magnetrons through magnetrons Operating frequency 5.8 GHz can be replaced.
  • the at least one magnetron on corresponding microwave oven directly, i.e. without further microwave coupling device is provided.
  • at least one magnetron with one Coupling device combined then it has with the invention Microwave oven system proved to be useful when the magnetrons of different operating frequencies, each with associated microwave coupling devices are combined. That means that when you exchange one Unit consisting of a magnetron of a certain operating frequency and the associated microwave coupling device, this unit from Microwave oven removed and another unit from another magnetron mounted on the microwave oven with the associated microwave coupling device can be. This is easy and time-saving.
  • the figure shows sections of a microwave oven 10, at least one Magnetron 12 is provided.
  • the microwave oven 10 is for example a chamber furnace or a continuous furnace - but without to be limited to this.
  • the magnetron 12 has a power supply unit 14 connected. This is indicated by the angled arrow line 16.
  • the magnetron 12 has certain electrical operating parameters. in this connection it is, for example, the anode voltage of the magnetron 12, its Heating voltage and its heating current.
  • the anode voltage is 4 kV, the heating voltage 3.3 V and the heating current 10.5 A.
  • the magnetron 12 points e.g. a power of 800 W.
  • the magnetron 12 has a certain operating frequency.
  • the microwave oven system according to the invention has magnetrons 12 different operating frequencies the same mechanical Mounting dimensions. That is in the drawing figure by the double arrow 18 indicated.
  • the magnetrons 12 of the different Operating frequencies each have the same electrical operating parameters as Anode voltage, heating voltage and heating current so that the magnetrons 12 the different operating frequencies with one and the same power supply 14 can be operated, or only minor changes are required can be compensated for with just a few components.
  • the magnetron 12 is the one defined Operating frequency combined with a microwave coupling device 20.
  • a microwave coupling device 20 there forms the respective magnetron 12 of a certain operating frequency and the thus combined microwave coupling device 20 a unit, whereby it understands that the microwave coupling devices 20 of the magnetrons 12 of the different operating frequencies correspondingly differently dimensioned are.
  • the mechanical dimensions 18 of the respective magnetron unit 12 and microwave coupling device 20 are, however, for the different Magnetrons 12 of the different operating frequencies are the same.
  • microwave oven system according to the invention is therefore both under the Aspect of a desired change in performance as well as under the In terms of optimal retrofitting advantageous.

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Abstract

Es wird ein Mikrowellenofensystem mit mindestens einem Magnetron (12) und einem Netzteil (14) für das mindestens eine Magnetron (12) beschrieben. Das mindestens eine Magnetron (12) einer bestimmten Betriebsfrequenz ist durch ein Magnetron (12) einer anderen Betriebsfrequenz ersetzbar, wobei die Magnetrone (12) der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit den gleichen mechanischen Abmessungen (18) ausgebildet sind, so daß die Magnetrone (12) der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen einfach und zeitsparend austauschbar sind. Dabei ist das Netzteil (14) ohne oder mit geringfügiger Änderung der elektrischen Betriebsparameter der verschiedenen Magnetrone (12) der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen unverändert oder mittels geringfügiger Modifikationen verwendbar, so daß sich eine ausgezeichnete Austauschbarkeit der verschiedenen Magnetrone (12) ergibt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellenofensystem mit mindestens einem Magnetron, das bestimmte elektrische Betriebsparameter, wie Anodenspannung, Heizspannung, Heizstrom, aufweist, und mit einem Netzteil für das mindestens eine Magnetron.
Üblicherweise werden Mikrowellenöfen, die als Kammeröfen, als Durchlauföfen o.dgl. ausgebildet sind, mit mindestens einem Magnetron bzw. mit einer Anzahl Magnetrone einer bestimmten Betriebsfrequenz betrieben. Diese beträgt üblicherweise 2,45 GHz. Die Betriebsfrequenz kann beispielsweise auch 915 MHz betragen.
Maßgebend für die in einem Volumenelement eines in einem Mikrowellenofen zu erwärmenden Guts erzeugte Wärmeleistung sind die elektrische Feldstärke E des Mikrowellenfeldes, die Betriebsfrequenz f, der Verlustwinkel tanδ und die relative Dielektrizitätskonstante ε. Für die Volumenleistungsdichte P gilt: P = 2 Πf·ε·tanδ·E2.
Die Volumenleistungsdichte ist also zur Betriebsfrequenz des mindestens einen Magnetrons des Mikrowellenofens proportional.
Das DE-GM 1 818 464 beschreibt einen Mikrowellen-Durchlaufofen mit einem hochfrequenzmäßig allseitig abgeschlossenen, langgestreckten Arbeitsraum und einem sich durch den Arbeitsraum erstreckenden Transportband für das zu behandelnde Gut, das zu während seines Transportes durch den Durchlaufofen nacheinander verschiedene Mikrowellen-Felder unterschiedlicher Frequenz durchläuft. Hierbei handelt es sich um einen Durchlaufofen, der in Transportrichtung des zu behandelnden Guts mit Magnetronen versehen ist, die unterschiedliche Betriebsfrequenzen besitzen.
Die US-A 3 494 722 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren mittels Mikrowellenstrahlung. Die Mikrowellenstrahlung kann hierbei eine Wellenlänge im Bereich zwischen 0,9 und 17 GHz aufweisen. Bevorzugt ist eine Wellenlänge zwischen 2,36 und 2,9 GHz bzw. die übliche Betriebsfrequenz von 2,45 GHz.
Die US-A 4 746 968 beschreibt eine Vorrichtung zum Trocknen eines Guts mit Hilfe einer Mikrowellenstrahlung kombiniert mit einer Infrarotstrahlung. Die Mikrowellenstrahlung besitzt beispielsweise eine Betriebsfrequenz von 2,54 GHz oder von 915 MHz.
Aus der DE 196 43 989 A1 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Substanzen mit elektromagnetischer Hochfrequenzenergie bekannt. Dort kommen Magnetrone mit einer Betriebsfrequenz von etwa 100 MHz bis 10 GHz zum Einsatz, die aus Netzteilen mit geringer Welligkeit versorgt werden. Insbesondere kommt eine Mikrowelleneinrichtung, d.h. ein Magnetron mit einer Betriebsfrequenz von 2,45 GHz zur Anwendung.
Bei allen diesen bekannten Mikrowellenofensystemen weist das jeweilige Magnetron eine bestimmte Betriebsfrequenz auf, um die jeweils gewünschte Wärmeleistung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellenofensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem es sehr einfach möglich ist, die Wärmeleistung wunschgemäß zu ändern, ohne daß es erforderlich ist, am Mikrowellenofen oder an der Peripherie desselben, wie dem zugehörigen Netzteil, elektrisch und/oder mechanisch größere Veränderungen vornehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird bei einem Mikrowellenofensystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mindestens eine Magnetron einer bestimmten Betriebsfrequenz durch ein Magnetron einer anderen Betriebsfrequenz ersetzbar ist, wobei die Magnetrone der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit den gleichen bzw. zumindest ähnlichen mechanischen Montageabmessungen ausgebildet sind und das Netzteil ohne Änderung der elektrischen Betriebsparameter für die verschiedenen Magnetrone der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen unverändert verwendbar ist. Gegebenenfalls können geringstfügige Veränderungen erforderlich sein, wobei die wesentlichen Bauteile wie Heiz- und Hochspannungs-Transformator unverändert beibehalten werden.
Erfindungsgemäß ist es also in vorteilhafter Weise möglich, beispielsweise ein Magnetron der Betriebsfrequenz 2,45 GHz durch ein Magnetron und Launcher mit der Betriebsfrequenz 915 MHz oder 5,8 GHz zu ersetzen, um die jeweils gewünschte Wärmeleistung zu erzielen. Dabei braucht das jeweilige Magnetron und Launcher vom Mikrowellenofen einfach nur entfernt und durch das jeweils gewünschte andere Magnetron ersetzt zu werden. Da die Magnetrone mit den unterschiedlichen Betriebsfrequenzen die gleichen mechanischen Montageabmessungen besitzen, ist der Austausch eines Magnetrons einer bestimmten Betriebsfrequenz durch ein Magnetron einer anderen bestimmten Betriebsfrequenz einfach und zeitsparend möglich. Das erfindungsgemäße Mikrowellenofensystem weist also beispielsweise den Vorteil auf, daß bei einem vorhandener Mikrowellenofen mit Magnetronen beispielsweise der Betriebsfrequenz 2,45 GHz diese Magnetrone durch Magnetrone der Betriebsfrequenz 5,8 GHz ersetzt werden können. Der Anwender eines bereits vorhandenen Mikrowellenofens muß also nicht einen neuen anderen Mikrowellenofen beschaffen, wenn er eine andere Wärmeleistung benötigt, sondern er braucht nur die vorhandenen Magnetrone durch Magnetrone der entsprechenden Betriebsfrequenz zu ersetzen. Ein ganz erheblicher Vorteil besteht dabei auch darin, daß auch das Netzteil des vorhandenen Mikrowellenofens nicht ersetzt zu werden braucht, sondern daß das vorhandene Netzteil unverändert weiter verwendbar ist oder nur wenige Bauteile zur Anpassung erforderlich sind.
Erfindungsgemäß ist es möglich, daß das mindestens eine Magnetron am entsprechenden Mikrowellenofen direkt, d.h. ohne weitere Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung vorgesehen ist. Ist das mindestens eine Magnetron mit einer Einkoppeleinrichtung kombiniert, dann hat es sich bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystem als zweckmäßig erwiesen, wenn die Magnetrone der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit jeweils zugehörigen Mikrowellen-Einkoppeleinrichtungen kombiniert sind. Das heißt, daß beim Austausch einer Einheit, bestehend aus einem Magnetron einer bestimmten Betriebsfrequenz und der zugehörigen Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung, diese Einheit vom Mikrowellenofen entfernt und eine andere Einheit aus einem anderen Magnetron mit zugehöriger Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung am Mikrowellenofen montiert werden kann. Das ist einfach und zeitsparend möglich.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung stark abstrahiert angedeuteten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystems.
Die Figur zeigt abschnittweise einen Mikrowellenofen 10, an dem mindestens ein Magnetron 12 vorgesehen ist. Bei dem Mikrowellenofen 10 handelt es sich beispielsweise um einen Kammerofen oder um einen Durchlaufofen - ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Das Magnetron 12 ist mit einem Netzteil 14 verbunden. Das ist durch die abgewinkelte Pfeillinie 16 angedeutet.
Das Magnetron 12 weist bestimmte elektrische Betriebsparameter auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Anodenspannung des Magnetrons 12, seine Heizspannung und seinen Heizstrom. Beispielsweise beträgt die Anodenspannung 4 kV, die Heizspannung 3,3 V und der Heizstrom 10,5 A. Das Magnetron 12 weist z.B. eine Leistung von 800 W auf.
Das Magnetron 12 weist eine bestimmte Betriebsfrequenz auf. Bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystem weisen Magnetrone 12 unterschiedlicher Betriebsfrequenzen jeweils die gleichen mechanischen Montageabmessungen auf. Das ist in der Zeichnungsfigur durch den Doppelpfeil 18 angedeutet. Dadurch, daß die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen mit den gleichen mechanischen Montageabmessungen 18 ausgebildet sind, ist es einfach und zeitsparend möglich, ein Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz wunschgemäß durch ein Magnetron 12 einer anderen Betriebsfrequenz zu ersetzen. Die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen weisen jeweils die selben elektrischen Betriebsparameter wie Anodenspannung, Heizspannung und Heizstrom auf, so daß die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen mit ein und demselben Netzteil 14 betrieben werden können, oder nur geringfügige Änderungen erforderlich sind, die mit wenigen Bauteilen ausgleichbar sind.
In der Zeichnungsfigur ist das Magnetron 12 der jeweiligen definierten Betriebsfrequenz mit einer Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 kombiniert. Dabei bildet das jeweilige Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz und die damit kombinierte Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 eine Einheit, wobei es sich versteht, daß die Mikrowellen-Einkoppeleinrichtungen 20 der Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen entsprechend unterschiedlich dimensioniert sind. Die mechanischen Abmessungen 18 der jeweiligen Einheit aus Magnetron 12 und Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 sind jedoch für die verschiedenen Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen gleich. Außerdem bleiben Lüfter, Transformatoren, Überwachungssysteme unverändert gleich, so daß es in vorteilhafter Weise nur erforderlich ist, den jeweiligen Anschlußkontakt 22, mittels welchem das Netzteil 14 mit dem jeweiligen Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz kontaktiert ist, zu lösen und das jeweilige Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz durch das gewünschte andere Magnetron 12 der anderen Betriebsfrequenz zu ersetzen. Unter Umständen können geringfügige Anpassungen erforderlich sein, wobei nur wenige zusätzliche Bauteile notwendig sind. Die wesentlichen Komponenten wie z.B. der Heiz- und der Hochspannungs-Transformator bleiben unverändert.
Das erfindungsgemäße Mikrowellenofensystem ist also sowohl unter dem Gesichtspunkt einer gewünschten Leistungsänderung als auch unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Nachrüstbarkeit vorteilhaft.

Claims (2)

  1. Mikrowellenofensystem mit mindestens einem Magnetron (12), das bestimmte elektrische Betriebsparameter wie Anodenspannung, Heizspannung, Heizstrom, aufweist, und mit einem Netzteil (14) für das mindestens eine Magnetron (12),
    dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Magnetron (12) einer bestimmten Betriebsfrequenz durch ein Magnetron (12) einer anderen Betriebsfrequenz ersetzbar ist, wobei die Magnetrone (12) der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit den gleichen mechanischen Abmessungen (18) ausgebildet sind und das Netzteil (14) ohne Änderung der elektrischen Betriebsparameter für die verschiedenen Magnetrone (12) der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen unverändert verwendbar ist.
  2. Mikrowellenofensystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrone (12) der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit jeweils zugehörigen Mikrowellen-Einkoppeleinrichtungen (20) kombiniert sind.
EP02027914A 2001-12-28 2002-12-13 Mikrowellenofensystem Expired - Lifetime EP1324635B1 (de)

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