RU2141746C1 - Microwave oven - Google Patents
Microwave oven Download PDFInfo
- Publication number
- RU2141746C1 RU2141746C1 RU98116655A RU98116655A RU2141746C1 RU 2141746 C1 RU2141746 C1 RU 2141746C1 RU 98116655 A RU98116655 A RU 98116655A RU 98116655 A RU98116655 A RU 98116655A RU 2141746 C1 RU2141746 C1 RU 2141746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- radiating system
- microwave oven
- replaceable
- oven according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H05B6/6402—Aspects relating to the microwave cavity
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической физике, в частности технике СВЧ-нагрева, может быть использовано в устройствах для нагрева диэлектриков с помощью переменного электромагнитного поля, например, в бытовых микроволновых печах для обеспечения благоприятных условий приготовления пищевых продуктов. The invention relates to technical physics, in particular microwave heating technology, can be used in devices for heating dielectrics using an alternating electromagnetic field, for example, in domestic microwave ovens to provide favorable conditions for the preparation of food products.
Широко известно, что бытовая микроволновая печь содержит источник электромагнитной энергии, соединенный через фидер с СВЧ-камерой, и размещенную на выходе фидера стационарную излучающую систему. СВЧ-камера включает стенки, охватывающие полость СВЧ-камеры, в которой находится плата с нагреваемым продуктом (см. , например, пат. США NN 4318069, 1982 г.; 4458186, 1984 г.; 4463239, 1984 г.; 4580023, 1985 г.; пат. ЕПВ N 0201947, 1990 г. и др.). It is widely known that a household microwave oven contains a source of electromagnetic energy connected through a feeder to a microwave camera and a stationary emitting system located at the output of the feeder. The microwave chamber includes walls covering the cavity of the microwave chamber in which the circuit board with the heated product is located (see, for example, U.S. Pat. NN 4318069, 1982; 4458186, 1984; 4463239, 1984; 4580023, 1985 g .; Pat. EPO N 0201947, 1990, etc.).
Одна из основных трудностей приготовления пищевых продуктов в микроволновых печах связана с ограниченными возможностями регулировки распределения СВЧ-энергии в СВЧ-камере в области расположения продукта. Обычно стремятся к реализаци равномерного распределения СВЧ-энергии либо путем создания СВЧ-камер специальной конструкции, либо путем периодического изменения пространственного распределения СВЧ-энергии с использованием механических или электронных перемешивающих устройств. One of the main difficulties in preparing food products in microwave ovens is associated with limited possibilities for adjusting the distribution of microwave energy in the microwave chamber in the area of the product. Usually, they strive to realize a uniform distribution of microwave energy either by creating microwave cameras of a special design, or by periodically changing the spatial distribution of microwave energy using mechanical or electronic mixing devices.
Например, по патенту России N 2000677, 1992 г. предлагается выполнить внутренние поверхности боковых стенок в виде периодической гребневой структуры, направление гребней которой параллельно плоскостям торцевых стенок. При этом излучатели выполнены с возможностью возбуждения в СВЧ-камере высокочастотного электромагнитного поля, имеющего только продольную по отношению к гребням составляющую напряженности электрического поля. Однако гребневая структура обеспечивает равномерное распределение СВЧ-энергии лишь в отсутствии продукта в СВЧ-камере. Поскольку нагреваемый продукт в общем случае не обладает необходимой симметрией, то помещение его в СВЧ-камеру приводит к возникновению электромагнитного поля с другой составляющей электромагнитного поля, что нарушает равномерность распределения СВЧ-энергии, следствием чего является неравномерный нагрев продукта. For example, according to Russian patent N 2000677, 1992, it is proposed to make the inner surfaces of the side walls in the form of a periodic ridge structure, the direction of the ridges of which is parallel to the planes of the end walls. In this case, the emitters are configured to excite in the microwave camera a high-frequency electromagnetic field having only a component of the electric field strength longitudinal with respect to the ridges. However, the ridge structure provides a uniform distribution of microwave energy only in the absence of product in the microwave chamber. Since the heated product in the general case does not possess the necessary symmetry, placing it in a microwave chamber leads to the appearance of an electromagnetic field with another component of the electromagnetic field, which violates the uniform distribution of microwave energy, resulting in uneven heating of the product.
В ряде технических решений предлагается снабдить СВЧ- камеру разного рода рефлекторами, рассеивателями, ребрами, которые обеспечивают множественное переотражение и перераспределение СВЧ-энергии, что, в свою очередь, обеспечивает равномерный нагрев продукта в СВЧ-камере. Например, в микроволновой печи по пат. США N 3764769, 1973 г. на выходе волновода установлен экран из непроводящего материала и рефлектор, в микроволновой печи по пат. США N 4289945. 1981 г. на выходе фидера установлен рассеиватель и, кроме того, в непосредственной близости от него - перемешивающее устройство, а по пат. США N 5698128, 1997 г. предлагается снабдить внутреннюю поверхность СВЧ-камеры несколькими группами ребер. In a number of technical solutions, it is proposed to equip the microwave camera with various kinds of reflectors, scatterers, ribs, which provide multiple re-reflection and redistribution of microwave energy, which, in turn, ensures uniform heating of the product in the microwave camera. For example, in the microwave oven according to US Pat. USA N 3764769, 1973 at the output of the waveguide there is a screen of non-conductive material and a reflector in a microwave oven according to US Pat. USA N 4289945. 1981, the diffuser is installed at the output of the feeder and, in addition, in the immediate vicinity of it is a mixing device, and according to US Pat. US N 5698128, 1997, it is proposed to equip the inner surface of the microwave camera with several groups of ribs.
Изменение пространственного распределения СВЧ-энергии путем механического его перемешивания реализуется с помощью специального перемешивающего устройства, установленного в СВЧ-камере (например, пат. США NN 4458186, 1984 г. , 4463239, 1984 г., 4580023, 1985 г.) или в фидере (например, пат. США N 4318069, 1982 г., пат. ЕПВ N 0201947, 1990 г.). Периодическое изменение положение нагреваемого продукта реализуется путем перемещения или вращения платы, на которой размещен нагреваемый продукт (например, пат. США N 5317086, 1994 г., пат. ЕПВ N 0084272, 1987 г.). Changing the spatial distribution of microwave energy by mechanically mixing it is carried out using a special mixing device installed in a microwave chamber (for example, US Pat. US NN 4458186, 1984, 4463239, 1984, 4580023, 1985) or in a feeder (e.g., US Pat. No. 4,318,069, 1982; US Pat. EPO N 0201947, 1990). A periodic change in the position of the heated product is realized by moving or rotating the board on which the heated product is placed (for example, US Pat. No. 5317086, 1994, EPO N 0084272, 1987).
Примером изменения пространственного распределения СВЧ-энергии в СВЧ-камере электронным путем могут служить технические решения по пат. США N 4301847, 1981 г., пат. США N 4324968, 1982 г., пат. США N 4336434, 1982 г. An example of a change in the spatial distribution of microwave energy in a microwave camera electronically can serve as technical solutions according to US Pat. U.S. Patent No. 4,301,847, 1981, US Pat. U.S. N 4324968, 1982, US Pat. U.S. N 4336434, 1982
Так в микроволновой печи по пат. США N 4301847, 1981 г. равномерность нагрева помешенного в СВЧ-камеру продукта улучшена благодаря использованию вращающихся эллиптически поляризованных электромагнитных волн. Формирование этих волн обеспечивается с помощью крестообразного излучателя (либо с помощью двух, взаимно ортогональных, ориентированных под углом 45o к оси фидера щелевых излучателей) совместно с перестраиваемым фазовращателем. Крестообразный излучатель излучает электромагнитные волны левой и правой круговой поляризации, а перестраиваемый фазовращатель изменяет фазу одной из поляризаций. В результате интерференции волн двух поляризаций в СВЧ-камере формируются электромагнитные волны элиптической поляризации, ось которой поворачивается в соответствии с законом изменения фазы одной из круговых поляризаций.So in the microwave oven according to US Pat. USA N 4301847, 1981, the uniformity of heating of the product placed in the microwave camera is improved through the use of rotating elliptically polarized electromagnetic waves. The formation of these waves is provided using a cross-shaped emitter (or using two mutually orthogonal, oriented at an angle of 45 o to the axis of the feeder slot emitters) together with a tunable phase shifter. A cross-shaped emitter emits electromagnetic waves of left and right circular polarization, and a tunable phase shifter changes the phase of one of the polarizations. As a result of interference of the waves of two polarizations, electromagnetic waves of elliptical polarization are formed in the microwave chamber, the axis of which rotates in accordance with the law of phase change of one of the circular polarizations.
А по патенту США N 4324968 предлагается осуществлять излучение электромагнитных волн с круговой поляризацией в СВЧ-камеру посредством крестообразного щелевого излучателя, электрическое местоположение которого относительно оси фидера изменяется по заданному закону. В результате форма распределения СВЧ-энергии в плоскости платы для расположения продукта изменяется от круговой к эллиптической в соответствии с перемещением электрического положения излучателя. And according to US patent N 4324968 it is proposed to emit circularly polarized electromagnetic waves into the microwave chamber by means of a cross-shaped slot emitter, the electrical location of which relative to the axis of the feeder varies according to a given law. As a result, the shape of the distribution of microwave energy in the plane of the board for the location of the product varies from circular to elliptical in accordance with the movement of the electric position of the emitter.
Другой путь улучшения равномерности нагрева продукта реализован в техническом решении по пат. США N 4336434, где электромагнитные волны круговой поляризации излучают в СВЧ-камеру через элементы связи, сфазированные определенным образом для формирования концентрированного луча. Фазовые соотношения между элементами связи изменяют во времени по заданному закону, в результате чего сформированный луч сканирует внутри полости СВЧ-камеры. Another way to improve the uniformity of heating of the product is implemented in the technical solution according to US Pat. USA N 4336434, where circularly polarized electromagnetic waves are emitted into the microwave camera through communication elements phased in a certain way to form a concentrated beam. The phase relations between the communication elements change in time according to a given law, as a result of which the formed beam scans inside the cavity of the microwave camera.
Предпринимаемые в известных технических решениях меры действительно обеспечивают приемлемую равномерность распределения СВЧ-энергии в области расположения нагреваемого продукта. Однако такое решение проблемы далеко не всегда может создать благоприятные условия для приготовления продукта в СВЧ-камере, поскольку большая часть продуктов не обладает симметрией. Поэтому несмотря на достаточно равномерное распределение СВЧ-энергии в области нагреваемого продукта, некоторые участки продукта тем не менее оказываются перегретыми, а другие, напротив, нагретыми недостаточно. Кроме того, по мере возрастания интереса потребителей к приготовлению пищи в микроволновых печах существенно увеличилась и разновидность продуктов, подвергающихся обработке в этих печах. При этом стало очевидно, что условия СВЧ-нагрева, имеющие место в стандартной микроволновой печи и пригодные для одних продуктов, оказываются совершенно неприемлемыми для других. The measures taken in the known technical solutions do provide an acceptable uniformity of the distribution of microwave energy in the area of the location of the heated product. However, such a solution to the problem far from always can create favorable conditions for the preparation of the product in the microwave chamber, since most of the products do not have symmetry. Therefore, despite the fairly uniform distribution of microwave energy in the region of the heated product, some sections of the product nevertheless turn out to be overheated, while others, on the contrary, are not sufficiently heated. In addition, as consumer interest in cooking in microwave ovens increases, the variety of products that are processed in these ovens has substantially increased. At the same time, it became apparent that the microwave heating conditions that occur in a standard microwave oven and are suitable for some products are completely unacceptable for others.
Поэтому в последнее время появилась тенденция использования специальной одноразовой упаковки или одноразовой капсулы, в которой размешают продукт, подлежащий нагреву. Такие одноразовые капсулы, как правило, предназначены для продуктов определенного класса. Так техническое решение по пат. США N 4891482, 1990 г. предназначено для приготовления продуктов, имеющих плоскую форму, таких как пицца, по пат. США N 4972059, 1990 г. - для приготовления гамбургеров, по пат. США N 5695673, 1997 г. - для приготовления попкорна. Известны также технические решения, предназначенные для нескольких видов продуктов (например, пат. США N 5317120, 1994 г., пат. США N 5695673, 1997 г.). Одноразовые упаковки обычно выполнены из листового тонкопленочного токоприемника (например, пат. США N 4891482), а одноразовые капсулы включают корпус, выполненный из материала, прозрачного для СВЧ-энергии, могут иметь цилиндрическую или конусообразную форму (например, пат. США N 4972059), причем верхняя поверхность обычно перфорирована (например, пат. США NN 4972059, 5317120). Therefore, in recent years there has been a tendency to use special disposable packaging or a disposable capsule in which the product to be heated is stirred. Such disposable capsules are generally intended for products of a particular class. So the technical solution according to US Pat. US N 4891482, 1990 is intended for the preparation of products having a flat shape, such as pizza, according to US Pat. USA N 4972059, 1990 - for the preparation of hamburgers, according to US Pat. USA N 5695673, 1997 - for the preparation of popcorn. Technical solutions are also known for several types of products (for example, US Pat. No. 5,317,120, 1994, US Pat. No. 5,695,673, 1997). Disposable packaging is usually made of a sheet of thin-film current collector (for example, US Pat. US N 4891482), and disposable capsules include a housing made of a material that is transparent to microwave energy, may have a cylindrical or conical shape (for example, US Pat. No. 4972059), moreover, the upper surface is usually perforated (for example, US Pat. US NN 4972059, 5317120).
Усовершенствованные одноразовые капсулы дополнительно содержат тонкопленочный токоприемник, размещенный в непосредственной близости к нижней, в некоторых случаях, и к верхней поверхности корпуса капсулы (например, пат. США NN 5317120, 5695673). Некоторые капсулы дополнительно снабжены рефлектором (например, пат. США N 5695673). Improved disposable capsules additionally contain a thin film current collector located in close proximity to the lower, in some cases, and to the upper surface of the capsule body (for example, US Pat. US NN 5317120, 5695673). Some capsules are additionally equipped with a reflector (for example, US Pat. US N 5695673).
Другие усовершенствования направлены на концентрацию СВЧ-знергии в области продукта путем установки либо непосредственно в СВЧ-камере, либо внутри одноразовой капсулы дополнительного нагревательного элемента, возбуждаемого микроволновой энергией с помощью соединенной с ним через линию передачи специальной приемной антенны (например, пат. США NN 5322984, 1994 г., 5698127, 1997 г.). Other improvements are focused on the concentration of microwave energy in the product area by installing either directly in the microwave chamber or inside a disposable capsule an additional heating element excited by microwave energy using a special receiving antenna connected to it via a transmission line (for example, US Pat. No. 5,329,284 1994, 5698127, 1997).
Общим недостатком использования одноразовых упаковок и одноразовых капсул является их сложность и дороговизна. Возможно по этой причине на российском рынке они пока не получили широкого распространения. Кроме того, если такое решение проблемы можно считать в какой-то степени приемлемым в системах быстрого общественного питания, то индивидуальный пользователь далеко не всегда готов использовать продукты, предлагаемые в промышленных одноразовых упаковках и одноразовых капсулах, поскольку часто заинтересован в микроволновой обработке продуктов собственного приготовления. A common disadvantage of using disposable packaging and disposable capsules is their complexity and high cost. Perhaps for this reason, they have not yet received wide distribution in the Russian market. In addition, if such a solution to the problem can be considered to some extent acceptable in fast food service systems, then an individual user is far from always ready to use products offered in industrial disposable packaging and disposable capsules, since he is often interested in microwave processing of home-made products.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения по совокупности сходных существенных признаков является микроволновая печь, известная по пат. США N 3764769, 1973. Микроволновая печь содержит источник СВЧ-энергии, соединенный через фидер с СВЧ-камерой, и размещенную на выходе фидера стационарную излучающую систему. Излучающая система представляет собой окно связи, в котором размещена металлическая закорачивающая перемычка, и рассеиватель, размещенный в СВЧ-камере в непосредственной близости к окну связи. СВЧ-камера включает стенки, охватывающие полость СВЧ-камеры, в которой находится плата с нагреваемым продуктом. Достоинством этой конструкции является то, что излучающая система представляет собой антенну с большой апертурой, которая обеспечивает достаточно равномерное распределение СВЧ- энергии в СВЧ-камере. The closest analogue of the present invention for a combination of similar essential features is a microwave oven, known in US Pat. USA N 3764769, 1973. A microwave oven contains a microwave energy source connected through a feeder to a microwave camera, and a stationary radiating system located at the output of the feeder. The radiating system is a communication window in which a metal shorting jumper is placed, and a diffuser located in a microwave camera in close proximity to the communication window. The microwave chamber includes walls covering the cavity of the microwave chamber in which the board with the heated product is located. The advantage of this design is that the radiating system is an antenna with a large aperture, which provides a fairly uniform distribution of microwave energy in the microwave camera.
Недостатком микроволновой печи, которая является ближайшим аналогом, так же, как и других известных, как уже было сказано выше, является то, что несмотря на достаточно равномерное распределение СВЧ-энергии она не обеспечивает благоприятных условий нагрева для широкого класса продуктов. Как показала практика, для приготовления целого ряда продуктов благоприятным условием нагрева является предопределенная неравномерность распределения СВЧ-энергии в СВЧ-камере, конкретный характер которой связан с особенностями того или иного продукта. Однако, по имеющимся сведениям, не существует известных средств, позволяющих пользователю по своему усмотрению изменять распределение СВЧ-энергии в СВЧ-камере с учетом особенностей нагреваемого продукта, а также в процессе его приготовления. Другим недостатком известных микроволновых печей является то, что в них затруднен нагрев продуктов, имеющих малый объем. Это связано с тем, что при помещении продуктов малого объема в стандартную микроволновую печь затрудняется работа магнетрона и, кроме того, возникают локальные перегревы стенок СВЧ-камеры и платы для размещения продукта. The disadvantage of a microwave oven, which is the closest analogue, as well as other known ones, as mentioned above, is that despite a fairly uniform distribution of microwave energy, it does not provide favorable heating conditions for a wide class of products. As practice has shown, for the preparation of a number of products, a favorable condition for heating is the predetermined uneven distribution of microwave energy in the microwave chamber, the specific nature of which is associated with the characteristics of a particular product. However, according to available information, there are no known means that allow the user, at his discretion, to change the distribution of microwave energy in the microwave chamber, taking into account the characteristics of the heated product, as well as during its preparation. Another disadvantage of known microwave ovens is that it is difficult to heat products with a small volume. This is due to the fact that when placing small-volume products in a standard microwave oven, the operation of the magnetron is hindered and, in addition, local overheating of the walls of the microwave camera and the board for product placement occurs.
Таким образом задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка микроволновой печи с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а именно микроволновой печи, в которой предусмотрена возможность простыми средствами изменять распределение СВЧ-энергии в СВЧ-камере с учетом особенностей нагреваемого продукта, в частности, в процессе его приготовления, а также возможность нагрева продуктов малого объема. Thus, the problem to which the present invention is directed is the development of a microwave oven with improved performance, namely a microwave oven, which provides the ability to easily change the distribution of microwave energy in the microwave chamber, taking into account the features of the heated product, in particular, the process of its preparation, as well as the possibility of heating small-volume products.
Сущность разработанной микроволновой печи заключается в том, что она так же, как и микроволновая печь, которая является ближайшим аналогом, содержит источник СВЧ-энергии, соединенный через фидер с СВЧ-камерой, и излучающую систему, которая размещена на выходе фидера и включает стационарную часть. СВЧ-камера включает стенки, охватывающие полость СВЧ-камеры, в которой находится плата с нагреваемым продуктом. The essence of the developed microwave oven is that it, like the microwave oven, which is the closest analogue, contains a microwave energy source connected through a feeder to a microwave camera, and a radiating system, which is located at the output of the feeder and includes a stationary part . The microwave chamber includes walls covering the cavity of the microwave chamber in which the board with the heated product is located.
Новым в разработанной микроволновой печи является то, что она снабжена набором сменных элементов излучающей системы. При этом по меньшей мере один элемент упомянутого набора входит в состав сменной части излучающей системы, соответствующей определенному классу продуктов, которая размещена в полости СВЧ-камеры вблизи стационарной части излучающей системы. New in the developed microwave oven is that it is equipped with a set of interchangeable elements of the radiating system. At the same time, at least one element of the said set is included in the replaceable part of the radiating system corresponding to a certain class of products, which is located in the cavity of the microwave camera near the stationary part of the radiating system.
В частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, выполнен в виде короткого рупора. In the particular case of at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is made in the form of a short horn.
В другом частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, выполнен в виде рассеивателя. In another particular case, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is made in the form of a diffuser.
В другом частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, выполнен в виде распределительного волновода. In another particular case, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is made in the form of a distribution waveguide.
В конкретной реализации по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, выполнен плавно расширяющимся. In a specific implementation, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is made smoothly expanding.
В другой конкретной реализации по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, выполнен ступенчатым. In another specific implementation, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is made stepwise.
В частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, снабжен по меньшей мере одной резонансной канавкой. In the particular case of at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is equipped with at least one resonant groove.
В другом частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, снабжен по меньшей мере одной диафрагмой. In another particular case, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is equipped with at least one diaphragm.
В другом частном случае по меньшей мере один элемент излучающей системы, входящий в состав ее сменной части, снабжен по меньшей мере одной рассеивающей щелью. In another particular case, at least one element of the radiating system, which is part of its replaceable part, is provided with at least one scattering gap.
В конкретной реализации стационарная часть излучающей системы размещена в верхней стенке СВЧ-камеры. In a specific implementation, the stationary part of the emitting system is located in the upper wall of the microwave camera.
В другой конкретной реализации стационарная часть излучающей системы размещена в боковой стенке СВЧ-камеры. In another specific implementation, the stationary part of the emitting system is located in the side wall of the microwave camera.
В другой конкретной реализации сменная часть излучающей системы прикреплена по меньшей мере к одной стенке СВЧ-камеры посредством разъемного соединения. In another specific implementation, the replaceable part of the radiating system is attached to at least one wall of the microwave camera through a detachable connection.
В другой конкретной реализации сменная часть излучающей системы скреплена со стационарной частью излучающей системы посредством разъемного соединения. In another specific implementation, the replaceable part of the radiating system is bonded to the stationary part of the radiating system by means of a detachable connection.
В разработанной микроволновой печи реализовано выполнение составной излучающей системы, содержащей стационарную часть, которая может быть аналогична любой излучающей системе, традиционно используемой в известных микроволновых печах, и сменную часть, соответствующую определенному классу продуктов. Сменная часть излучающей системы может включать один, либо комбинацию сменных элементов излучающей системы, входящих в набор сменных элементов, которым снабжена разработанная микроволновая печь. Размещение сменной части излучающей системы вблизи стационарной части обеспечивает функционирование составной излучающей системы как единого целого, а наличие набора сменных элементов излучающей системы позволяет достичь необходимый технический результат, а именно дает возможность пользователю по своему усмотрению простыми средствами изменять распределение СВЧ-энергии в СВЧ-камере, в частности, сформировать предопределенную неравномерность распределения СВЧ-энергии в СВЧ-камере, конкретный характер которой связан с особенностями того или иного продукта. Так использование рупоров различной конфигурации в качестве сменной части излучающей системы в общем случае позволяет усилить концентрацию СВЧ-энергии в приосевой части СВЧ-камеры, использование рассеивателей - усилить концентрацию СВЧ-энергии в периферийных областях платы для размещения продукта, а использование распределительных волноводов позволяет перенести без потерь СВЧ-энергию в требуемую область СВЧ-камеры. Различные комбинации сменных элементов излучающей системы, число которых может быть достаточно велико, позволяют пользователю создавать такое распределение СВЧ-энергии в СВЧ-камере, которое является благоприятным для приготовления конкретного продукта. Достоинством разработанной микроволновой печи является также то, что в отличие от стандартных микроволновых печей, она позволяет осуществлять нагрев продуктов, имеющих малый объем. Это обеспечивается использованием сменного элемента излучающей системы, осуществляющего концентрацию СВЧ-энергии в приосевой области СВЧ-камеры, например рупора, а при необходимости, согласующего элемента, установленного в горловине рупора. Таким образом разработанная микроволновая печь обладает улучшенными, по сравнению с известными микроволновыми печами, эксплуатационными характеристиками. The developed microwave oven implements the implementation of a composite radiating system containing a stationary part, which can be similar to any radiating system traditionally used in known microwave ovens, and a replaceable part corresponding to a certain class of products. The replaceable part of the radiating system may include one or a combination of replaceable elements of the radiating system included in the set of replaceable elements with which the developed microwave oven is equipped. Placing the replaceable part of the radiating system near the stationary part ensures the functioning of the composite radiating system as a whole, and the presence of a set of replaceable elements of the radiating system allows you to achieve the desired technical result, namely, it allows the user to change the distribution of microwave energy in the microwave camera by his own discretion, by simple means, in particular, to form a predetermined uneven distribution of microwave energy in the microwave camera, the specific nature of which is associated with features and this or that product. So the use of horns of various configurations as a replaceable part of the emitting system in the general case allows you to increase the concentration of microwave energy in the axial part of the microwave camera, the use of scatterers allows you to increase the concentration of microwave energy in the peripheral areas of the board to accommodate the product, and the use of distribution waveguides allows you to transfer loss of microwave energy to the desired area of the microwave camera. Various combinations of replaceable elements of the radiating system, the number of which can be quite large, allow the user to create such a distribution of microwave energy in the microwave chamber that is favorable for the preparation of a particular product. An advantage of the developed microwave oven is that, unlike standard microwave ovens, it allows heating products with a small volume. This is ensured by the use of a replaceable element of the radiating system that carries out the concentration of microwave energy in the axial region of the microwave camera, for example a horn, and, if necessary, a matching element installed in the mouth of the horn. Thus, the developed microwave oven has improved performance compared to known microwave ovens.
Фиг. 1а иллюстрирует один из вариантов разработанной микроволновой печи; фиг. 1б иллюстрирует вариант выполнения излучающей системы и вариант крепления сменной части излучающей системы. FIG. 1a illustrates one embodiment of a developed microwave oven; FIG. 1b illustrates an embodiment of a radiating system and a mounting option for a replaceable part of a radiating system.
Фиг. 2 иллюстрирует эффект выполнения сменной части излучающей системы в виде короткого рупора. FIG. 2 illustrates the effect of making a replaceable part of a radiating system in the form of a short horn.
Фиг. 3а, 3б и 3в иллюстрируют выполнение сменной части излучающей системы в виде короткого рупора, снабженного ступенькой и резонансной канавкой различных конфигураций. FIG. 3a, 3b and 3c illustrate the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a short horn equipped with a step and a resonant groove of various configurations.
Фиг. 4а и 4б иллюстрируют выполнение сменной части излучающей системы в виде короткого рупора, снабженного шлейфом, образованным комбинацией ступеньки и резонансной канавки, а также шлейфом из нескольких резонансных канавок. FIG. 4a and 4b illustrate the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a short horn equipped with a loop formed by a combination of a step and a resonant groove, as well as a loop of several resonant grooves.
Фиг. 5а, 5б и 5в иллюстрируют выполнение сменной части излучающей системы в виде рассеивателя, имеющего различные конфигурации. FIG. 5a, 5b and 5c illustrate the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a diffuser having various configurations.
Фиг. 6 иллюстрирует эффект выполнения сменной части излучающей системы в виде плавно расширяющегося рассеивателя. FIG. 6 illustrates the effect of the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a continuously expanding diffuser.
Фиг. 7а и 7б иллюстрируют выполнение сменной части излучающей системы в виде комбинации короткого плавно расширяющегося рупора, имеющего различные конфигурации, и плавно расширяющегося рассеивателя. FIG. 7a and 7b illustrate the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a combination of a short smoothly expanding horn having various configurations and a smoothly expanding diffuser.
Фиг. 8а иллюстрирует выполнение сменной части излучающей системы в виде одного распределительного волновода. FIG. 8a illustrates the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of a single distribution waveguide.
Фиг. 8б, 9а и 9б иллюстрирует выполнение сменной части излучающей системы в виде нескольких распределительных волноводов различной конфигурации. FIG. 8b, 9a and 9b illustrates the implementation of the replaceable part of the radiating system in the form of several distribution waveguides of various configurations.
Микроволновая печь по фиг. 1а содержит источник 1 СВЧ-энергии, соединенный через фидер 2 с СВЧ-камерой 3. СВЧ-камера 3 включает стенки 4, охватывающие полость 5 СВЧ-камеры 3. В полости 5 находится плата 6 с нагреваемым продуктом 7. На выходе фидера 2 размещена излучающая система 8, которая включает стационарную часть 9 (см. фиг. 1б) и сменную часть 10. Стационарная часть 9 излучающей системы 8 может быть выполнена, например, в виде окна связи, в виде петлевого или штыревого излучателя либо в виде комбинации различных излучателей. Стационарная часть 9 может также включать различного рода отражатели или рассеиватели. В конкретной реализации по фиг. 1 стационарная часть 9 выполнена в виде прямоугольного окна. Согласно изобретению микроволновая печь снабжена набором сменных элементов излучающей системы 8. По меньшей мере один элемент упомянутого набора входит в состав сменной части 10 излучающей системы 8, соответствующей определенному классу продуктов 7, т.е. сменная часть 10 может включать один или несколько сменных элементов в самых различных сочетаниях. Выбор того или иного конкретного сочетания сменных элементов определяется конкретным классом продукта 7, подлежащего нагреву. В микроволновой печи по фиг. 1а и 1б сменная часть 10 выполнена в виде плавно расширяющегося короткого рупора 11, в горловине которого размещен согласующий элемент 12. The microwave oven of FIG. 1a contains a
Геометрия короткого рупора, как известно (Вайнштейн А.И. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1988 г., гл. 10, 17), определяется соотношением h<d2/2λ, где h - высота рупора, d - диаметр его апертуры, λ - длина волны источника 1 СВЧ-энергии.The geometry of a short horn, as is known (A. Weinstein, Electromagnetic waves. M: Radio and communications, 1988, chap. 10, 17), is determined by the ratio h <d 2 / 2λ, where h is the height of the horn, d - the diameter of its aperture, λ is the wavelength of the
Использование короткого, а не длинного рупора обусловлено ограниченным объемом СВЧ-камеры 3. The use of a short rather than a long speaker is due to the limited volume of the microwave camera 3.
Сменная часть 10 размещена в полости 5 СВЧ-камеры 3 вблизи стационарной части 9 и может быть скреплена по меньшей мере с одной стенкой 4 СВЧ-камеры 3 посредством разъемного соединения 13. Сменная часть 10 может быть скреплена со стационарной частью 9 излучающей системы 8 посредством разъемного соединения 13, вариант реализации которого показан на фиг. 1б. В случае, когда сменная часть 10 излучающей системы 8 содержит несколько элементов, последние также могут быть соединены между собой посредством разъемного соединения 13. Фиг. 1а и 1б иллюстрируют вариант реализации изобретения, в котором сменная часть 10 скреплена с верхней стенкой 4 СВЧ-камеры 3. The
В конкретной реализации разъемного соединения 13, изображенной на фиг. 1б, короткий рупор 11 снабжен жестко скрепленным с ним фланцем 14. В верхней стенке 4 выполнены отверстия 15, а фланец 14 снабжен ответными штырями 16 из пружинящего материала, например из стали. В штырях 16 выполнены шлицы 17. Фланец 14 изготовлен из материала, используемого для изготовления излучающих элементов микроволновых печей. In a specific implementation of the plug connection 13 shown in FIG. 1b, a
Короткий рупор 11 по фиг. 3а, 3б и 3в снабжен ступенькой 19, имеющей различные конфигурации, и резонансной канавкой 18, расположение которой также может быть различным. Длина 1 резонансной канавки составляет ≈ λ/4. The
Короткий рупор 11 по фиг. 4а снабжен шлейфом, образованным комбинацией ступеньки 19 и резонансной канавки 18, а на фиг. 4б - шлейфом из нескольких резонансных канавок 18. The
Сменная часть 10 излучающей системы 8 по фиг. 5а, 5б и 5в выполнена в виде рассеивателя 20, имеющего различные конфигурации. На фиг. 5а рассеиватель 20 выполнен плавно расширяющимся, на фиг. 5б рассеиватель 20 снабжен резонансной канавкой 18, а на фиг. 5в рассеиватель 20 снабжен ступенькой 19. The
Сменная часть 10 излучающей системы 8 по фиг. 7а и 7б выполнена в виде комбинации двух элементов: короткого плавно расширяющегося рупора 11, имеющего различные конфигурации, и плавно расширяющегося рассеивателя 20. The
Сменная часть 10 излучающей системы 8 по фиг. 8а выполнена в виде одного распределительного волновода, а по фиг. 8б, 9а и 9б - в виде нескольких распределительных волноводов 21 различной конфигурации. The
Разработанная микроволновая печь работает следующим образом. The developed microwave oven operates as follows.
Перед началом работы пользователь устанавливает сменную часть 10 (фиг. 1) излучающей системы 8, соответствующую конкретному типу продукта 7, подлежащего нагреву, на посадочное место, предусмотренное конструкцией микроволновой печи. Для определенности в качестве продукта 7 выбран продукт, благоприятные условия приготовления которого включают повышенный уровень нагрева в центральной его части. Установка сменной части 10 производится через загрузо-разгрузочный люк камеры 3 (не показан). При подаче питания СВЧ-энергия от источника 1 через фидер 2 поступает на стационарную часть 9 и сменную часть 10 излучающей системы 8. Сменная часть 10, выполненная в виде рупора 11, обеспечивает перераспределение краевых излучающих токов и концентрацию излучения в приосевой области, что, в свою очередь, усиливает нагрев центральной части продукта 7. Это обеспечивается, во-первых, увеличением эффективной апертуры излучающей системы 8, что иллюстрируется фиг. 2. На фиг. 2 показано пространственное распределение излучающих токов на выходе излучающей системы и пространственное распределение поля на плате 6 (т.е. в области расположения продукта 7) для микроволновой печи, в которой излучающая система 8 содержит только стационарную часть 9 (фиг. 2а), и микроволновой печи, в которой излучающая система включает стационарную часть 9 и сменную часть 10, выполненную в виде короткого рупора 11 (фиг.2б). Кроме того, присутствие в излучающей системе 8 сменной части 10 в виде короткого рупора 11 приближает излучающую апертуру к нагреваемому продукту 7, что также способствует концентрации излучения в приосевой области. Это обеспечивает благоприятные условия приготовления продукта 7.Before starting work, the user installs the replaceable part 10 (Fig. 1) of the emitting system 8, corresponding to the specific type of
Для повышения эффективности воздействия на краевые излучающие токи рупор 11 может быть снабжен резонансными канавками, штырями, рамками или петлями, ступеньками, а также различными шлейфами на их основе. Это позволяет получить заданное пространственное распределение поля в области расположения продукта 7 при меньшей высоте h рупора 11. Так рупор 11 по фиг. 3а снабжен ступенькой 19, а рупор 11 по фиг. 3б и 3в снабжен ступенькой 19 и резонансной канавкой 18. При различной глубине резонансной канавки 18 последняя может представлять собой как индуктивную нагрузку, так и емкостную, что позволяет, выполняя резонансную канавку 18 той или иной глубины, как сконцентрировать излучение в приосевой области, так и уменьшить плотность СВЧ-энергии в этой области. Как видно из фиг. 3б и 3в конфигурация резонансной канавки 18 может быть различной. To increase the impact on the edge emitting currents, the
Для получения необходимого пространственного распределения поля в области расположения продукта 7 рупор 11 может быть снабжен шлейфом, образованным ступенькой 19 и резонансной канавкой 18 (фиг. 4а) или несколькими резонансными канавками 18 (фиг.4б). Наличие нескольких резонансных канавок 18, каждая из которых может иметь глубину, изменяющуюся по азимуту (фиг. 4б), позволяет сформировать несимметричное по азимуту распределение СВЧ-энергии в камере 3. To obtain the necessary spatial distribution of the field in the area of the
Согласующий элемент 12 (фиг. 1a, 1б и 5а) предназначен для улучшения согласования излучающей системы 8 с фидером 2 и может быть выполнен, например, в виде диэлектрического шарика, который укреплен в раскрыве рупора 11, например, с помощью диэлектрических растяжек (не показаны). Установка согласующего элемента 12 практически не влияет на распределение излучающих токов по апертуре короткого рупора 11, создавая тем не менее дополнительное компенсирующее отражение в фидере 2. Согласующий элемент 12 не является неотъемлемым элементом конструкции, однако для некоторых типов продуктов, например, для слабопоглощающих продуктов, для продуктов, имеющих малый объем, его установка может оказаться целесообразной. The matching element 12 (Fig. 1a, 1b and 5a) is designed to improve the matching of the radiating system 8 with the feeder 2 and can be made, for example, in the form of a dielectric ball, which is fixed in the aperture of the
Как видно, для увеличения концентрации поля в приосевой области камеры 3 удобно выполнение сменной части 10 излучающей системы 8 в виде короткого рупора 11. При необходимости уменьшения интенсивности нагрева центральной части продукта 7 и повышения интенсивности нагрева его периферической части целесообразно выполнить сменную часть 10 в виде рассеивателей 20 различного типа. Так простейший плавно расширяющийся рассеиватель 20 в виде небольшого экрана, установленный вблизи стационарной части 9 излучающей системы 8 (фиг. 5а), позволяет реализовать увеличение поля в областях, прилегающих к периферии платы 6 для размещения продукта 7. Так же, как и при выполнении сменной части 10 в виде короткого рупора 11, эффект обеспечивается за счет увеличения эффективной апертуры излучающей системы 8. Это иллюстрируется фиг. 6, где показано пространственное распределение излучающих токов на выходе излучающей системы и пространственное распределение поля на плате 6 (т.е. в области расположения продукта 7) для микроволновой печи, в которой излучающая система 8 содержит только стационарную часть 9 (фиг. 6а), и микроволновой печи, в которой излучающая система включает стационарную часть 9 и сменную часть 10, выполненную в виде плавно расширяющегося рассеивателя 20 (фиг. 6б). Кроме того, присутствие в излучающей системе 8 сменной части 10 в виде плавно расширяющегося рассеивателя 20 приближает излучающую апертуру к нагреваемому продукту 7, что также способствует концентрации излучения в областях, прилегающих к периферии платы 6. Все это обеспечивает благоприятные условия приготовления продукта 7. При необходимости улучшения согласования с фидером 2 рассеиватель 20 может быть снабжен согласующим элементом 12 (фиг. 5а). Другие варианты рассеивателя 20, действие которого усилено резонансной канавкой 18 или ступенькой 19, показаны на фиг. 5б и 5в, соответственно.As can be seen, to increase the field concentration in the axial region of the chamber 3, it is convenient to make the
Выполнение сменной части 10 излучающей системы 8 в виде комбинации короткого рупора 11 той или иной конфигурации и рассеивателя 20 (при этом сменная часть 10 может быть выполнена в виде единого узла либо составной) позволяет получить распределение СВЧ-энергии в СВЧ-камере, которое в еще большей степени соответствует конкретному типу продукта 7 (фиг. 7). На фиг. 7а приведен пример реализации сменной части 10, позволяющий усилить нагрев нижней части продукта 7, а на фиг. 7б сделать более однородным нагрев продуктов 7, вытянутых по вертикали и имеющих сравнительно небольшой диаметр. The implementation of the
Выполнение сменной части 10 излучающей системы 8 в виде одного или системы распределительных волноводов 21 иллюстрируется фиг. 8а, 8б, 9а и 9б. Возбуждаемые стационарной частью 9 распределительные волноводы 21 переносят без потерь СВЧ-энергию в требуемую область СВЧ-камеры 3, что позволяет сформировать распределение СВЧ-энергии, необходимое для обеспечения благоприятных условий приготовления конкретного типа продукта 7. The implementation of the
Следует отметить, что в настоящем изобретении в качестве сменных элементов излучающей системы предлагается использовать стандартные излучающие элементы, традиционно используемые в микроволновых печах в качестве стационарных излучателей. Очевидно, что возможная конструкция сменных элементов такими излучателями не ограничивается и может быть весьма разнообразной. It should be noted that in the present invention, it is proposed to use standard radiating elements traditionally used in microwave ovens as stationary radiators as replaceable elements of a radiating system. Obviously, the possible design of replaceable elements by such emitters is not limited and can be very diverse.
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98116655A RU2141746C1 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Microwave oven |
PCT/RU1999/000307 WO2000015019A2 (en) | 1998-08-26 | 1999-08-25 | Microwave oven |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98116655A RU2141746C1 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Microwave oven |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2141746C1 true RU2141746C1 (en) | 1999-11-20 |
Family
ID=20210185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98116655A RU2141746C1 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Microwave oven |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2141746C1 (en) |
WO (1) | WO2000015019A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8820624B2 (en) | 2007-01-11 | 2014-09-02 | Lg Electronics Inc. | Cooking information book, cooking system, cooking method, and using method for the cooking system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL286267A (en) * | 1961-12-05 | |||
FR2082338A5 (en) * | 1970-03-11 | 1971-12-10 | Travaux Cie Indle | |
US3764770A (en) * | 1972-05-03 | 1973-10-09 | Sage Laboratories | Microwave oven |
US4028519A (en) * | 1976-02-26 | 1977-06-07 | Roper Corporation | Modular power supply and waveguide construction for microwave oven |
JPS58133798A (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | 松下電器産業株式会社 | High frequency heater |
SU1250153A1 (en) * | 1984-06-27 | 1996-04-10 | В.С. Голотынин | Device for superhigh heating |
US4629849A (en) * | 1984-06-28 | 1986-12-16 | Ngk Insulators Ltd. | Microwave heating device having a rotary reflector means in a heating chamber |
SU1292209A1 (en) * | 1985-08-01 | 1987-02-23 | Предприятие П/Я В-2058 | Microwave furnace |
IT1236295B (en) * | 1989-11-29 | 1993-02-02 | Zanussi Grandi Impianti Spa | COMBINED MICROWAVE COOKING OVEN AND FORCED CONVENTION |
-
1998
- 1998-08-26 RU RU98116655A patent/RU2141746C1/en active
-
1999
- 1999-08-25 WO PCT/RU1999/000307 patent/WO2000015019A2/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Рогов И.А. и др. Сверхвысокочастотный и ИК-нагрев пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1976, с.14, 97, 117 - 119, 133 и 134. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8820624B2 (en) | 2007-01-11 | 2014-09-02 | Lg Electronics Inc. | Cooking information book, cooking system, cooking method, and using method for the cooking system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000015019A3 (en) | 2000-05-25 |
WO2000015019A2 (en) | 2000-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3664260B2 (en) | Cylindrical microwave applicator | |
RU2215380C2 (en) | Microwave oven and waveguide for device using high-frequency radiation | |
KR100565657B1 (en) | microwave oven range | |
US8803051B2 (en) | Microwave oven | |
WO2013171990A1 (en) | Microwave heating device | |
US5990466A (en) | Apparatus for supplying microwave energy to a cavity | |
KR100368943B1 (en) | microwave | |
EP1120017A1 (en) | Apparatus for supplying microwave energy to a cavity | |
US4185181A (en) | Microwave oven | |
KR19980017873A (en) | Microwave Waveguide Structure | |
JP2014135123A (en) | Microwave heating device | |
RU2141746C1 (en) | Microwave oven | |
WO2015118101A1 (en) | Microwave-energy feeding arrangement, microwave heating arrangement, microwave oven, method for manufacturing a microwave oven and method for heating food | |
JP2016213099A (en) | Heating cooker | |
KR20160028655A (en) | Solid state power amplifier microwave-oven using the image process | |
JP2000348858A (en) | Microwave oven | |
JPS61294789A (en) | High frequency heater | |
WO2011070765A1 (en) | Microwave heating device and method for assisting design thereof | |
US2689305A (en) | Antenna | |
JP2736793B2 (en) | High frequency heating equipment | |
JPH03173094A (en) | High-frequency heating device | |
JPS5931030Y2 (en) | High frequency heating device | |
RU2085057C1 (en) | Superhigh-frequency oven | |
EP3908080A1 (en) | Oven including antennas and method of controlling the same | |
JP4524857B2 (en) | High frequency heating device |