EP2916618B1 - Screening device for a microwave apparatus - Google Patents

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EP2916618B1
EP2916618B1 EP14158172.8A EP14158172A EP2916618B1 EP 2916618 B1 EP2916618 B1 EP 2916618B1 EP 14158172 A EP14158172 A EP 14158172A EP 2916618 B1 EP2916618 B1 EP 2916618B1
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EP
European Patent Office
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gap
shielding device
realized
microwave
band
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EP14158172.8A
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EP2916618A1 (en
EP2916618A8 (en
Inventor
Thorsten Dr. Kayser
Guido Dr. Link
Jochen Dipl.-Ing. Schmidt
Stefan Dipl.-Ing. Betz
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Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Voetsch Industrietechnik GmbH
Original Assignee
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Voetsch Industrietechnik 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
    • H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
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    • 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
    • H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings

Definitions

  • the present invention is therefore based on the object to propose a shielding device for a microwave oven as well as a microwave oven with which or always an effective shielding is ensured.
  • the bushing device can be insertable into a passage opening in the wall of the microwave device.
  • the lead-through device may have a flange which can be inserted on or in the wall of the microwave oven or attached thereto.
  • a passage opening in the wall can thus be formed independently of the passage opening. It is also possible to retrofit microwave devices with a passage opening in a wall with the shielding device.
  • the reflection trap is designed as a gap shoulder with a radially widened gap dimension and an axial width.
  • the gap can thus be formed in the manner of an internal puncture in the passage opening and can be easily prepared by piercing.
  • the reflection trap can be further formed within the gap with respect to its overall length or at an end of the gap which is preferably remote from the treatment space.
  • two reflection traps can be formed in the gap, wherein an effective electrical distance or a center distance (m) of the reflection traps can correspond to a quarter wavelength ( ⁇ / 2), preferably one half wavelength ( ⁇ / 4) of a microwave band.
  • ⁇ / 2 a quarter wavelength
  • ⁇ / 4 a quarter wavelength of a microwave band
  • the dielectric elements 23 and 24 thereby come into contact with a surface 25 of the axis 14, so that the dielectric elements 23 and 24 form a bearing 26 for the axis 14.
  • a bearing of the axis 14 to a drive no further storage of the axle 14 is required.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung für ein Mikrowellengerät zur thermischen Behandlung von Produkten sowie ein Mikrowellengerät, wobei die Abschirmvorrichtung in einer Mikrowellen abschirmenden Wandung des Mikrowellengeräts anordbar ist, wobei die Abschirmvorrichtung zur Mikrowellen abschirmenden Durchführung eines Bewegungselements durch die Wandung dient, wobei die Abschirmvorrichtung das Bewegungselement umfasst und eine Durchführöffnung für das Bewegungselement ausbildet, wobei das Bewegungselement zur Übertragung einer Bewegung dient und bewegbar durch die Durchführöffnung hindurchgeführt ist, wobei zwischen der Durchführöffnung und dem Bewegungselement ein dielektrischer Spalt ausgebildet ist, wobei eine geometrische Gestalt des Spaltes so ausgebildet ist, dass der Spalt eine Bandsperre für Mikrowellen ausbildet, wobei zwischen der Durchführöffnung und dem Bewegungselement ein dielektrischer Spalt ausgebildet ist, wobei eine geometrische Gestalt des Spaltes so ausgebildet ist, dass der Spalt eine Bandsperre für Mikrowellen ausbildet, wobei die Durchführöffnung in einer Durchführeinrichtung der Abschirmvorrichtung ausgebildet ist, wobei in dem Spalt zumindest eine Reflexionsfalle ausgebildet ist, wobei die Reflexionsfalle als ein Spaltabsatz mit einem erweiterten Spaltmaß und einer Breite ausgebildet ist, wobei mittels der Reflexionsfalle zumindest eine von dem Mikrowellengerät ausgebildete Mode reflektierbar ist.The invention relates to a shielding device for a microwave device for the thermal treatment of products and a microwave device, wherein the shielding device in a microwave shielding wall of the microwave device can be arranged, wherein the shielding device for microwave shielding performing a moving member through the wall, wherein the shielding device comprises the moving element and a passage opening for the moving member is formed, wherein the moving member is for transmitting a movement and is guided through the passage opening, wherein between the passage opening and the moving element, a dielectric gap is formed, wherein a geometric shape of the gap is formed so that the gap forms a band-stop filter for microwaves, wherein between the passage opening and the moving element, a dielectric gap is formed, wherein a geometric shape of the Gap is formed so that the gap forms a band-stop filter for microwaves, wherein the passage opening is formed in an implementation device of the shielding, wherein in the gap at least one reflection trap is formed, wherein the reflection trap is formed as a gap paragraph with an extended gap and a width, wherein by means of the reflection trap at least one of the microwave device formed fashion is reflected.

Mikrowellengeräte sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden regelmäßig zum Erwärmen oder Zubereiten von Speisen sowie im industriellen Bereich zur thermischen Behandlung von Produkten oder Bauteilen eingesetzt. Insbesondere bei industriellen Anwendungen ist eine Leistung des Mikrowellengeräts vergleichsweise hoch, sodass es einer wirkungsvollen Abschirmung eines Behandlungsraums des Mikrowellengeräts bedarf. Die Abschirmung des Behandlungsraums wird dabei von einer metallischen Wandung des Behandlungsraums ausgebildet. Im Bereich einer Tür eines Behandlungsraums kann diese beispielsweise auch mit einem Lochblech versehen sein, dessen Lochgröße kleiner ist als eine Wellenlänge der Mikrowellen, sodass auch hier eine Abschirmung erzielt werden kann.Microwave ovens are well known in the art and are commonly used for heating or cooking food, as well as in the industrial field for the thermal treatment of products or components. In particular, in industrial applications, a power of the microwave oven is comparatively high, so that it requires an effective shielding of a treatment room of the microwave oven. The shielding of the treatment space is formed by a metallic wall of the treatment space. In the area of a door of a treatment room, this can also be provided, for example, with a perforated plate whose hole size is smaller than a wavelength of the microwaves, so that shielding can also be achieved here.

Aufgrund von Reflexionen der Mikrowellen innerhalb des Behandlungsraums entsteht darin ein dreidimensionales Muster aus Interferenzmaxima der Mikrowellen, was zu einer inhomogenen Erwärmung der im Behandlungsraum platzierten Produkte führt. Bei sogenannten Mikrowellenherden ist es daher üblich, einen drehbaren Teller zur Erzielung einer homogenen Wärmeverteilung im Gargut zu verwenden. Alternativ werden in Mikrowellenherden, insbesondere in industriell verwendeten Mikrowellengeräten, auch Reflexionsdrehspiegel eingesetzt. Reflexionsdrehspiegel weisen metallene Reflexionsflächen für Mikrowellen auf, wobei durch eine kontinuierliche Drehung der Reflexionsflächen eine homogene Verteilung der Mikrowellen bewirkt wird, ohne dass die Produkte bewegt werden müssten. Dazu ist es allerdings erforderlich, eine Achse oder Welle für den Reflexionsdrehspiegel durch die Wandung des Behandlungsraums hindurchzuführen, da ein elektromotorischer Antrieb nur außerhalb des Behandlungsraums angeordnet sein kann. Eine derartige, sogenannte Drehdurchführung für einen Reflexionsspiegel eines im industriellen Maßstab genutzten Mikrowellengeräts ist beispielsweise aus der EP 1 639 865 B1 bekannt.Due to reflections of the microwaves within the treatment space, a three-dimensional pattern of interference maxima of the microwaves results, which leads to an inhomogeneous heating of the products placed in the treatment space. In so-called microwave ovens, it is therefore customary to use a rotatable plate to achieve a homogeneous heat distribution in the food. Alternatively, reflection mirrors are used in microwave ovens, especially in microwave ovens used industrially. Reflecting rotating mirrors have metal reflecting surfaces for microwaves, wherein a homogeneous rotation of the reflecting surfaces causes a homogeneous distribution of the microwaves without the products having to be moved. For this purpose, however, it is necessary to pass an axis or shaft for the reflection rotating mirror through the wall of the treatment room, since an electric motor drive can be arranged only outside the treatment room. Such, so-called rotary feedthrough for a reflecting mirror of a microwave oven used on an industrial scale, for example, from EP 1 639 865 B1 known.

Um eine ausreichende Abschirmung gegen eine in einem Bereich einer Durchführöffnung einer Drehdurchführung austretende Mikrowellenstrahlung zu erzielen, ist die Durchführöffnung regelmäßig als ein Lager ausgebildet, in dem die Achse bzw. Welle des Reflexionsspiegels drehbar gelagert ist. Die einzelnen Bauteile des Lagers sowie auch die Achse bzw. Welle müssen dabei elektrisch leitend ausgebildet sein, damit keine Mikrowellenstrahlung im Bereich eines eventuellen Spalts der so ausgebildeten Lagerung austreten kann. Maßtoleranzen der Lagerung sind aus diesem Grunde klein bemessen. Dies hat zur Folge, dass sich auch hohe Reibungsverluste und ein erhöhter Abrieb der Lagerung ergeben können. So kann sich im Laufe eines Betriebs eines Mikrowellengeräts eine Abschirmwirkung der Lagerung, insbesondere durch den Abrieb und einen Verlust von Schmiermitteln sowie einer dadurch bedingten Spaltbildung wesentlich verschlechtern. Ein alternativer Einsatz von sogenannten Kontaktfedern zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen Achse bzw. Welle und einer Durchführöffnung ist ebenfalls nicht befriedigend, da eine Federwirkung bei einer längeren Verwendung nachlassen kann. Gerade bei industriell eingesetzten Mikrowellengeräten ist die Ausbildung einer verschleißarmen Abschirmung von großer Bedeutung, da diese im Gegensatz zu Haushaltsgeräten wesentlich längeren Betriebszeiten bzw. Nutzung ausgesetzt sind.In order to achieve sufficient shielding against a microwave radiation emerging in a region of a through-opening of a rotary feedthrough, the feed-through opening is regularly formed as a bearing in which the axis or shaft of the reflection mirror is rotatably mounted. The individual components of the bearing as well as the axis or shaft must be designed to be electrically conductive, so that no microwave radiation can escape in the region of a possible gap of the storage thus formed. Dimensional tolerances of storage are therefore small. This has the consequence that also high friction losses and increased abrasion of the storage can result. Thus, in the course of operation of a microwave oven, a shielding effect of the storage, in particular by the abrasion and a loss of lubricants as well as a consequent gap formation, can be significantly impaired. An alternative use of so-called contact springs for producing an electrical contact between the axle or shaft and a passage opening is likewise unsatisfactory, since a spring effect can be reduced with prolonged use. Especially with industrially used microwave ovens the formation of a low-wear shielding is of great importance, since these are exposed to much longer operating times or use in contrast to household appliances.

Die WO 2011/080204 A1 offenbart ein Mikrowellengerät mit einer Drehdurchführung, wobei eine Durchführungsöffnung von einer Buchse ausgebildet ist, die an einer Gehäusewandung verschraubt ist. Eine Welle ist durch die Durchführungsöffnung hindurchgeführt, ohne dass die Welle in einem Berührungskontakt mit der Buchse oder einer Gehäusewandung steht. Ein Innendurchmesser der Buchse ist größer als ein Durchmesser der Welle bemessen, derart, dass keine Mikrowellen zwischen der Buchse und der Welle hindurch gelangen können.The WO 2011/080204 A1 discloses a microwave oven with a rotary feedthrough, wherein a feedthrough opening is formed by a bushing which is screwed to a housing wall. A shaft is passed through the leadthrough opening without the shaft being in touching contact with the socket or housing wall. An inner diameter of the bushing is larger than one Measure the diameter of the shaft, such that no microwaves can pass between the socket and the shaft.

Die US 6 127 665 A betrifft eine Drehdurchführung für ein Mikrowellengerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei eine Reflektionsfalle verhindern soll, dass Mikrowellen aus dem Gehäuse des Mikrowellengerätes herausgelangen.The US 6 127 665 A relates to a rotary feedthrough for a microwave oven with the features of the preamble of claim 1, wherein a reflection trap is to prevent microwaves from getting out of the housing of the microwave oven.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abschirmvorrichtung für ein Mikrowellengerät sowie ein Mikrowellengerät vorzuschlagen, mit der bzw. dem stets eine wirkungsvolle Abschirmung sichergestellt wird.The present invention is therefore based on the object to propose a shielding device for a microwave oven as well as a microwave oven with which or always an effective shielding is ensured.

Diese Aufgabe wird durch eine Abschirmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Mikrowellengerät mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.This object is achieved by a shielding device having the features of claim 1 and a microwave device having the features of claim 16.

Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung für ein Mikrowellengerät zur thermischen Behandlung von Produkten ist in einer Mikrowellen abschirmenden Wandung des Mikrowellengeräts anordbar, wobei die Abschirmvorrichtung zur Mikrowellen abschirmenden Durchführung eines Bewegungselements durch die Wandung dient, wobei die Abschirmvorrichtung das Bewegungselement umfasst und eine Durchführöffnung für das Bewegungselement ausbildet, wobei das Bewegungselement zur Übertragung einer Bewegung dient und bewegbar durch die Durchführöffnung hindurchgeführt ist, wobei zwischen der Durchführöffnung und dem Bewegungselement ein dielektrischer Spalt ausgebildet ist, wobei eine geometrische Gestalt des Spalts so ausgebildet ist, dass der Spalt eine Bandsperre für Mikrowellen ausbildet, wobei die Durchführöffnung in einer Durchführeinrichtung der Abschirmvorrichtung ausgebildet ist, wobei in dem Spalt zumindest eine Reflexionsfalle ausgebildet ist, wobei die Reflexionsfalle als ein Spaltabsatz mit einem erweiterten Spaltmaß und einer Breite ausgebildet ist, wobei mittels der Reflexionsfalle zumindest eine von dem Mikrowellengerät ausgebildete Mode reflektierbar ist, wobei die Durchführeinrichtung ein aus einem Dielektrikum gebildetes dielektrisches Element aufweist, welches den Spalt in einem Bereich des Spaltabsatzes ausfüllt, wobei das dielektrische Element ein Lager für das Bewegungselement ausbildet.The shielding device according to the invention for a microwave device for the thermal treatment of products can be arranged in a microwave shielding wall of the microwave device, wherein the shielding device for microwave-shielding passage of a moving member through the wall, wherein the shielding device comprises the moving element and forms a passage opening for the moving element, wherein the movement element is used for transmitting a movement and is movably guided through the passage opening, wherein a dielectric gap is formed between the passage opening and the movement element, wherein a geometric shape of the gap is formed such that the gap forms a band barrier for microwaves, wherein the passage opening is formed in an implementation device of the shielding device, wherein in the gap at least one reflection trap is formed, wherein the reflection trap as a spal tabsatz is formed with an extended gap dimension and a width, wherein by means of the reflection trap at least one of the microwave device formed Mode is reflective, wherein the lead-through device has a dielectric element formed from a dielectric element, which fills the gap in a region of the gap paragraph, wherein the dielectric member forms a bearing for the moving member.

Folglich ist das Bewegungselement durch den dielektrischen, radialen Spalt so von der Durchführöffnung beabstandet, dass eine zu Verschleiß führende Reibung mit einem eventuellen Abrieb von Material überhaupt nicht auftreten kann. Da ein Dielektrikum grundsätzlich zunächst auch durchlässig für Mikrowellenstrahlung ist, ist eine Geometrie des Spalts so gewählt, dass Mikrowellen die Abschirmvorrichtung bzw. den Spalt im Wesentlichen nicht passieren können. Da eine Frequenz der Mikrowellen in einem Behandlungsraum eines Mikrowellengeräts durch die Ausbildung eines verwendeten Magnetrons zur Erzeugung der Mikrowellen im Wesentlichen vorbestimmt ist, ist der Spalt bzw. die durch die geometrische Ausbildung des Spalts bewirkte Bandsperre für ein Frequenzband der Mikrowellenstrahlung in dem Behandlungsraum ausgebildet. Die Abschirmvorrichtung ermöglicht so einen weitestgehend wartungsfreien und dennoch sicheren Betrieb eines Mikrowellengeräts.Consequently, the movement element is spaced from the passage opening by the dielectric, radial gap such that friction leading to wear can not occur at all with a possible abrasion of material. Since a dielectric is fundamentally also initially permeable to microwave radiation, a geometry of the gap is chosen such that microwaves can essentially not pass through the shielding device or the gap. Since a frequency of the microwaves in a treatment room of a microwave oven is substantially predetermined by the formation of a used magnetron for generating the microwaves, the gap or band-gap caused by the geometric formation of the gap is formed for a frequency band of the microwave radiation in the treatment room. The shielding device thus enables as far as possible a maintenance-free and nevertheless safe operation of a microwave device.

Die Durchführeinrichtung kann in eine Durchgangsöffnung in der Wandung des Mikrowellengeräts einsetzbar sein. Beispielsweise kann die Durchführeinrichtung einen Flansch aufweisen, der an oder in der Wandung des Mikrowellengeräts eingesetzt oder an dieser befestigt werden kann. Eine Durchgangsöffnung in der Wandung kann so unabhängig von der Durchführöffnung ausgebildet werden. Auch ist es dann möglich, Mikrowellengeräte mit einer Durchgangsöffnung in einer Wandung mit der Abschirmvorrichtung nachzurüsten.The bushing device can be insertable into a passage opening in the wall of the microwave device. For example, the lead-through device may have a flange which can be inserted on or in the wall of the microwave oven or attached thereto. A passage opening in the wall can thus be formed independently of the passage opening. It is also possible to retrofit microwave devices with a passage opening in a wall with the shielding device.

Vorzugsweise kann das Bewegungselement als linear und/oder drehbar bewegbare Achse oder Welle ausgebildet sein. Das Bewegungselement kann daher auch eine Schubstange oder ein anderes bewegbares mechanisches Element sein, welches einen Reflexionsspiegel innerhalb eines Behandlungsraums eines Mikrowellengeräts in Bewegung versetzen kann. Folglich ist es dann für die Ausbildung der Durchführöffnung unerheblich, ob das Bewegungselement linear und/oder drehbar bewegbar ist.Preferably, the movement element can be designed as a linearly and / or rotatably movable axis or shaft. The moving element may therefore also be a push rod or other movable mechanical element which set a reflecting mirror within a treatment space of a microwave oven in motion can. Consequently, it is then irrelevant for the formation of the passage opening, whether the moving member is linear and / or rotatable.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Durchführöffnung rotationssymmetrisch ausgebildet ist. So kann dann auch das Bewegungselement rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Wobei dann der Spalt als ein Ringspalt ausgebildet sein kann. Auch lässt sich eine rotationssymmetrische Durchführöffnung besonders einfach herstellen. Prinzipiell kann die Durchführöffnung jedoch auch unsymmetrisch ausgebildet sein, da allein die geometrische Gestaltung des Spalts maßgeblich für eine abschirmende Wirkung ist.It is particularly advantageous if the passage opening is rotationally symmetrical. So then also the moving element can be rotationally symmetrical. Where then the gap can be formed as an annular gap. Also, a rotationally symmetrical passage opening can be produced particularly easily. In principle, however, the lead-through opening can also be designed asymmetrically, since only the geometric design of the gap is decisive for a shielding effect.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spalt auf einer Durchführlänge der Durchführöffnung zumindest abschnittsweise ein konstantes Spaltmaß aufweist, wobei das Spaltmaß so gewählt sein kann, dass von einer Gesamtheit von von dem Mikrowellengerät ausgebildeten Moden ausschließlich eine oder eine Anzahl eindeutig definierter Moden überhaupt in den Spalt gelangen können. D. h., dass das Mikrowellengerät in dem Behandlungsraum Moden erzeugen kann, die aufgrund der geometrischen Gestalt des Spalts erst gar nicht in diesen eindringen können. Das Spaltmaß kann jedoch so gewählt sein, dass bestimmte Moden in den Spalt gelangen können, wobei die Eigenschaften dieser Moden dann definiert bzw. bekannt sind.It is particularly advantageous if the gap has a constant gap dimension at least in sections along a passage length of the lead-through opening, wherein the gap dimension can be chosen such that only one or a number of clearly defined modes of a total of modes formed by the microwave device enter the gap at all can reach. In other words, the microwave device can generate modes in the treatment space which, due to the geometrical shape of the gap, can not penetrate them at all. However, the gap may be chosen so that certain modes can enter the gap, the properties of these modes are then defined or known.

Beispielsweise können die vom Mikrowellengerät ausgebildeten Moden transversal-elektromagnetische Moden (TEM) sein.For example, the modes formed by the microwave device may be transverse electromagnetic modes (TEM).

Erfindungsgemäß ist in dem Spalt zumindest eine Reflexionsfalle ausgebildet, wobei mittels der Reflexionsfalle zumindest eine von dem Mikrowellengerät ausgebildete Mode bzw. Schwingung reflektierbar ist. Die Reflexionsfalle kann ebenfalls geometrisch so ausgebildet sein, dass es zu einer Mehrfachreflexion der Mode bzw. Schwingung oder auch zu deren Löschung kommt. Wenn nur bestimmte bzw. definierte Moden den Spalt bis zur Reflexionsfalle passieren können, kann die Reflexionsfalle zur Reflexion dieser Moden einfach ausgebildet werden.According to the invention, at least one reflection trap is formed in the gap, wherein at least one fashion or oscillation formed by the microwave device can be reflected by means of the reflection trap. The reflection trap can also be geometrically designed so that there is a multiple reflection of the mode or oscillation or even their deletion. If only certain or defined modes the Gap can happen until the reflection trap, the reflection trap for reflection of these modes can be easily formed.

Insofern kann die Reflexionsfalle so ausgebildet sein, dass sie eine Mehrzahl von Resonanzfrequenzen eines Mikrowellenbandes aufweist. So kann die Reflexionsfalle eine besonders große Bandbreite der Bandsperre abdecken.In this respect, the reflection trap can be designed such that it has a plurality of resonance frequencies of a microwave band. Thus, the reflection trap can cover a particularly wide bandwidth of the band-stop filter.

Erfindungsgemäß ist die Reflexionsfalle als ein Spaltabsatz mit einem radial erweiterten Spaltmaß und einer axialen Breite ausgebildet. Der Spaltabsatz kann folglich in Art eines Inneneinstichs in der Durchführöffnung ausgebildet sein und kann so einfach auch durch Einstechdrehen hergestellt werden. Die Reflexionsfalle kann weiter innerhalb des Spalts bezogen auf dessen Gesamtlänge oder an einem, vorzugsweise dem Behandlungsraum abgewandten Ende des Spalts ausgebildet sein.According to the invention, the reflection trap is designed as a gap shoulder with a radially widened gap dimension and an axial width. The gap can thus be formed in the manner of an internal puncture in the passage opening and can be easily prepared by piercing. The reflection trap can be further formed within the gap with respect to its overall length or at an end of the gap which is preferably remote from the treatment space.

Das erweiterte Spaltmaß und die Breite des Spaltabsatzes können in Abhängigkeit von einem Dielektrikum ausgebildet sein. Da es sich um einen dielektrischen Spalt handelt, können im Spaltabsatz und/oder im Spalt verschiedene Dielektrika vorgesehen sein. Eine Dämpfung bzw. ein dielektrischer Verlustfaktor der Dielektrika kann unter anderem eine frequenzabhängige Absorption der Mikrowellenstrahlung bewirken, wobei dann das erweiterte Spaltmaß und die Breite des Spaltabsatzes unter Berücksichtigung der Dielektrika ausgewählt werden können.The expanded gap dimension and the width of the gap shoulder can be formed as a function of a dielectric. Since it is a dielectric gap, different dielectrics may be provided in the gap and / or in the gap. An attenuation or a dielectric loss factor of the dielectrics may inter alia cause a frequency-dependent absorption of the microwave radiation, in which case the extended gap dimension and the width of the gap paragraph may be selected taking into account the dielectrics.

Erfindungsgemäß weist die Durchführeinrichtung ein aus einem Dielektrikum gebildetes dielektrisches Element auf, welches den Spalt in einem Bereich des Spaltabsatzes ausfüllt. Auch kann vorgesehen sein, dass der Spaltabsatz vollständig durch das dielektrische Element ausgefüllt ist. Das dielektrische Element kann dann auch das konstante Spaltmaß und das erweiterte Spaltmaß im Bereich des Spaltabsatzes vollständig ausfüllen. In diesem Fall kann dann auch eine zusätzliche Abdichtung des Behandlungsraums gegen einen Austritt von Gasen oder Wärmestrahlung geschaffen werden.According to the invention, the lead-through device has a dielectric element formed from a dielectric, which fills the gap in a region of the gap shoulder. It can also be provided that the gap shoulder is completely filled by the dielectric element. The dielectric element can then also completely fill the constant gap and the extended gap in the region of the gap shoulder. In this case, an additional sealing of the treatment chamber against leakage of gases or thermal radiation can then be created.

Erfindungsgemäß bildet das dielektrische Element ein Lager für das Bewegungselement aus. Dies ist zwar nicht zwangsläufig erforderlich, da das Bewegungselement auch außerhalb des Behandlungsraums gelagert sein kann, jedoch kann ein derart ausgebildetes Lager zur verbesserten Führung und Stabilisierung des Bewegungselements dienen. Da das dielektrische Element aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff ausgebildet sein muss, kann das dielektrische Element aus einem Werkstoff mit besonders guten Lagereigenschaften ausgebildet sein.According to the invention, the dielectric element forms a bearing for the movement element. Although this is not necessarily required, since the movement element can also be stored outside the treatment room, however, a bearing designed in this way can serve for improved guidance and stabilization of the movement element. Since the dielectric element must be formed of an electrically non-conductive material, the dielectric element may be formed of a material having particularly good storage properties.

Weiter können in dem Spalt zwei Reflexionsfallen ausgebildet sein, wobei ein effektiver elektrischer Abstand bzw. ein Mittenabstand (m) der Reflexionsfallen einer viertel Wellenlänge (λ/2), vorzugsweise einer halben Wellenlänge (λ/4) eines Mikrowellenbandes entsprechen kann. So kann eine besonders wirkungsvolle Abschirmung des Mikrowellenbandes bewirkt werden.Furthermore, two reflection traps can be formed in the gap, wherein an effective electrical distance or a center distance (m) of the reflection traps can correspond to a quarter wavelength (λ / 2), preferably one half wavelength (λ / 4) of a microwave band. Thus, a particularly effective shielding of the microwave band can be effected.

Auch können die Reflexionsfallen als Bandsperren für jeweils voneinander abweichende oder unterschiedliche Bänder ausgebildet sein. So ist es möglich, eine besonders große Bandbreite mit den Reflexionsfallen abzudecken. Die Ausbildung als zwei unterschiedliche Bandsperren kann dabei unabhängig von einem Mittenabstand der jeweiligen Reflexionsfallen sein. Für den dielektrischen Spalt kann als ein Dielektrikum Luft vorgesehen sein. Eine mechanische Reibung zwischen dem Bewegungselement und einer Durchführeinrichtung kann damit gänzlich ausgeschlossen werden.Also, the reflection traps can be designed as bandstop filters for each different or different bands. So it is possible to cover a particularly wide range with the reflection traps. The training as two different band-stop filters can be independent of a center distance of the respective reflection traps. For the dielectric gap, air may be provided as a dielectric. A mechanical friction between the moving element and an implementing device can thus be completely excluded.

Weiter kann auch als ein Dielektrikum Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyetheretherketon (PEEK) als ein Dielektrikum verwendet werden. Insbesondere die Ausbildung eines dielektrischen Elements ist mit einem der vorgenannten Materialien besonders einfach realisierbar.Further, as a dielectric, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE), polypropylene (PP) or polyetheretherketone (PEEK) may also be used as a dielectric. In particular, the formation of a dielectric element is particularly easy to implement with one of the aforementioned materials.

Als ein weiteres Dielektrikum kann Glas, Glaskeramik oder Keramik, vorzugsweise Aluminiumoxid (Al2O3) oder Siliziumnitrid (Sl3N4) vorgesehen sein.As a further dielectric glass, glass ceramic or ceramic, preferably alumina (Al 2 O 3 ) or silicon nitride (Sl 3 N 4 ) may be provided.

Vorzugsweise kann die Bandsperre für ein ISM-Band (industrial, scientific and medical band) ausgebildet sein. Die Bandsperre kann dann bei industriell eingesetzten Mikrowellengeräten verwendet werden.Preferably, the bandstop filter for an ISM band (industrial, scientific and medical band) may be formed. The band-stop filter can then be used in industrially used microwave ovens.

Weiter kann die Bandsperre für ein Band von 2,4 bis 2,5 GHz, vorzugsweise für ein Band mit 2,45 GHz ausgebildet sein.Further, the band-stop filter may be designed for a band of 2.4 to 2.5 GHz, preferably for a band of 2.45 GHz.

Das erfindungsgemäße Mikrowellengerät zur thermischen Behandlung von Produkten weist eine erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung auf. Besondere Ausführungsformen des Mikrowellengeräts ergeben sich aus den auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.The microwave device according to the invention for the thermal treatment of products has a shielding device according to the invention. Particular embodiments of the microwave oven will become apparent from the dependent claims on the device claim 1.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Schnittdarstellung einer Abschirmvorrichtung;
Fig. 2
eine Transmissionskurve einer Ausführungsform einer Abschirmvorrichtung.
Show it:
Fig. 1
a schematic sectional view of a shielding device;
Fig. 2
a transmission curve of an embodiment of a shielding device.

Fig. 1 zeigt eine Abschirmvorrichtung 10 für ein Mikrowellengerät, wobei die Abschirmvorrichtung 10 in eine Wandung 11 eines Behandlungsraums 12 des hier nicht näher dargestellten Mikrowellengeräts dicht eingesetzt ist. In einem den Behandlungsraum 12 umgebenden Außenbereich 13 ist ein hier ebenfalls nicht näher dargestellter Antrieb für eine Achse 14 der Abschirmvorrichtung 10 angeordnet, wobei der Antrieb zur Bewegung eines an der Achse 14 innerhalb des Behandlungsraums 12 befindlichen und ebenfalls nicht dargestellten Reflexionsdrehspiegels dient. Fig. 1 shows a shielding device 10 for a microwave oven, wherein the shielding device 10 is inserted tightly into a wall 11 of a treatment chamber 12 of the microwave oven not shown here. In an outer region 13 surrounding the treatment space 12, a drive for an axle 14 of the shielding device 10, likewise not illustrated here, is arranged, the drive serving to move a reflection rotary mirror located on the axis 14 within the treatment chamber 12 and also not shown.

Die Abschirmvorrichtung 10 weist weiter eine Durchführeinrichtung 15 mit einer Durchgangsbohrung 16 in einem Körper 17 der Durchführeinrichtung 15 auf. Die Achse 14 ist durch die Durchgangsbohrung 16 des Körpers 17 von dem Außenbereich 13 in den Behandlungsraum 12 durchgeführt, wobei ein Spalt 18 mit einem konstanten Spaltmaß s zwischen einem Durchmesser d der Achse 14 und der Durchgangsbohrung 16 bzw. Innenfläche 19 des Körpers 17 ausgebildet ist. Als ein Dielektrikum für den Spalt 18 ist hier Luft vorgesehen. Weiter sind innerhalb der Durchgangsbohrung 16 zwei Reflexionsfallen 20 und 21 angeordnet, die durch jeweils einen Spaltabsatz 22 ausgebildet sind, in den ein dielektrisches Element 23 bzw. 24 eingesetzt ist. Der Spaltabsatz 22 weist dabei ein erweitertes Spaltmaß s' mit einer Breite b auf, die so gewählt sind, dass die Reflexionsfallen 20 und 21 jeweils eine Mehrzahl von Resonanzfrequenzen eines Mikrowellenbandes des Mikrowellengeräts bzw. eines Magnetrons des Mikrowellengeräts aufweisen. Weiter sind die Reflexionsfallen 20 und 21 in einem Mittenabstand m relativ zueinander so angeordnet, dass der Mittenabstand m einer halben Wellenlänge λ eines Mikrowellenbandes entspricht. Dadurch kann eine besonders gute Abschirmung des Mikrowellenbandes erzielt werden. Auch sind die dielektrischen Elemente 23 und 24 aus jeweils unterschiedlichen dielektrischen Materialien ausgebildet, um eine möglichst große Bandbreite von Mikrowellen absorbieren bzw. reflektieren zu können. Die dielektrischen Elemente 23 und 24 gelangen dabei mit einer Oberfläche 25 der Achse 14 in Kontakt, sodass die dielektrischen Elemente 23 und 24 ein Lager 26 für die Achse 14 ausbilden. So ist neben einer Lagerung der Achse 14 an einem Antrieb keine weitere Lagerung der Achse 14 erforderlich.The shielding device 10 furthermore has an bushing device 15 with a through-bore 16 in a body 17 of the bushing device 15. The axis 14 is performed through the through hole 16 of the body 17 of the outer region 13 into the treatment chamber 12, wherein a gap 18 with a constant gap s between a diameter d of the axis 14 and the through hole 16 and inner surface 19 of the body 17 is formed , As a dielectric for the gap 18 here air is provided. Further, 16 two reflection traps 20 and 21 are arranged within the through hole, which are each formed by a gap paragraph 22, in which a dielectric element 23 and 24 is used. The gap paragraph 22 in this case has an extended gap s' with a width b, which are selected so that the reflection traps 20 and 21 each have a plurality of resonant frequencies of a microwave band of the microwave device or a magnetron of the microwave device. Further, the reflection traps 20 and 21 are arranged at a center distance m relative to each other so that the center distance m corresponds to half a wavelength λ of a microwave band. As a result, a particularly good shielding of the microwave band can be achieved. Also, the dielectric elements 23 and 24 are each formed of different dielectric materials in order to be able to absorb or reflect the widest possible bandwidth of microwaves. The dielectric elements 23 and 24 thereby come into contact with a surface 25 of the axis 14, so that the dielectric elements 23 and 24 form a bearing 26 for the axis 14. Thus, in addition to a bearing of the axis 14 to a drive no further storage of the axle 14 is required.

Die Fig. 2 zeigt eine Transmissionskurve 27 einer von einer hier nicht dargestellten Abschirmvorrichtung ausgebildeten Bandsperre in einem Frequenzbereich eines Mikrowellengeräts von ca. 2,45 GHz. Ein Filter im Frequenzbereich von 2,4 GHz bis 2,5 GHz um ein ISM-Band von 2,45 GHz weist eine Transmission von -40 dB auf. Das Filter ist dabei von einer möglichen Ausführungsform einer Abschirmvorrichtung ausgebildet. Die Transmission entspricht einer Dämpfung einer maximal möglich abgestrahlten Leistung des Mikrowellengeräts um einen Faktor von 10.000. Wird die betreffende Abschirmvorrichtung beispielsweise mit 10.000 Watt als maximale Leistung des Mikrowellengeräts beaufschlagt, kann lediglich eine Leistung von einem Watt durch das Filter bzw. die durch die Abschirmvorrichtung ausgebildete Bandsperre gelangen.The Fig. 2 shows a transmission curve 27 formed by a not shown here shielding band-stop filter in a frequency range of a microwave device of about 2.45 GHz. A filter in the frequency range of 2.4 GHz to 2.5 GHz around an ISM band of 2.45 GHz has a transmission of -40 dB. The filter is from formed a possible embodiment of a shielding device. The transmission corresponds to a damping of a maximum possible radiated power of the microwave oven by a factor of 10,000. If the relevant shielding device is subjected, for example, to 10,000 watts as the maximum power of the microwave device, only a power of one watt can pass through the filter or the band-stop filter formed by the shielding device.

Claims (16)

  1. A shielding device (10) for a microwave appliance for thermally treating products, said shielding device being able to be disposed in a wall (11) of the microwave appliance shielding microwaves, said shielding device serving for a microwave-shielding passage of a movement element through the wall, said shielding device comprising the movement element and forming a passage opening (16) for the movement element, said movement element serving for transferring a movement and being movably guided through the passage opening, a dielectric gap (18) being formed between the passage opening and the movement element, a geometric shape of the gap being formed such that the gap forms a band rejection filter for microwaves, said passage opening being formed in a passage apparatus (15) of the shielding device, at least one reflection trap (20, 21) being realized in the gap, said reflection trap being realized as a gap ledge (22) having an expanded gap measure (s') and a width (b), at least one mode, which is realized by the microwave appliance, being capable of being reflected by means of the reflection trap,
    characterized in that
    the passage apparatus (15) comprises a dielectric element (23, 24), which is made of a dielectric medium and fills the gap (18) in an area of the gap ledge (22), said dielectric element forming a bearing (26) for the movement element.
  2. The shielding device according to claim 1,
    characterized in that
    the passage apparatus (15) can be inserted into a passage opening in the wall (11) of the microwave appliance.
  3. The shielding device according to claim 1 or 2,
    characterized in that
    the movement element is realized as a linearly and/or rotationally movable axis (14) or wave.
  4. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the passage opening (16) is realized rotationally symmetric.
  5. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the gap (18) comprises a consistent gap measure (s) at least in sections on a passage length of the passage opening (16), said gap measure being chosen such that only one or a number of defined modes can get into the gap from a total of modes realized by the microwave appliance.
  6. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    modes realized by the microwave appliance are transversally electromagnetic modes.
  7. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the reflection trap (20, 21) is realized such that it has a majority of resonance frequencies of a microwave band.
  8. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the expanded gap width (s') and the width (b) is realized as a function of a dielectric medium.
  9. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    two reflection traps (20, 21) are realized in the gap (18), an effective electric distance or a center distance (m) of the reflection traps corresponding to a quarter wave length, preferably half a wave length, of a microwave band.
  10. The shielding device according to claim 9,
    characterized in that
    the reflection traps (20, 21) are realized as band rejection filters for bands deviating or differing from each other in each instance.
  11. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    a dielectric medium is air.
  12. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    a dielectric medium is polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene or polyether ether ketone.
  13. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    a dielectric medium is glass, glass ceramic or ceramic, preferably aluminum oxide or silicon nitride.
  14. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the band rejection filter is realized for an ISM band.
  15. The shielding device according to any one of the preceding claims,
    characterized in that
    the band rejection filter is realized for a band having 2.4 to 2.5 GHz, preferably for a band having 2.45 GHz.
  16. A microwave appliance for thermally treating products having a shielding device (10) according to any one of the preceding claims.
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