RU2221473C2 - Heat-generating closure of vessel for microwave oven - Google Patents
Heat-generating closure of vessel for microwave oven Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221473C2 RU2221473C2 RU2002103050/12A RU2002103050A RU2221473C2 RU 2221473 C2 RU2221473 C2 RU 2221473C2 RU 2002103050/12 A RU2002103050/12 A RU 2002103050/12A RU 2002103050 A RU2002103050 A RU 2002103050A RU 2221473 C2 RU2221473 C2 RU 2221473C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- microwave
- lid
- closure
- resonator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к приспособлениям для обычно используемой в СВЧ-печах посуде и предназначено для осуществления в этой посуде высокотемпературной тепловой обработки поверхности пищи с целью ее зарумянивания, создания хрустящей корочки и т.п., причем высокотемпературная обработка осуществляется за счет использования энергии СВЧ-колебаний в камере СВЧ-печи. The invention relates to devices for utensils commonly used in microwave ovens and is intended to carry out high-temperature heat treatment of the food surface in this utensil with the aim of browning, creating a crisp, and the like, and the high-temperature processing is carried out through the use of microwave energy in microwave oven chamber.
Известно, что приготовление пищи в СВЧ-печи происходит путем выделения тепла и нагрева продукта внутри его объема. В результате повышение температуры на поверхности происходит значительно медленнее, чем в объеме, и за время выдержки продукта в СВЧ-печи до его потребительской готовности не происходит зарумянивания или обжаривания поверхности продукта. Однако для некоторых блюд приятный вкус и внешняя привлекательность, т.е. их кулинарная готовность, достигаются именно при указанном виде поверхностного слоя. Учитывая широкое распространение в быту СВЧ-печей, усилия по созданию средств для приготовления полноценных блюд в этих печах являются важными и оправданными. It is known that cooking in a microwave oven occurs by generating heat and heating the product within its volume. As a result, an increase in surface temperature occurs much more slowly than in volume, and during the exposure of the product in the microwave oven to its consumer readiness, the surface of the product does not brow or brown. However, for some dishes it tastes good and looks attractive, i.e. their culinary readiness is achieved precisely with the indicated type of surface layer. Given the widespread use of microwave ovens in everyday life, efforts to create tools for preparing full-fledged dishes in these ovens are important and justified.
Одним из возможных способов решения этой задачи - использование посуды, которая, будучи помещенной в камеру СВЧ-печи, разогревается под действием СВЧ-полей. Поверхность пищи, контактирующая с поверхностью такой посуды, может быть разогрета, как и на обычной кухонной плите до температуры достаточной для обжаривания. Помимо контактного нагрева поверхности пищи может быть использован также нагрев за счет теплового излучения и конвекции от стенок посуды. One of the possible ways to solve this problem is the use of dishes, which, being placed in the chamber of the microwave oven, heats up under the influence of microwave fields. The surface of the food in contact with the surface of such dishes may be warmed up, as on a conventional stove, to a temperature sufficient for roasting. In addition to contact heating of the food surface, heating due to thermal radiation and convection from the walls of the dishes can also be used.
Общепризнанные конструкции элементов нагреваемой посуды для СВЧ-печей представлены, например, в [1]. Посуда в [1] состоит из металлического контейнера, в котором размещается приготовляемый продукт, и куполообразной крышки, также выполненной из металла. Крышка подогнана к контейнеру так, что осуществляется практически полная экранировка продукта от действия на него СВЧ-поля. Часть внешней поверхности контейнера и крышки покрыты слоем поглощающего СВЧ-энергию материала. Тепло, выделяемое в поглощающем слое под действием СВЧ-полей, приводит к разогреву внутренних поверхностей контейнера и крышки, тепловому излучению с них и конвекционным процессам внутри объема, образованного контейнером с крышкой. The generally recognized designs of elements of heated utensils for microwave ovens are presented, for example, in [1]. The dishes in [1] consist of a metal container in which the prepared product is placed, and a dome-shaped lid, also made of metal. The lid is fitted to the container so that the product is almost completely shielded from the action of a microwave field on it. Part of the outer surface of the container and the lid are covered with a layer of absorbing microwave energy material. The heat generated in the absorbing layer under the influence of microwave fields leads to heating of the inner surfaces of the container and the lid, thermal radiation from them and convection processes inside the volume formed by the container with the lid.
Контейнер и крышка закреплены внешними краями каждые в своем отдельном кожухе. Кожуха изготовлены из хорошо пропускающего СВЧ-энергию материала, охватывают с зазором контейнер снизу и крышку сверху и вместе с соответствующим зазором термоизолируют контейнер и крышку от окружающего пространства. Одновременно кожуха являются опорой при установке на дно камеры СВЧ-печи и на определенном расстоянии от него контейнера с крышкой или без нее, или только крышки, обращенной в этом случае своим кожухом вниз. The container and lid are secured with outer edges each in its own separate casing. The casing is made of a material that is well transmitting microwave energy, it covers with a gap the container from below and the lid from above and, together with the corresponding gap, thermally insulate the container and cover from the surrounding space. At the same time, the casing is a support when installing a container with or without a lid on the bottom of the chamber of the microwave oven and at a certain distance from it, or only the lid, facing down in this case with its casing.
При размещении контейнера с крышкой в камере СВЧ-печи осуществляется поверхностная тепловая обработка продукта без воздействия СВЧ. Использование по отдельности контейнера или перевернутой вниз кожухом крышки позволяет получить комбинированный разогрев находящегося в них продукта: объемный - за счет СВЧ и поверхностный - за счет разогрева контейнера или крышки. При этом из-за различной высоты боковых стенок контейнера и крышки соотношение интенсивностей объемного и поверхностного разогрева в них будет отличаться. When placing a container with a lid in the chamber of the microwave oven, surface heat treatment of the product is carried out without microwave exposure. Using the container individually or the lid turned upside down allows you to obtain a combined heating of the product located in them: volumetric - due to microwave and surface - due to the heating of the container or lid. Moreover, due to the different heights of the side walls of the container and the lid, the ratio of the intensities of volumetric and surface heating in them will differ.
Использование для нагрева продукта металлического контейнера или, в зависимости от высоты боковых стенок поддона, сотейника с поглощающим покрытием на внешней стороне, экранирование продукта от взаимодействии СВЧ-поля металлической крышкой, которая в свою очередь также может иметь поглощающее покрытие на внешней стороне - все это входит в перечень существенных признаков для целого ряда конструктивных вариантов тепловыделяющей посуды [2-6]. The use of a metal container for heating the product or, depending on the height of the side walls of the pallet, a saucepan with an absorbing coating on the outside, screening the product from the interaction of the microwave field with a metal cover, which in turn can also have an absorbing coating on the outside - all this the list of essential features for a number of design options for fuel-generating utensils [2-6].
В качестве поглотителя во всех выделенных конструкциях используются композиционные материалы, представляющие собой конгломерат из высокотемпературного диэлектрического связующего, основой которого обычно является кремнийорганические соединения, и частиц порошкообразного ферромагнетика (феррита, магнетита, железа), которые равномерно и электрически изолированно друг от друга распределены в диэлектрике. Поглощение энергии осуществляется за счет взаимодействия частиц ферромагнетика с СВЧ-магнитным полем, что и позволяет наносить ферромагнитный поглотитель тонким слоем на металлической поверхности. Для конструирования и применения важно также, что поглотители рассматриваемого типа имеют физический предел подъема температуры, обусловленный уменьшением поглощающих свойств с увеличением температуры вплоть до пренебрежимо незначительной величины при температуре, равной точке Кюри для используемого ферромагнетика. Composite materials are used as an absorber in all selected structures, which are a conglomerate of a high-temperature dielectric binder, which is usually based on organosilicon compounds, and particles of a powdered ferromagnet (ferrite, magnetite, iron), which are uniformly and electrically isolated from each other distributed in the dielectric. Energy absorption is carried out due to the interaction of particles of a ferromagnet with a microwave magnetic field, which makes it possible to apply a ferromagnetic absorber with a thin layer on a metal surface. For design and application, it is also important that the absorbers of the type in question have a physical temperature rise limit due to a decrease in the absorption properties with increasing temperature up to a negligible value at a temperature equal to the Curie point for the ferromagnet used.
Практическое применение того или иного варианта тепловыделяющей посуды приводит, прежде всего, к нежелательному увеличению количества используемых с СВЧ-печью комплектов посуды; причем добавляется комплект, в котором непосредственное воздействие СВЧ-поля на продукт либо отсутствует вовсе, либо осуществляется обязательно при одновременном разогреве самой посуды [1], т. е. с существенно меньшей эффективностью. Кроме снижения эффективности СВЧ-разогрева продукта, режим приготовления при одновременном поглощении СВЧ-энергии в продукте и в посуде для нагрева ее поверхности оказывается непривычно хлопотным. Дело в том, что процесс приготовления продукта за счет поглощения СВЧ-энергии требует меньше времени, чем процесс его обжаривания путем температурного воздействия на поверхность продукта. В результате, для каждого конкретного блюда приходится варьировать уровень мощности СВЧ-печи, чтобы совместить по времени моменты окончания этих процессов. The practical use of one or another variant of a heat-generating cookware leads, first of all, to an undesirable increase in the number of cookware sets used with a microwave oven; moreover, a kit is added in which the direct influence of the microwave field on the product is either absent altogether or necessarily carried out while heating the dishes themselves [1], that is, with significantly lower efficiency. In addition to reducing the efficiency of microwave heating of the product, the cooking mode while absorbing microwave energy in the product and in the dishes for heating its surface is unusually troublesome. The fact is that the process of preparing a product by absorbing microwave energy requires less time than the process of frying it by temperature exposure to the surface of the product. As a result, for each particular dish it is necessary to vary the power level of the microwave oven in order to combine in time the moments of the end of these processes.
Таким образом, использование термовыделяющей посуды [1-6] не позволяет реализовать в полной мере основное достоинство СВЧ-печей - экономичное по времени и вниманию приготовление пищи. Для потребителя существенно также, что тепловыделяющая посуда конструктивно сложнее и соответственно дороже обычной температуростойкой стеклянной посуды, применяемой в СВЧ-печах. Перечисленные обстоятельства ограничивают применение тепловыделяющей посуды и спрос на нее. Thus, the use of heat-generating dishes [1-6] does not allow to fully realize the main advantage of microwave ovens - cooking time-saving and attention-saving. It is also essential for the consumer that the heat-generating glassware is structurally more complex and, accordingly, more expensive than the usual heat-resistant glassware used in microwave ovens. These circumstances limit the use of heat-generating utensils and the demand for it.
В одном из комплектов тепловыделяющей посуды, предложенной в [7], продукт размещается в металлическом сотейнике с экранирующей крышкой, разогреваемой СВЧ-энергией. В результате происходит обжаривание стороны продукта, обращенной к крышке, за счет теплового излучения и конвекции от ее внутренней поверхности. Такой же эффект можно получить, используя обычную посуду для СВЧ-печей, заменив ее стеклянную крышку на металлическую экранирующую крышку с поглощающим покрытием. Как показывает эксперимент, такая крышка в зависимости от размера находящегося под ней продукта обеспечивает снижение поглощаемой в нем СВЧ-мощности на 70-90%, то есть энергия СВЧ будет тратиться преимущественно на разогрев крышки, приводя к обжариванию находящегося под ней продукта при сравнительно низкой интенсивности объемного СВЧ-нагрева. Возможность осуществления поверхностной тепловой обработки в обычной для СВЧ-печей посуде делает необходимую для этого разогреваемую крышку более привлекательной для потребителя, чем полный комплект тепловыделяющей посуды [1-6]. In one of the sets of heat-generating utensils proposed in [7], the product is placed in a metal saucepan with a shielding lid heated by microwave energy. As a result, the side of the product facing the lid is fried due to thermal radiation and convection from its inner surface. The same effect can be obtained using ordinary dishes for microwave ovens, replacing its glass lid with a metal shielding lid with an absorbing coating. As the experiment shows, such a lid, depending on the size of the product underneath, provides a 70-90% reduction in the microwave power absorbed in it, that is, microwave energy will be spent mainly on heating the lid, leading to frying of the product underneath at a relatively low intensity volumetric microwave heating. The possibility of performing surface heat treatment in dishes typical of microwave ovens makes the warmed-up lid necessary for this more attractive to the consumer than a complete set of heat-generating dishes [1-6].
Описанная выше разогреваемая крышка в комплекте посуды [1] по своей конструкции наилучшим образом подходит для указанного применения, и в связи с этим выбрана в качестве прототипа предлагаемого изобретения. The above-described heated lid in a set of dishes [1] in its design is best suited for the specified application, and therefore selected as a prototype of the invention.
Однако при эксплуатации такой крышки в бытовых условиях трудно обеспечить ее долговечность из-за недостаточной механической прочности и недостаточной адгезии поглощающего покрытия. Разъединение кожуха и крышки с покрытием, последующая очистка их от нагара могут привести к нарушению целостности поглощающего покрытия и отделению его от крышки. However, when operating such a cover in domestic conditions, it is difficult to ensure its durability due to insufficient mechanical strength and insufficient adhesion of the absorbent coating. Separation of the casing and the cover with the coating, their subsequent cleaning from soot can lead to a violation of the integrity of the absorbent coating and its separation from the cover.
Отмеченный недостаток прототипа обусловлен сравнительно большой толщиной поглощающего покрытия. Для обеспечения эффективного поглощения мощности СВЧ отдельно используемой крышкой в условиях перераспределения мощности между нею и разогреваемым продуктом круговой слой поглощающего компаунда в [1] при диаметре 9 дюймов должен содержать 220 грамм феррита, что приводит к толщине этого слоя приблизительно 0,07 дюйма (1,8 мм). В работе [3] указывается, что для различных, рассматриваемых здесь применений толщина слоя компаунда с ферромагнитным поглотителем может лежать в пределах 0,05-0,15 дюйма при оптимальной величине 0,08 дюйма (около 2 мм). При такой толщине поглощающего покрытия и характерной для его диэлектрического наполнителя низкой теплопроводности теплоотдача выделяющейся в поглотителе мощности приводит к большому температурному перепаду, прежде всего, по толщине поглощающего слоя. Для предохранения поглощающего слоя от термического разрушения в состав диэлектрического наполнителя вводится кремнийорганический каучук, герметики, что придает наполнителю упругость, но одновременно приводит к низким механическим и адгезионным свойствам поглощающего слоя. The noted disadvantage of the prototype is due to the relatively large thickness of the absorbent coating. To ensure efficient absorption of microwave power by a separately used lid under conditions of power redistribution between it and a heated product, the circular layer of the absorbing compound in [1] with a diameter of 9 inches should contain 220 grams of ferrite, which leads to a thickness of this layer of approximately 0.07 inches (1, 8 mm). In [3], it is indicated that for the various applications considered here, the thickness of the layer of the compound with a ferromagnetic absorber can lie in the range of 0.05-0.15 inches with an optimal value of 0.08 inches (about 2 mm). With such a thickness of the absorbing coating and a low thermal conductivity characteristic of its dielectric filler, the heat transfer of the power released in the absorber leads to a large temperature difference, primarily in the thickness of the absorbing layer. To protect the absorbing layer from thermal destruction, silicone rubber and sealants are introduced into the composition of the dielectric filler, which gives the filler elasticity, but at the same time leads to low mechanical and adhesive properties of the absorbing layer.
Возможности подбора состава поглощающего покрытия с желаемыми эксплуатационными свойствами расширяются, если существенно снизить толщину поглощающего слоя, что при прочих равных условиях приводит к снижению в такой же степени температурного перепада по толщине покрытия. В результате в качестве связующей компоненты можно использовать менее упругие, но более прочные материалы, например кремнийорганические лаки и эмали, толщина покрытия для которых при многослойном нанесении может быть доведена до 0,2-0,3 мм. Известно поглощающее покрытие, для которого исходным поглощающем материалом является порошок из сплава альсифер, а в качестве связующей компоненты используется порошкообразное карбонильное железо [8]. Смесь этих порошков, нанесенная на металлическую поверхность, позволяет получить путем спекания в среде водорода при температуре около 1000oС [8] прочный слой толщиной также до 0,2-0,3 мм. В этом слое частицы альсифера изолированы диэлектрической оксидной пленкой алюминия, которая образуется в процессе спекания, а карбонильное железо, прочно соединяя частицы альсифера между собой и с металлической поверхностью на границе поглощающего слоя, обеспечивает более эффективную (примерно в 3 раза) теплопередачу на эту поверхность по сравнению с компаундом с диэлектрической связующей компонентой.The possibilities for selecting the composition of the absorbing coating with the desired operational properties are expanded if the thickness of the absorbing layer is significantly reduced, which, all other things being equal, leads to a decrease in the same temperature difference in the coating thickness. As a result, less elastic, but more durable materials, such as organosilicon varnishes and enamels, for which the coating thickness can be brought up to 0.2-0.3 mm during multilayer application, can be used as a binder component. An absorbent coating is known for which the starting absorbing material is alsifer alloy powder, and powdered carbonyl iron is used as a binder component [8]. A mixture of these powders deposited on a metal surface, allows you to obtain by sintering in a hydrogen medium at a temperature of about 1000 o [8] a strong layer also with a thickness of up to 0.2-0.3 mm In this layer, alsifer particles are isolated by a dielectric oxide film of aluminum, which is formed during sintering, and carbonyl iron, firmly connecting the alsifer particles with each other and with a metal surface at the boundary of the absorbing layer, provides more efficient (about 3 times) heat transfer to this surface over Compared with a compound with a dielectric binder component.
Однако непосредственное использование тонкослойного (десятые доли миллиметра) поглощающего покрытия для разогрева крышки обычного для бытовой посуды размера невозможно. Объем нанесенного на крышку поглощающего материала оказывается недостаточным для нагрузки магнетрона, являющегося источником СВЧ-энергии в СВЧ-печи. Как показывает эксперимент, для эффективной и устойчивой работы магнетрона добротность резонансов рабочей камеры СВЧ-печи в диапазоне работы магнетрона должна быть снижена за счет потерь энергии в поглощающем покрытии по крайней мере до величины 20-25. Известно, что добротность резонатора с потерями Qн определяется соотношением
где ωp - резонансная частота,
Wз - запасенная в резонаторе на частоте ωp энергия,
Рn - мощность потерь.However, the direct use of a thin layer (tenths of a millimeter) of an absorbent coating for heating the lid of a conventional household dish size is not possible. The amount of absorbing material deposited on the lid is insufficient to load a magnetron, which is a source of microwave energy in a microwave oven. As the experiment shows, for effective and stable operation of the magnetron, the quality factor of the resonances of the working chamber of the microwave oven in the range of operation of the magnetron should be reduced due to energy losses in the absorbing coating at least to a value of 20-25. It is known that the quality factor of a resonator with losses Q n is determined by the relation
where ω p is the resonant frequency,
W s - stored in the resonator at a frequency ω p energy,
P n - power loss.
Если учесть, что запасенная энергия пропорциональна объему резонатора Vр, а мощность потерь в слое поглотителя на крышке пропорциональна объему поглотителя Vn (при условии, что толщина слоя меньше глубины проникновения в него СВЧ-поля), то можно записать
где Кр, Кn, К - коэффициенты пропорциональности, зависящие от формы резонатора, структуры поля в нем, удельных электрохарактеристик поглотителя и его конфигурации;
δn - толщина слоя поглотителя;
Sn - площадь слоя поглотителя.If we consider that the stored energy is proportional to the volume of the resonator V p , and the power loss in the absorber layer on the cover is proportional to the volume of the absorber V n (provided that the layer thickness is less than the depth of penetration of the microwave field into it), then we can write
where K p , K n , K - proportionality coefficients, depending on the shape of the resonator, the structure of the field in it, the specific electrical characteristics of the absorber and its configuration;
δ n is the thickness of the layer of the absorber;
S n is the area of the absorber layer.
Величины К, Vр, Sn - для общепринятых конструкций печей и посуды изменяются незначительно и, как следует из приведенного выше соотношения, простое уменьшение толщины покрытия δn на порядок приведет к возрастанию добротности колебаний в рабочей камере также на порядок и, следовательно, к нарушению работы магнетрона на эту камеру.The values of K, V p , S n - for conventional designs of furnaces and utensils vary slightly and, as follows from the above ratio, a simple decrease in the coating thickness δ n by an order of magnitude will increase the quality factor of the oscillations in the working chamber also by an order of magnitude and, therefore, disruption of the magnetron to this camera.
Целью настоящего изобретения является обеспечение эффективной и устойчивой работы магнетрона в СВЧ-печи при размещении в ее камере посуды с тепловыделяющей экранирующей крышкой, разогреваемой за счет тонкослойного (десятые доли миллиметра) поглощающего покрытия. Покрытие с такой толщиной позволяет получить его термомеханические свойства более высокими, по сравнению с обычно применяемыми покрытиями толщиной 1,5-2,0 мм и, следовательно, обеспечивает большую долговечность крышки при ее эксплуатации. The aim of the present invention is to provide effective and stable operation of a magnetron in a microwave oven when placing dishes in its chamber with a heat-shielding lid, heated by a thin layer (tenths of a millimeter) of an absorbing coating. A coating with such a thickness allows one to obtain its thermomechanical properties higher than those usually used coatings with a thickness of 1.5-2.0 mm and, therefore, provides greater durability of the cover during its operation.
Для получения указанных технических результатов (обеспечение работоспособности магнетрона и повышения долговечности крышки) в предлагаемой конструкции крышка формируется стенками объемного резонатора малого объема с поглощающем покрытием рабочей поверхности стенки резонатора, которая обращена внутрь закрываемой крышкой посуды. Этот резонатор-крышка связан электрически с резонатором, образованным рабочей камерой СВЧ-печи. В такой ситуации добротность связанных колебаний в рабочей камере будет определяться добротностью резонатора с поглотителем. Так как объем этого резонатора, образующего крышку, существенно меньше объема рабочей камеры печи, то в такой же степени снижается по сравнению с прототипом требуемый для эффективной и устойчивой работы магнетрона объем поглощающего покрытия, т.е. необходимая низкая добротность резонансных колебаний рабочей камеры СВЧ-печи может быть получена при существенно более тонкослойном поглощающем покрытии, чем у прототипа. To obtain the indicated technical results (ensuring the magnetron’s operability and increasing the longevity of the lid) in the proposed design, the lid is formed by the walls of a small volume resonator with an absorbing coating of the working surface of the resonator wall, which faces inwardly by the lid being closed. This resonator-cap is electrically connected to the resonator formed by the working chamber of the microwave oven. In such a situation, the quality factor of coupled oscillations in the working chamber will be determined by the quality factor of a resonator with an absorber. Since the volume of this resonator forming the cover is significantly less than the volume of the working chamber of the furnace, the volume of the absorbing coating required for effective and stable operation of the magnetron is reduced to the same extent as the prototype, i.e. the necessary low quality factor of the resonant vibrations of the working chamber of the microwave oven can be obtained with a significantly thinner absorbing coating than the prototype.
Таким образом, в тепловыделяющей крышке к посуде для СВЧ-печи, содержащей наружную стенку, по меньшей мере, часть которой имеет круговую колпакообразную форму, а конфигурация и размеры ее периферийной части позволяют стыковать крышку с посудой, используемой для размещения приготавливаемой пищи, металлическую внутреннюю стенку, по форме подобную круговой колпакообразной части наружной стенки, расположенную соосно снизу под этой частью, не превышающую ее по радиальным размерам и отделенную от нее зазором, при этом верхняя поверхность внутренней стенки, обращенная к наружной стенке, покрыта слоем поглощающего СВЧ-энергию материала, согласно изобретению наружная стенка крышки, по меньшей мере, частично по своей толщине выполнена из металла, имеет отверстие в этом металле, расположенное в центре круговой части, и фиксированно скреплена с внутренней стенкой таким образом, что своей металлической частью наружная стенка вместе с внутренней стенкой образуют в зазоре между собой разомкнутый на концах радиальный резонатор, который через отверстие в центре круговой части наружной стенки крышки подсоединен в качестве СВЧ-нагрузки к выходу приемной антенны, расположенной над верхней поверхностью наружной стенки. Thus, in the heat-generating lid to the cookware for the microwave oven containing the outer wall, at least part of which has a circular bell-shaped shape, and the configuration and dimensions of its peripheral part allow the lid to join the cookware used to place the cooked food, the metal inner wall , similar in shape to a circular bell-shaped part of the outer wall, located coaxially from below under this part, not exceeding it in radial dimensions and separated from it by a gap, while the upper surface is inside the upper wall facing the outer wall is coated with a layer of microwave energy absorbing material, according to the invention, the outer wall of the lid is at least partially in thickness made of metal, has a hole in this metal located in the center of the circular part, and is fixedly fixed to the inner wall in such a way that, with their metal part, the outer wall together with the inner wall form in the gap between themselves a radial resonator open at the ends, which through an opening in the center of the circular part of the outer oh wall of the cover is connected as a microwave load to the output of the receiving antenna located above the upper surface of the outer wall.
Кроме того, приемная антенна может быть выполнена в виде несимметричного электрического вибратора, соосного с отверстием в центре круговой части наружной стенки и соединенного электрически одним из своих концов с центром верхней поверхности внутренней стенки крышки, при этом несимметричный электрический вибратор продолжен от своего конца над поверхностью наружной стенки крышки участком, параллельным этой поверхности. In addition, the receiving antenna can be made in the form of an asymmetric electric vibrator, coaxial with the hole in the center of the circular part of the outer wall and electrically connected to one of its ends with the center of the upper surface of the inner wall of the lid, while the asymmetric electric vibrator is extended from its end above the outer surface the walls of the lid with a section parallel to this surface.
На верхней поверхности наружной стенки смонтирована волноводно-рупорная антенна, а для присоединения к ее выходу в качестве СВЧ-нагрузки радиального резонатора используется, например, коаксиально-волноводный переход, причем несимметричный электрический вибратор и отверстие в центре наружной стенки крышки являются составными частями этого перехода. A waveguide-horn antenna is mounted on the upper surface of the outer wall, and for connecting to its output, for example, a coaxial waveguide transition is used as the microwave load of the radial resonator, and the asymmetric electric vibrator and the hole in the center of the outer wall of the cover are components of this transition.
Конструктивно, резонатор, стенки которого образуют крышку, должен иметь небольшую высоту и быть развитым в радиальном направлении, чтобы из него можно было сформировать крышку преимущественно плоской или куполообразной формы. Наилучшим образом перечисленным требованиям отвечает резонатор на основе радиальной линии, возбуждаемой в своей центральной части и имеющий резонансные радиальные размеры [9]. Structurally, the resonator, the walls of which form a cover, should have a small height and be developed in the radial direction so that it can form a cover of a predominantly flat or domed shape. The resonator based on the radial line excited in its central part and having resonant radial dimensions meets the best of the above requirements [9].
Тепловыделяющая крышка с радиальным резонатором, соответствующая настоящему предложению, содержит две разделенные зазором металлические стенки, поверхности которых, обращенные друг к другу, образуют рабочие поверхности резонансной радиальной линии (радиального резонатора). Одна из стенок - наружная - имеет круговую колпакообразную форму и является собственно крышкой, опираясь своим внешним краем на верхний край используемой посуды. Для увеличения теплоизоляции внутреннего объема посуды (под крышкой) от объема камеры СВЧ-печи наружная стенка крышки может быть выполнена из того же материала, из которого выполнена используемая посуда, т.е. из термостойкого, проницаемого для СВЧ-энергии стекла. Но при этом, для образования рабочей электрически проводящей поверхности радиальной линии на поверхность стеклянной стенки, обращенную в сторону зазора, наносится слой металла, по толщине не меньше, чем глубина проникновения в него электрического тока СВЧ. Таким образом, для соответствия сущности настоящего изобретения достаточным является выполнение наружной стенки крышки из металла, хотя бы частично по ее толщине. Вторая стенка крышки - внутренняя - по своей форме подобна внешней, соосна с ней и находится под наружной стенкой, внутри объема, образованного этой стенкой и посудой. На поверхность внутренней стенки крышки, обращенную к наружной стенке, наносится слой поглощающего СВЧ-энергию материала, и при возбуждении колебаний в радиальном резонаторе происходит разогрев внутренней стенки крышки и затем, благодаря конвекции и тепловому излучению, разогрев продуктов, находящихся в посуде, накрытой тепловыделяющей крышкой. The radial resonator fuel cap in accordance with this proposal contains two metal walls separated by a gap, the surfaces of which facing each other form the working surfaces of the resonant radial line (radial resonator). One of the walls - the outer one - has a circular bell-shaped shape and is actually a lid, leaning with its outer edge on the upper edge of the dishes used. To increase the thermal insulation of the inner volume of the dishes (under the lid) from the chamber volume of the microwave oven, the outer wall of the lid can be made of the same material from which the utensils used are made, i.e. from heat-resistant glass permeable to microwave energy. But at the same time, for the formation of a working electrically conductive surface of the radial line, a metal layer is applied on the surface of the glass wall facing the gap, the thickness of which is not less than the depth of penetration of the microwave electric current into it. Thus, to comply with the essence of the present invention, it is sufficient to make the outer wall of the lid of metal, at least partially in its thickness. The second wall of the lid - the inner one - is similar in shape to the outer one, coaxial with it and is located under the outer wall, inside the volume formed by this wall and utensils. A layer of microwave energy-absorbing material is deposited on the surface of the inner wall of the lid facing the outer wall, and upon excitation of vibrations in the radial resonator, the inner wall of the lid is heated and then, thanks to convection and thermal radiation, the products in the dishes covered with the heat-lid are heated .
Возбуждение колебаний в радиальном резонаторе при размещении посуды с тепловыделяющей крышкой внутри рабочей камеры СВЧ-печи осуществляется от приемной антенны, расположенной над поверхностью наружной стенки крышки. Для этой цели в центре наружной стенки выполнено отверстие, по крайней мере в ее металлической части, и радиальный резонатор, ограниченный кромкой этого отверстия, подсоединен через него в качестве СВЧ-нагрузки к выходу антенны. Такая схема связи радиального резонатора с электромагнитными полями рабочей камеры СВЧ-печи, конструктивно реализуется, например, в виде несимметричного электрического вибратора [10], ось которого совпадает с осью отверстия в наружной стенке, один конец подсоединен к центру внутренней стенки, другой находится над поверхностью крышки. С помощью такого вибратора осуществляется связь резонансных колебаний камеры СВЧ-печи с азимутально-однородными колебаниями радиального резонатора, причем степень связи может меняться в широких пределах за счет изменения длины вибратора. The excitation of oscillations in the radial resonator when placing dishes with a fuel lid inside the working chamber of the microwave oven is carried out from the receiving antenna located above the surface of the outer wall of the lid. For this purpose, a hole is made in the center of the outer wall, at least in its metal part, and a radial resonator bounded by the edge of this hole is connected through it as a microwave load to the antenna output. Such a communication scheme of the radial resonator with the electromagnetic fields of the working chamber of the microwave oven is structurally implemented, for example, in the form of an asymmetric electric vibrator [10], the axis of which coincides with the axis of the hole in the outer wall, one end is connected to the center of the inner wall, the other is above the surface covers. With the help of such a vibrator, the resonance oscillations of the microwave oven chamber are connected with the azimuthally uniform oscillations of the radial resonator, and the degree of coupling can vary widely due to changes in the length of the vibrator.
Возбуждение в радиальном резонаторе именно азимутально-однородных колебаний не относится к числу основных технических результатов, достигаемых в предлагаемой конструкции, однако такая возможность является желательной с точки зрения удобства использования тепловыделяющей крышки с равномерным по кругу разогревом. Excitation in the radial resonator of precisely azimuthally uniform oscillations is not one of the main technical results achieved in the proposed design, however, this possibility is desirable from the point of view of ease of use of the fuel cap with a uniform heating in the circle.
Специфика применения каких-либо приемных антенн в камере СВЧ-печи состоит, в частности, в том, что необходимо учитывать пространственную неравномерность СВЧ-поля в объеме камеры. Степень этой неравномерности определяется конструкцией элемента связи камеры с магнетроном. Поэтому в современных печах для улучшения равномерности разогрева обязательно используется вращающийся поддон, на котором устанавливается посуда с приготавливаемым продуктом. Несимметричный электрический вибратор тепловыделяющей крышки возбуждается электрическим полем, перпендикулярным к ее поверхности. При обычных условиях эксплуатации посуды это вертикальная составляющая электрического поля в рабочей камере, и при вращении поддона вибратор может попеременно попадать в узлы и пучности этого поля. Очевидно, что в момент нахождения вибратора в узле возбуждающего его поля добротность резонансных колебаний камеры СВЧ-печи будет резко возрастать, и магнетрон будет работать неустойчиво. Периодический переход магнетрона в неустойчивый режим в конечном счете приведет к снижению его долговечности и даже выходу из строя. The specifics of using any receiving antennas in the chamber of the microwave oven is, in particular, that it is necessary to take into account the spatial unevenness of the microwave field in the chamber volume. The degree of this unevenness is determined by the design of the coupling element of the camera with the magnetron. Therefore, in modern furnaces, to improve the uniformity of heating, a rotating pan is necessarily used, on which dishes with the prepared product are installed. An asymmetric electric vibrator of the fuel cap is excited by an electric field perpendicular to its surface. Under normal operating conditions of the dishes, this is the vertical component of the electric field in the working chamber, and when the pan rotates, the vibrator can alternately fall into the nodes and antinodes of this field. It is obvious that at the moment the vibrator is in the node of the field exciting it, the quality factor of the resonant oscillations of the microwave oven chamber will sharply increase, and the magnetron will work unstably. The periodic transition of the magnetron into an unstable regime will ultimately lead to a decrease in its durability and even failure.
Зависимость связи радиального резонатора с полем рабочей камеры печи от места положения в ней электрического вибратора можно существенно уменьшить, если он будет возбуждаться как вертикальной составляющей электрического поля, так и горизонтальной. Известно, что для видов колебаний прямоугольного резонатора координаты узлов и пучностей составляющих поля с взаимно-перпендикулярным направлением совпадают для какой-либо выбранной оси. Для конкретного случая, например плоской крышки, это означает, что если вибратор при движении параллельно самому себе попадает в узел вертикальной составляющей поля, то одновременно он оказывается в пучности горизонтальной составляющей. Естественно, что величина этой составляющей равна нулю непосредственно на поверхности крышки и становится максимальной на определенном расстоянии от поверхности крышки. Для видов колебаний высокого порядка это расстояние составляет примерно четверть рабочей длины волны. Поэтому, если на некотором расстоянии от крышки изменить направление оси вибратора с вертикального на горизонтальное, то мощность на выходе такого вибратора будет существенно меньше зависеть от изменения его положения в камере СВЧ-печи. The dependence of the connection of the radial resonator with the field of the working chamber of the furnace on the position of the electric vibrator in it can be significantly reduced if it is excited both by the vertical component of the electric field and the horizontal one. It is known that for the modes of oscillations of a rectangular resonator, the coordinates of the nodes and antinodes of the field components with a mutually perpendicular direction coincide for any selected axis. For a specific case, for example, a flat cover, this means that if the vibrator, when moving parallel to itself, enters the node of the vertical component of the field, then at the same time it appears in the antinode of the horizontal component. Naturally, the value of this component is equal to zero directly on the surface of the cover and becomes maximum at a certain distance from the surface of the cover. For high-order modes of vibration, this distance is about a quarter of the working wavelength. Therefore, if at a certain distance from the cover, the axis of the vibrator is changed from vertical to horizontal, then the output power of such a vibrator will be significantly less dependent on a change in its position in the microwave oven chamber.
Использование над поверхностью крышки электрического несимметричного вибратора с оконечным участком, параллельным этой поверхности, или иначе говоря - вибратора Г-образной формы, является улучшенным вариантом реализации приемной антенны, наличие которой является одним из существенных признаков изобретения. При таком исполнении антенна вместе с подсоединенным к ней радиальным резонатором обеспечивает более устойчивую работу магнетрона - источника СВЧ-энергии в рабочей камере СВЧ-печи. The use of an electric asymmetric vibrator with a terminal portion parallel to this surface, or in other words, an L-shaped vibrator over the lid surface, is an improved embodiment of a receiving antenna, the presence of which is one of the essential features of the invention. With this design, the antenna, together with the radial resonator connected to it, provides more stable operation of the magnetron - the source of microwave energy in the working chamber of the microwave oven.
Однако при этом Г-образная форма несимметричного вибратора приведет к азимутальной неоднородности распределения заряда, наведенного на кромке отверстия в центре наружной стенки крышки и, следовательно, к азимутальной неоднородности тока, запитывающего радиальный резонатор. При ограниченной теплопроводности разогреваемой внутренней стенки это может быть причиной ее неравномерного по кругу разогрева, что нежелательно. However, in this case, the L-shaped form of the asymmetric vibrator will lead to an azimuthal heterogeneity of the charge distribution induced on the edge of the hole in the center of the outer wall of the cover and, therefore, to an azimuthal inhomogeneity of the current supplying the radial resonator. With limited thermal conductivity of the heated inner wall, this may be the reason for its uneven heating around the circle, which is undesirable.
Азимутально-несимметричного возбуждения радиального резонатора можно избежать, если пространственно-развитая для демпфирования неоднородности поля в камере СВЧ-печи приемная часть антенны не будет воздействовать на структуру поля в области возбуждающего радиальный резонатор отверстия с проводником вибратора на его оси. Такой подход естественным образом реализуется, если в качестве приемной антенны использовать волноводно-рупорную антенну. Открытый конец волновода этой антенны с расширением или без него образует приемную аппертуру, от которой энергия поступает в волновод. Структура поля в волноводе на определенном расстоянии от приемной аппертуры будет определяться только размерами его поперечного сечения. Подключение радиального резонатора к антенне осуществляется именно в этой части волновода и выполняется, например, через коаксиально-волноводный переход, в который составными частями входят отверстие в центре наружной стенки крышки и вибратор. Подбирая диаметр отверстия, длину и диаметр вибратора, можно обеспечить круговую равномерность возбуждающего тока на кромке отверстия и необходимую величину связи. Таким образом, волноводно-рупорная антенна благодаря пространственно развитой приемной аппертуре позволяет получить стабильную нагрузку магнетрона при вращении радиального резонатора вместе с поддоном и одновременно обеспечивает азимутально-однородное возбуждение и разогрев этого резонатора. Azimuthally asymmetric excitation of a radial resonator can be avoided if the receiving part of the antenna spatially developed for damping field inhomogeneity in the microwave oven chamber does not affect the field structure in the region of the hole exciting the radial resonator with a vibrator conductor on its axis. This approach is naturally implemented if a waveguide-horn antenna is used as the receiving antenna. The open end of the waveguide of this antenna with or without expansion forms a receiving aperture, from which energy enters the waveguide. The structure of the field in the waveguide at a certain distance from the receiving aperture will be determined only by the dimensions of its cross section. The connection of the radial resonator to the antenna is carried out in this part of the waveguide and is performed, for example, through a coaxial waveguide transition, which includes the hole in the center of the outer wall of the lid and the vibrator. Selecting the diameter of the hole, the length and diameter of the vibrator, it is possible to ensure circular uniformity of the exciting current at the edge of the hole and the required coupling value. Thus, the waveguide-horn antenna, thanks to the spatially developed receiving aperture, makes it possible to obtain a stable magnetron load when the radial cavity is rotated together with the tray and at the same time provides azimuthally uniform excitation and heating of this resonator.
Варианты конструкций тепловыделяющей крышки, содержащие существенные признаки настоящего изобретения, представлены на фиг.1-3. Embodiments of a fuel cap containing the essential features of the present invention are shown in FIGS. 1-3.
На фиг. 1 тепловыделяющая крышка изображена в комплекте с посудой для СВЧ-печи и имеет приемную антенну в виде электрического несимметричного вибратора. In FIG. 1, the fuel cover is shown complete with utensils for a microwave oven and has a receiving antenna in the form of an electric asymmetric vibrator.
На фиг.2 изображен фрагмент тепловыделяющей крышки с приемной антенной, выполненной в виде несимметричного Г-образного электрического вибратора. Figure 2 shows a fragment of a fuel cap with a receiving antenna made in the form of an asymmetric L-shaped electric vibrator.
На фиг.3 изображен фрагмент тепловыделяющей крышки с волноводно-рупорной приемной антенной. Figure 3 shows a fragment of a fuel cap with a waveguide-horn receiving antenna.
Тепловыделяющая крышка на фиг.1 образована двумя металлическими стенками: наружной 1 и внутренней 2. Стенка 1 имеет круговую колпакообразную форму с отверстием 3 в центре и является собственно крышкой, которая сочленяется своим краем с верхнем краем посуды 4, используемой для размещения приготавливаемой пищи. Стенка 2 подобна по форме стенке 1, соосна с ней и отделена от нее зазором 5, при этом поверхность внутренней стенки 2, обращенная к внешней стенке 1, покрыта слоем поглощающего СВЧ-энергию материала 6. Поверхности стенок 1 и 2 крышки образуют, таким образом, в зазоре 5 между собой разомкнутый на концах радиальный резонатор с потерями. The fuel lid in figure 1 is formed by two metal walls: outer 1 and inner 2.
При размещении посуды 4 с тепловыделяющей крышкой в камере СВЧ-печи связь радиального резонатора с СВЧ-полями камеры, его возбуждение и соответственно разогрев стенки 2 с поглощающим покрытием 6 осуществляется посредством вертикального металлического стержня 7, выполняющего роль приемной антенны, для которой радиальный резонатор является СВЧ-нагрузкой. Для этого стержень 7 одним концом подсоединен к центру стенки 2, коаксиально проходит через отверстие 3 в наружной стенке крышки и образует над ее поверхностью вертикальный несимметричный электрический вибратор, возбуждаемый электромагнитными полями камеры СВЧ-печи с вертикальной поляризацией электрической составляющей в области вибратора. When placing dishes 4 with a fuel cover in the chamber of the microwave oven, the radial resonator is connected to the microwave fields of the chamber, its excitation and, accordingly, heating of the
Стенки 1, 2 тепловыделяющей крышки изготавливаются из тонколистового материала толщиной 0,5-0,7 мм. При этом, учитывая применение предлагаемого устройства, для приготовления пищи наиболее предпочтительным материалом является нержавеющая сталь. Выбор нержавеющей стали диктуется также тем, что в случае использования поглощающего покрытия на основе сплава альсифер [8] связь поглощающего слоя получается наиболее прочной с поверхностью именно этого материала. Для придания тонкостенной крышке достаточной для ее практического применения формоустойчивости наружная стенка 1 на своей периферии имеет металлическое утолщенное кольцо жесткости 8, форма и размеры которого позволяют надежно сочленять его с используемой посудой. Это же кольцо служит для крепления и фиксации положения стенок 1, 2 относительно друг друга. Для этой цели используются диэлектрические вкладыши 9 (в данном случае три вкладыша), равномерно распределеные по окружности в зазоре 5 между стенками 1, 2. Вкладыши 9 одной своей стороной жестко прикреплены (например, припаяны) к поверхности внутренней стенки 2. Противоположная сторона вкладышей 9 имеет выступ 10, который, используя упругие свойства внутренней стенки 2, вводится в кольцевую проточку 11 на кольце жесткости 8. Учитывая, что вкладыши 9 должны выполнять свою функцию в условиях воздействия СВЧ-полей и высокой температуры (до нескольких сотен градусов), подходящим материалом для них может служить, например, алюминоксидная керамика, предназначенная для применений при высоком уровне СВЧ-энергии. Для удобства пользования крышкой к кольцу жесткости 6 с внешней стороны прикреплены (например, приварены) две ручки 12 с теплоизолирующими накладками 13. Назначение колпака 14 - устранение дополнительной утечки тепла в камеру СВЧ-печи из зазора 5 через отверстие 3 и от разогретого от стенки 2 стержня 7. В связи с этим колпак 14 должен быть изготовлен из материала того же класса, что и вкладыши 9, т.е. материала, характеризующегося высокотемпературной стойкостью и способностью хорошо пропускать СВЧ-энергию. The
Способ практического применения тепловыделяющей крышки, выполненной в соответствии с фиг. 1, и ее функционирование при этом вытекают непосредственно из описания ее конструкции и сущности настоящего изобретения. С точки зрения реализации основного достоинства СВЧ-печей - скорости приготовления - наиболее рационально тепловыделяющую крышку использовать после того, как продукт будет доведен до степени потребительской готовности путем воздействия на него СВЧ-энергией в обычной проницаемой для этой энергии посуде. Затем посуду с приготовляемым продуктом закрывают тепловыделяющей крышкой, заменяя ею обычную, проницаемую для СВЧ-энергии крышку, если она использовалась. В результате после включения СВЧ-печи примерно 80% ее мощности начнет выделяться в поглощающем покрытии 6 на стенке 2, и практически сразу после этого обе ее стороны будут эффективно работать в качестве тепловыделяющих поверхностей. Это обусловлено незначительной толщиной самого покрытия 6, стенки 2, на которую оно нанесено, а также выбором покрытия с хорошими теплопроводностью и теплопередачей на стенку 2 (например, на основе сплава альсифер). A method for the practical use of a fuel cap made in accordance with FIG. 1, and its operation in this case follows directly from the description of its design and the essence of the present invention. From the point of view of realizing the main advantage of microwave ovens - cooking speed - it is most rational to use a heat-generating lid after the product is brought to the degree of consumer readiness by exposing it to microwave energy in ordinary dishes that are permeable to this energy. Then the dishes with the cooked product are closed with a heat-generating lid, replacing it with the usual lid, permeable to microwave energy, if it was used. As a result, after turning on the microwave oven, approximately 80% of its power will begin to be released in the absorbing
Благодаря небольшому объему обычно используемой посуды (примерно 2 л), его теплоизолированности от объема камеры СВЧ-печи, температура внутри посуды в течение двух-трех минут достигает величин, необходимых для подсушивания, зарумянивания или обжаривания поверхности продукта, обращенной в сторону тепловыделяющей крышки. Выбор той или иной степени тепловой обработки поверхности продукта будет определяться пользователем, установкой им определенного уровня мощности работы СВЧ-печи. Due to the small volume of commonly used cookware (about 2 l), its heat insulation from the volume of the microwave oven chamber, the temperature inside the cooker reaches two to three minutes the required temperature for drying, browning or roasting the surface of the product facing the heat-generating lid. The choice of a varying degree of heat treatment of the surface of the product will be determined by the user, setting them a certain level of power of the microwave oven.
На фрагменте тепловыделяющей крышки, показанном на фиг.2, наружная стенка 15 крышки выполнена из термостойкого, проницаемого для СВЧ-энергии стекла и покрыта со стороны нижней поверхности (обращенной к внутренней стенке) слоем металла 16 с толщиной не менее глубины проникновения в него СВЧ-энергии (для нержавеющей стали эта глубина примерно 8 мкм). Такой слой металла будет являться одной из поверхностей, образующий радиальный резонатор. Другая поверхность резонатора образуется внутренней стенкой 2 с поглощающим покрытием 6, и по своей конструкции и способу фиксации относительно наружной стенки 15 аналогична внутренней стенке 2 на фиг.1. Наружная стенка 15 и металлическое покрытие 16 на ее поверхности имеют отверстие 17, открывающееся внутрь полого конусообразного выступа 18 над верхней поверхностью стенки 15, который служит для размещения внутри него приемного вибратора Г-образной формы, состоящего из двух частей - вертикальной 19 и горизонтальной 20. Вертикальная часть 19 вибратора присоединена электрически своим концом к центру внутренней стенки 2, поднимается через отверстие 17, по его оси, над поверхностью металлического покрытия 16 и, оставаясь внутри полого конусообразного выступа 18, изгибается на 90o, образуя, таким образом, горизонтальную часть 20, параллельную металлическому покрытию 16. При сборке тепловыделяющей крышки Г-образный вибратор, закрепленный в центре внутренней стенки и перпендикулярно его поверхности, вводится наклонно своей горизонтальной частью в отверстие 17. Затем внутренняя стенка 2 переводится в горизонтальное положение и фиксируется относительно наружной стенки 15 крышки с помощью выступов на вкладышах 9, вставляемых в паз 21 на стенке 15, аналогичный проточке 11 на кольце жесткости 8 (фиг.1).In the fragment of the fuel cap shown in FIG. 2, the
Вибратор Г-образной формы на фиг.2 возбуждается электромагнитным полем как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией электрической составляющей в области вибратора. Минимумы полей с взаимно перпендикулярной поляризацией не совпадают в пространстве внутри прямоугольной рабочей камеры СВЧ-печи. Поэтому при вращении поддона, на котором установлена посуда с тепловыделяющей крышкой, возбуждаемой Г-образным приемным вибратором, его перемещение внутри камеры не будет приводить к существенным колебаниям нагрузки магнетрона и, следовательно, гарантированно будет обеспечена устойчивая и эффективная работа магнетрона в любой момент времени работы СВЧ-печи. Это обстоятельство выгодно отличает Г-образный несимметричный вибратор на фиг. 2 от обычного симметричного вибратора на фиг.1. Перемещение последнего в камере печи и кратковременное попадание его при этом в области с минимальным значением электрического поля вертикальной поляризации может привести к недостаточной нагрузке магнетрона и появлению моментов неустойчивой и неэффективной работы магнетрона во время работы СВЧ-печи. The L-shaped vibrator in FIG. 2 is excited by an electromagnetic field with both vertical and horizontal polarization of the electrical component in the area of the vibrator. The minima of the fields with mutually perpendicular polarization do not coincide in the space inside the rectangular working chamber of the microwave oven. Therefore, when a pan is mounted on which dishes with a heat-generating lid, excited by a L-shaped receiving vibrator, are installed, moving it inside the chamber will not lead to significant fluctuations in the magnetron load and, therefore, stable and efficient operation of the magnetron at any time during microwave operation will be guaranteed ovens. This circumstance favorably distinguishes the L-shaped asymmetric vibrator in FIG. 2 from a conventional symmetric vibrator in FIG. 1. Moving the latter in the furnace chamber and briefly falling into the region with a minimum vertical polarization electric field can lead to insufficient magnetron loading and the appearance of instable and inefficient magnetron operation during operation of the microwave oven.
Однако при конструировании тепловыделяющей крышки в целом следует учитывать, что переход от обычного несимметричного вибратора (фиг.1) к Г-образному вибратору (фиг.2) приводит к дополнительной концентрации поля под его горизонтальной частью и, следовательно, к нарушению азимутальной однородности поля на кромке отверстия, ограничивающего радиальный резонатор на наружной стенке крышки. Если возникающая при этом азимутальная неоднородность тока, возбуждающего радиальный резонатор, и, соответственно, азимутальная неоднородность его разогрева будут существенны для того или иного применения тепловыделяющей крышки, то необходимо принять меры для устранения нежелательного эффекта (например, уменьшить толщину поглощающего покрытия в месте перегрева). However, when designing the fuel cap as a whole, it should be borne in mind that the transition from a conventional asymmetric vibrator (Fig. 1) to a L-shaped vibrator (Fig. 2) leads to an additional concentration of the field under its horizontal part and, therefore, to a violation of the azimuthal uniformity of the field by the edge of the hole bounding the radial resonator on the outer wall of the cover. If the resulting azimuthal inhomogeneity of the current exciting the radial resonator, and, accordingly, the azimuthal heterogeneity of its heating will be essential for a particular application of the heat-generating cap, then measures must be taken to eliminate the undesirable effect (for example, to reduce the thickness of the absorbing coating at the site of overheating).
На фрагменте тепловыделяющей крышки, изображенном на фиг.3, задача поддержания нагрузки магнетрона в пределах, необходимых для его устойчивой и эффективной работы при перемещении посуды с тепловыделяющей крышкой внутри камеры СВЧ-печи, решается посредством волноводно-рупорной антенны. При достаточно больших размерах приемной аппертуры этой антенны и их некратности размерам камеры СВЧ-печи в раскрыве антенны не будет возникать взаимная компенсация полей различных видов колебаний камеры. Поэтому необходимая мощность в выходном волноводе рупорной антенны возбуждается при нахождении ее пространственно-развитой аппертуры в любом, практически достигаемом при вращении посуды, положении в пространстве внутри камеры СВЧ-печи. On the fragment of the fuel cover shown in Fig. 3, the task of maintaining the magnetron load within the limits necessary for its stable and efficient operation when moving dishes with the fuel cover inside the chamber of the microwave oven is solved by means of a waveguide-horn antenna. With a sufficiently large size of the receiving aperture of this antenna and their non-multiplicity to the dimensions of the microwave oven chamber, mutual compensation of the fields of various types of camera vibrations will not occur in the antenna aperture. Therefore, the required power in the output waveguide of the horn antenna is excited when its spatially developed aperture is found in any position in space inside the chamber of the microwave oven that is practically achieved when the dishes rotate.
Конструктивно волновод 22 рупорной антенны своей широкой стенкой совмещен с плоской частью наружной стенки 1 крышки и короткозамкнут со стороны, противоположной приемной аппертуре 23. Передача энергии из волновода антенны в радиальный резонатор и его возбуждение осуществляется через отверстие 3 в центре наружной стенки 1 и проходящий через него электрический несимметричный вибратор 25, которые образуют коаксиально-волноводный переход. В условиях одноволнового режима и большого числа геометрических параметров, определяющих структуру поля в области каоксиально-волнового перехода, сравнительно легко, варьируя эти параметры, получить не только необходимое согласование приемной антенны с радиальным резонатором, но и обеспечить при этом азимутально-равномерное распределение поля на кромке отверстия, ограничивающего радиальный резонатор на наружной стенки крышки и, следовательно, азимутально-равномерное распределение тока, запитывающего и разогревающего этот резонатор. Structurally, the
Литература
1 Патент США 4663506, Кл. 219-10.55, 1988г.Literature
1 U.S. Patent 4,663,506, Cl. 219-10.55, 1988
2. Патент США 4450334, Кл. 219-10.55, 1984г. 2. US patent 4450334, CL. 219-10.55, 1984
3. Патент США 4486640, Кл. 219-10.55, 1984г. 3. US patent 4486640, CL. 219-10.55, 1984
4. Патент США 4496815, Кл. 219-10.55, 1985г. 4. US patent 4496815, CL. 219-10.55, 1985
5. Патент США 4542271, Кл. 219-10.55, 1985г. 5. US patent 4542271, CL. 219-10.55, 1985
6. Патент США 4728762, Кл. 219-10.55, 1988г. 6. US patent 4728762, CL. 219-10.55, 1988
7. Патент США 4398077, Кл. 219-10.55, 1983г. 7. US patent 4398077, CL. 219-10.55, 1983
8. Ирюшкина Л.Ф., Воробьева Н.И. Материалы для внутривакуумных поглотителей СВЧ-энергии. Обзоры по электронной технике. Сер. 6, материалы. - Вып.9 (1415). - М.: ЦНИИ "Электроника", 1988. 8. Iryushkina L.F., Vorobyova N.I. Materials for intra-vacuum absorbers of microwave energy. Reviews on electronic technology. Ser. 6, materials. - Issue 9 (1415). - M.: Central Research Institute "Electronics", 1988.
9. Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. Техника СВЧ, т.1. M.: Высшая школа, 1970. 9. Lebedev I.V. Technique and instruments of superhigh frequencies. Microwave technology, t.1. M .: High School, 1970.
10. Бова Н.Т., Резников Г.Б. Антенны и устройства СВЧ. Киев: Вища школа, 1982. 10. Bova N.T., Reznikov G.B. Antennas and microwave devices. Kiev: Vishcha School, 1982.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002103050/12A RU2221473C2 (en) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | Heat-generating closure of vessel for microwave oven |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002103050/12A RU2221473C2 (en) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | Heat-generating closure of vessel for microwave oven |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002103050A RU2002103050A (en) | 2003-09-27 |
| RU2221473C2 true RU2221473C2 (en) | 2004-01-20 |
Family
ID=32090689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002103050/12A RU2221473C2 (en) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | Heat-generating closure of vessel for microwave oven |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2221473C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA015523B1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-08-30 | Агит Аминович Тынчеров | Device for microwave heating of liquid dielectric mediums |
| US8544679B2 (en) | 2005-03-18 | 2013-10-01 | Seb S.A. | Cooking appliance lid |
-
2002
- 2002-02-07 RU RU2002103050/12A patent/RU2221473C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8544679B2 (en) | 2005-03-18 | 2013-10-01 | Seb S.A. | Cooking appliance lid |
| EA015523B1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-08-30 | Агит Аминович Тынчеров | Device for microwave heating of liquid dielectric mediums |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3664260B2 (en) | Cylindrical microwave applicator | |
| US6229131B1 (en) | Microwave cooking grill and steamer | |
| US3974354A (en) | Microwave utensil with reflective surface handle | |
| KR920002093B1 (en) | Microwave oven vessel | |
| RU2221473C2 (en) | Heat-generating closure of vessel for microwave oven | |
| CN111281113B (en) | Cooking method for a cooking appliance and cooking appliance | |
| US3562471A (en) | Microwave oven and antenna structure therefor | |
| JP2007075506A (en) | Vessel for electromagnetic induction heating cooker | |
| JP2564990Y2 (en) | Heating element for microwave oven and cooking container | |
| JPH01204386A (en) | Microwave oven | |
| JPH04319288A (en) | Heating cooker | |
| JPH04312409A (en) | Heating cooker | |
| JP3588943B2 (en) | High frequency heating device with browning plate | |
| CN209883787U (en) | Cooking utensil | |
| JP3227437B2 (en) | Heating element for high frequency heating device | |
| JPS63225494A (en) | Heating cooker | |
| JP2010286162A (en) | High frequency heating element, heating cooker and high frequency heating cooker | |
| KR0135642B1 (en) | Vessel for microwave oven | |
| KR19990000741U (en) | Grill Grills for Microwave Ovens | |
| JP2876174B2 (en) | Tableware for microwave oven | |
| RU2106768C1 (en) | Microwave burner | |
| JP3161202U (en) | Cooking pot | |
| JPH04187915A (en) | Microwave heater to give scorching mark on food | |
| JPH10134958A (en) | High frequency heating device | |
| JP2007278531A (en) | High-frequency heating cooker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070208 |