RU2080746C1

RU2080746C1 - Microwave oven-refrigerator

Info

Publication number: RU2080746C1
Application number: RU92014748A
Authority: RU
Inventors: Валерий Степанович Жилков; Иван Иванович Сапрыкин; Борис Дмитриевич Труфанов; Сергей Александрович Погарский; Григорий Михайлович Петьков; Евгений Анатольевич Шаулов; Куркен Андранинович Довтян
Original assignee: Научно-производственное объединение "Тест-Радио", Лтд.; Межотраслевой Московский центр "Дэвид-ПЭК"
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1997-05-27

Abstract

FIELD: microwave food heating. SUBSTANCE: device has operation chamber, magnetron which has cooling unit and which is connected to operation chamber through piece of coaxial line with microwave generator. Cooling unit is designed as air pipe with forced ventilation in which magnetron and radiator are located. Air pipe is connected to operation chamber by means of controlled stub. Outside of operation chamber on one of its walls temperature-sensitive element is located and is connected to power supply unit with switch. Said temperature-sensitive element is designed as solid- body electronic coolers which are located on radiator. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам специального применения, использующим СВЧ-нагрев для обработки пищевых продуктов. The invention relates to apparatus for special applications using microwave heating for food processing.

Достигнутый уровень техники в области разработки конструкций микроволновых печей характеризуется использованием комбинированного нагрева продукта СВЧ-излучением и тепловым излучением, а также использованием технических решений, обеспечивающих вентиляцию рабочей камеры во время обработки продукта и охлаждение источника СВЧ-излучения его рабочего ресурса. The achieved level of technology in the development of designs of microwave ovens is characterized by the use of combined heating of the product with microwave radiation and thermal radiation, as well as the use of technical solutions that provide ventilation of the working chamber during processing of the product and cooling the source of microwave radiation of its working life.

Известна конструкция бытовой микроволновой печи с системой вентиляции для удаления паров и газов из рабочей камеры, а также охлаждения элементов схемы печи /1/. Печь смонтирована в прямоугольном корпусе и включает в себя рабочую камеру с поддоном и магнетрон. В задней части корпуса расположен вентилятор с двумя центробежными камерами. Одно колесо вентилятора отсасывает газы из рабочей камеры, другое колесо просасывает наружный воздух по тракту, который охватывает магнетрон, что обеспечивает его эффективное охлаждение. A known design of a household microwave oven with a ventilation system for removing vapors and gases from the working chamber, as well as cooling elements of the furnace circuit / 1 /. The furnace is mounted in a rectangular case and includes a working chamber with a tray and a magnetron. In the back of the case there is a fan with two centrifugal chambers. One fan wheel sucks gases from the working chamber, the other wheel sucks outside air along the path that covers the magnetron, which ensures its effective cooling.

Известна конструкция СВЧ-печи, в которой качественная тепловая обработка обеспечивается за счет специальных канцентрофоров, встраиваемых в дно стенки жарочной камеры, которые преобразуют СВЧ энергию в тепловую /2/. A known design of a microwave oven in which high-quality heat treatment is ensured by special cancenterophores embedded in the bottom of the wall of the frying chamber, which convert microwave energy into heat / 2 /.

В качестве прототипа определена микроволновая печь, содержащая рабочую камеру, магнетрон, снабженный устройством охлаждения и подключенный к рабочей камере через отрезок линии передачи с СВЧ-излучателем на его конце, термоэлемент, размещенный снаружи рабочей камеры на одной из ее стенок и подключенный к источнику питания, снабженному переключателем. Следует отметить, что в качестве термоэлемента использована катушка индуктивности; отрезок линии передачи представляет собой отрезок прямоугольного волновода, открытый конец которого служит СВЧ-излучателем; переключатель предназначен для поочередного подключения к источнику питания магнетрона и катушки индуктивности /3/. As a prototype, a microwave oven containing a working chamber, a magnetron equipped with a cooling device and connected to the working chamber through a segment of the transmission line with a microwave emitter at its end, a thermocouple placed outside of the working chamber on one of its walls and connected to a power source, is determined equipped with a switch. It should be noted that an inductance coil was used as a thermocouple; a transmission line segment is a segment of a rectangular waveguide, the open end of which serves as a microwave emitter; the switch is designed for alternately connecting to the power source of the magnetron and inductor / 3 /.

Однако известные конструкции микроволновых печей, в том числе и конструкция микроволновой печи по прототипу, обеспечивая высокое качество тепловой обработки продукта и эффективную работу СВЧ-источника, не обеспечивает возможность обработки продукта в режиме охлаждения. Применение СВЧ-печи, которая наряду с качественной тепловой обработкой продукта обеспечивает искусственное его охлаждение в том же конструктивном объеме, повысит уровень сервисного обслуживания, например на транспорте (автомобиль, автобус, яхта и пр.), при обслуживании сельскохозяйственных работ, в туристских организациях и.т.д. However, the known designs of microwave ovens, including the design of the microwave oven according to the prototype, providing high quality heat treatment of the product and efficient operation of the microwave source, does not provide the possibility of processing the product in cooling mode. The use of a microwave oven, which, along with high-quality heat treatment of the product provides its artificial cooling in the same structural volume, will increase the level of service, for example, in transport (car, bus, yacht, etc.), when servicing agricultural work, in tourist organizations and .td

Основная задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей микроволновой печи с тем, чтобы обеспечить в одном объеме как качественную тепловую обработку продукта при улучшении рабочего режима магнетрона, так и искусственное охлаждение продукта. The main task to which the invention is directed is to expand the functionality of the microwave oven in order to provide in one volume both high-quality heat treatment of the product while improving the operating mode of the magnetron, and artificial cooling of the product.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в микроволновой печи, содержащей рабочую камеру, магнетрон, снабженный устройством охлаждения и подключенный к рабочей камере через отрезок линии передачи с СВЧ-излучателем на его конце, термоэлемент, размещенный снаружи рабочей камеры на одной из ее стенок и подключенный к источнику питания, снабженному переключателем, согласно изобретению термоэлемент выполнен в виде тверотельных электронных микроохладителей, установленных на радиаторе, а устройство охлаждения представляет собой воздуховод с принудительной вентиляцией, в котором установлены магнетрон и радиатор, при этом воздуховод соединен с рабочей камерой посредством управляемой заглушки, и отрезок линии передачи выполнен в виде отрезка коаксиальной линии. The solution to this problem is achieved by the fact that in a microwave oven containing a working chamber, a magnetron equipped with a cooling device and connected to the working chamber through a segment of the transmission line with a microwave emitter at its end, a thermocouple placed on the outside of the working chamber on one of its walls and connected to a power source equipped with a switch, according to the invention, the thermocouple is made in the form of solid-state electronic micro-coolers mounted on a radiator, and the cooling device is a duhovod with forced ventilation, in which are installed a magnetron and a radiator, wherein the air duct is connected to the working chamber through a controlled plug, and a segment of the transmission line is in the form of the coaxial line.

Твердотельные электронные микроохладители (ТЭМО) представляют собой керамические теплопереходы, соединенные с чередующимися полупроводниковыми р- и n-элементами, объединенными в один корпус, работа которых основана на эффекте Пельтье, согласно которому поглощение или выделение тепла, т.е. охлаждение или нагревание перехода, зависит от направления электрического тока по переходу. Solid state electronic micro-coolers (TEMOs) are ceramic heat transfer junctions connected to alternating semiconductor p- and n-elements combined in one housing, the operation of which is based on the Peltier effect, according to which heat is absorbed or released, i.e. cooling or heating the junction depends on the direction of the electric current in the junction.

Выполнение термоэлемента в микроволновой печи в виде ТЭМО позволило расширить ее функциональные возможности: наряду с высоким качеством тепловой обработки продукта за счет использования в режиме нагрева суммарного эффекта СВЧ-нагрева и теплового нагрева от ТЭМО, стало возможным обеспечить искусственное охлаждение продукта за счет охлаждения ТЭМО при изменении направления тока в нем. Установка ТЭМО на радиаторе и размещение последнего в воздуховоде с принудительной вентиляцией позволяет одновременно с нагревом продукта обеспечить эффективное охлаждение магнетрона за счет дополнительного охлаждения воздушного потока от радиатора ТЭМО. В режиме охлаждения продукта конструкция позволяет эффективно отводить тепло от нагреваемой стороны ТЭМО через радиатор и воздушный поток в воздуховоде. Соединение воздуховода с рабочей камерой посредством управляемой заглушки позволяет в режиме нагрева продукта производить вентиляцию камеры, удаление паров и жиров за счет принудительного движения по воздуховоду охлажденного воздуха, а при охлаждении продукта изолировать рабочую камеру от внешней среды. Выполнение отрезка линии передачи в виде отрезка коаксиальной линии уменьшает теплоотдачу от магнетрона к рабочей камере. The implementation of the thermocouple in the microwave oven in the form of TEMO allowed expanding its functional capabilities: along with high quality heat treatment of the product due to the use of the combined effect of microwave heating and heat heating from TEMO in the heating mode, it became possible to provide artificial cooling of the product by cooling TEMO when changing direction of current in it. Installing TEMO on a radiator and placing the latter in an air duct with forced ventilation allows for simultaneous heating of the product to ensure effective magnetron cooling due to additional cooling of the air flow from the TEMO radiator. In product cooling mode, the design allows you to effectively remove heat from the heated side of the TEMO through the radiator and air flow in the duct. The connection of the duct with the working chamber through a controlled plug allows the chamber to ventilate the chamber, remove vapors and greases due to forced movement of cooled air through the duct, and to isolate the working chamber from the external environment when cooling the product. The execution of a segment of the transmission line in the form of a segment of a coaxial line reduces heat transfer from the magnetron to the working chamber.

Таким образом, предложенная конструкция микроволновой печи обеспечивает как эффективную тепловую обработку продукта при улучшении режима работы магнетрона, так и искусственное охлаждение продукта, т.е. может работать как в режиме печи, так и в режиме холодильника. Thus, the proposed microwave oven design provides both effective heat treatment of the product while improving the magnetron operating mode, and artificial cooling of the product, i.e. can work both in oven mode and in refrigerator mode.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана конструкция микроволновой печи-холодильника. The invention is illustrated in the drawing, which shows the design of a microwave refrigerator.

Микроволновая печь-холодильник содержит магнетрон 1, установленный в воздуховоде 2 с принудительной вентиляции, например за счет вентилятора 3, рабочую камеру 4 с СВЧ-излучателем 5, термоэлементом 6. Термоэлемент 6 выполнен в виде твердотельных электронных микроохладителей (ТЕМО), установленных на радиаторе 7, и размещен снаружи рабочей камеры 4 на стенке 8 таким образом, что радиатор 7 установлен в воздуховоде 2. Термоэлемент 6 подключен к источнику 9 питания, снабженному переключателем 10, предназначенным для изменения направления тока в ТЭМО при переходе от режима "Нагрев" к режиму "Охлаждение". В режиме "Нагрев" сторона термоэлемента 6, обращенная к стенке 8, нагревается; соответственно, при переключении полярности источника 9 с помощью переключателя 10, сторона термоэлемента 6, обращенная к стенке 8, будет охлаждаться, что соответствует режиму "Охлаждение". Воздуховод 2 соединен с рабочей камерой 4 посредством управляемой заглушки 11. В СВЧ-тракте между СВЧ-излучателя 5 и магнетором 1 установлен отрезоу 12 коаксиальной линии, как тепловой буфер для СВЧ-излучателя 5 и камеры 4. The microwave refrigerator contains a magnetron 1 installed in the duct 2 with forced ventilation, for example, by means of a fan 3, a working chamber 4 with a microwave emitter 5, thermocouple 6. Thermocouple 6 is made in the form of solid-state electronic micro-coolers (TEMO) installed on the radiator 7 , and is placed outside the working chamber 4 on the wall 8 so that the radiator 7 is installed in the duct 2. The thermocouple 6 is connected to a power source 9, equipped with a switch 10, designed to change the direction of the current in TEMO p When switching from "Heating" to "Cooling" mode. In the "Heating" mode, the side of the thermocouple 6, facing the wall 8, is heated; accordingly, when switching the polarity of the source 9 using the switch 10, the side of the thermocouple 6 facing the wall 8 will be cooled, which corresponds to the "Cooling" mode. The duct 2 is connected to the working chamber 4 by means of a controlled plug 11. In the microwave path between the microwave emitter 5 and the magnet 1, a cutoff 12 of the coaxial line is installed as a heat buffer for the microwave emitter 5 and camera 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

В режиме "Нагрев" включают магнетрон 1 и вентилятор 3 для принудительной вентиляции в воздуховоде 2 и охлаждения магнетрона 1, а также термоэлемент 6, установив переключатель 10 источника 9 питания на режим нагрева. СВЧ-энергия, генерируемая магнетроном 1, через отрезок 12 коаксиальной линии и СВЧ-излучатель 5 поступает в рабочую камеру 4 и нагревают продукт 13, расположенный на стенке 8. Тепловое излучение от термоэлемента 6, а именно от той его стороны, которая обращена к стенке 8, дополнительно нагревают продукт 13, улучшая его качество. Свойства ТЭМО таковы, что одновременно противоположная сторона термоэлемента 6, обращенная к радиатору 7, охлаждается и через радиатор 7 охлаждает воздушный поток в воздуховоде 2, направленный на магнетрон 1. Тем самым обеспечивается эффективное охлаждение магнетрона 1, способствующее улучшению режима его использования и увеличению его рабочего ресурса. В режиме "Нагрев" управляемую заглушку 11 устанавливают в положение, позволяющее соединить объемы рабочей камеры 4 и воздуховода 2. Охлажденный воздушный поток в воздуховоде 2 способствует удалению паров и газов из рабочей камеры 4, улучшая качество обрабатываемого продукта 13. In the "Heating" mode include magnetron 1 and fan 3 for forced ventilation in the duct 2 and cooling magnetron 1, as well as thermocouple 6, by setting the switch 10 of the power supply 9 to the heating mode. The microwave energy generated by the magnetron 1, through the segment 12 of the coaxial line and the microwave emitter 5 enters the working chamber 4 and heats the product 13 located on the wall 8. Thermal radiation from the thermocouple 6, namely from the side that faces the wall 8, additionally heat the product 13, improving its quality. The properties of TEMO are such that at the same time the opposite side of the thermocouple 6, facing the radiator 7, is cooled and through the radiator 7 cools the air flow in the duct 2 directed to the magnetron 1. This provides effective cooling of the magnetron 1, thereby improving its use and increasing its operating resource. In the “Heating” mode, the controlled plug 11 is installed in a position that allows you to connect the volumes of the working chamber 4 and the duct 2. The cooled air flow in the duct 2 helps to remove vapors and gases from the working chamber 4, improving the quality of the processed product 13.

В режиме "Охлаждение" с помощью переключателя 10 изменяют направление тока в термоэлементе 6 на обратное по сравнению с режимом "Нагрев"; устанавливают заглушку 11 в положение, позволяющее изолировать объем рабочей камеры 4 от внешней среды; включают вентилятор 3 для принудительной вентиляции в воздуховоде 2. Сторона термоэлемента 6, обращенная к стенке 8, охлаждается, охлаждая продукт 13. Свойства ТЭМО таковы, что при этом противоположная сторона термоэлемента 6 нагревается. Однако за счет радиатора 7 и принудительного воздушного потока в воздуховоде 2 выделяемая теплота рассеивается в окружающую среду. При этом отрезок 12 каоксиальной линии препятствует передаче тепла от магнетрона 1 к рабочей камере 4 и СВЧ-излучателю 5. In the "Cooling" mode, using the switch 10, the current direction in the thermocouple 6 is reversed in comparison with the "Heating" mode; set the plug 11 in a position that allows you to isolate the volume of the working chamber 4 from the external environment; turn on the fan 3 for forced ventilation in the duct 2. The side of the thermocouple 6, facing the wall 8, is cooled, cooling the product 13. The properties of the TEMO are such that the opposite side of the thermocouple 6 is heated. However, due to the radiator 7 and forced air flow in the duct 2, the generated heat is dissipated into the environment. At the same time, the segment 12 of the kaoxial line prevents the transfer of heat from the magnetron 1 to the working chamber 4 and the microwave emitter 5.

Claims

A microwave refrigerator containing a working chamber, a magnetron equipped with a cooling device and connected to the working chamber through a segment of a transmission line with a microwave emitter at its end, a thermocouple placed on the outside of the working chamber on one of its walls and connected to a power source equipped with a switch , characterized in that the thermocouple is made in the form of solid-state electronic micro-coolers mounted on a radiator, and the cooling device is an air duct with forced ventilation Wherein a magnetron and a radiator are installed, wherein the duct is connected to the working chamber through a controlled plug, a section of transmission line formed as a coaxial line section.