SE502902C2 - Förfarande för styrning av mikrovågstillförseln vid en mikrovågsugn samt mikrovågsugn med sådan styrning - Google Patents

Description

502 902 2 system, kvarstår ändå problemet då antalet tänkbara driftsfall är närmast obegränsat. Resultatet blir ojämn uppvärmning av matvaran eller maträtten. , Ett vanligt sätt att åstadkomma bättre värmningsjämn- het innebär att man inför en s.k. roterande bottenplatta i ugnskaviteten. Maträtten eller matvaran anbringas då på bottenplattan och får rotera med denna under uppvärmnings- förloppet. Rotationen av matvaran medför att dess olika delar kommer att passera såväl de "varmare" som de "kallare" av sådana bottenplattor återfinnes i de av sökanden till- zonerna under förloppet. Exempel på användning verkade mikrovågsugnarna med typbeteckningarna VIP20, VIP27. Ett alternativt sätt att förbättra värmningsjämn- heten innebär att man i stället manipulerar mikrovågs- fältfördelningen i kaviteten genom en roterande fältom- rörare eller antenn, som kan vara anordnad i kavitetens tak eller botten i anslutning till inmatningsstället/stäl- lena för mikrovågorna för att åstadkomma en "omrörning" eller spridning av de tillförda mikrovågorna. Exempel pà en sådan ugnskonstruktion återfinnes i patentet SE 8006994-1. hos mikrovågsfältfördelningen i kaviteten som beror av Härigenom åstadkommes en periodisk variation bottenplattans, fältomrörarens eller antennens rotations- hastighet.

Olika uppvärmningsförlopp kräver en anpassning av effektnivàn hos de tillförda mikrovågorna. Under ett och samma förlopp kan det vara aktuellt att tillföra olika effektnivårer under olika perioder av förloppet. Ett van- ligt sätt att åstadkomma olika effektnivåer hos de till- förda mikrovågorna innebär att tillagningsförloppet in- delas i styrcykler och att ugnens mikrovågskälla, d.v.s. normalt en magnetron, aktiveras periodiskt under dessa cykler. Effektnivån bestämmes då av medeleffekten under varje cykel. beskrivs i patentet SE 8800323-l.

En mikrovågsugn med en sådan effektstyrning En närmare redogörelse för denna effektstyrningsmetod ges i den följande beskriv- ningen. 502 902. 3 Användning av den ovan beskrivna effektstyrningen i en mikrovågsugn med roterande bottenplatta, fältomrörare eller antenn, kan leda till att problemet med ojämn upp- värmning förvärras. Generellt har detta sin grund i en interaktion mellan rotationsvarvtiden och styrcykelns längd, som normalt är av samma storleksordning, vilket kan medföra att en viss del av matvaran eller maträtten perio- diskt uppträder inom samma del av kavitetsvolymen under den tid av styrcykeln då mikrovàgor tillförs kaviteten.

Ett vanligt sätt att driva en roterande bottenplatta innebär att man använder en synkronmotor, som ger botten- plattan en konstant rotationshastighet, typiskt ca. -6 varv/minut, innebärande att den konstanta rotations- varvtiden är typiskt l0-12 sekunder. Längden av styrcykeln vid den ovan beskrivna effektstyrningen ligger vanligtvis inom 15-30 sekunder, d.v.s. väsentligen motsvarande nämnda rotationsvarvtid.

En närliggande lösning på problemet kan synas vara, att använda en betydligt kortare cykeltid, vilket skulle medföra en relativt högfrekvent till/från-koppling av mikrovågskällan, som normalt utgörs av en magnetron med en uteffekt av storleksordningen 1 kw. Emellertid finns flera hinder mot en sådan lösning, dels ökar förslitningen av magnetronen som komponent med radikalt minskad livslängd som följd, dels tillåter inte elnätsoperatörerna i olika länder att man utför en alltför snabb omkoppling av den aktuella effektnivån då detta alstrar på elnätet, dels har de aktuella matvarorna eller maträt- kraftiga störningar terna begränsad värmeledningsförmåga, vilket innebär att ett bra uppvärmningsresultat kräver viss tid för för- delningen/utjämningen av den tillförda mikrovågsenergin. Ändamålet med uppfinningen är att i en mikrovågsugn med effektstyrning av ovan beskrivet slag, d.v.s. "puls- ning" eller periodisk till/från-koppling av den ingående mikrovågskällan för att åstadkomma effektnivåer under- stigande full effekt, väsentligen eliminera problemet med ojämn uppvärmning. 502 902 4 Uppfinningsändamàlet uppnàs genom ett förfarande av inledningsvis beskrivet slag, som kännetecknas av att löptiden hos varje styrcykel och mikrovágsexponeringens variationsperiod anpassas inbördes för upppná förbättrad värmningsjämnhet, varvid anpassningen innebär att relatio- nen mellan löptiden och variationsperioden väljes sà att en tänkt del av matvaran eller maträtten befinner sig inom varje sektor av ett rotationsvarv under väsentligen lika stor del av mikrovàgskällans totala aktiveringstid under ett värmningsförlopp.

Vid en mikrovågsugn vars kavitet är försedd med en roterande bottenplatta, som uppbär matvaran eller mat- rätten under uppvärmning, och i vilken en periodiskt varierande mikrovàgsexponering alstras genom botten- plattans rotation, kännetecknas förförandet enligt uppfin- ningen av att förbättrad värmeutjämning àstadkommes genom inbördes anpassning av styrcykelns löptid och bottenplat- tans rotationsvarvtid. Vid en mikrovågsugn vars kavitet är försedd med en roterande fältomrörare eller antenn, och i vilken en periodiskt varierande mikrovàgsexponering av matvaran eller maträtten alstras genom fältomrörarens eller antennens rotation, kännetecknas förfarandet enligt uppfinningen av att förbättrad värmningsjämnhet àstadkom- mes genom inbördes anpassning av styrcykelns löptid och fältomrörarens eller antennens rotationsvarvtid.

Som nämnts ovan, är det vanligt att driva den rote- rande bottenplattan med konstant hastighet med hjälp av en synkronmotor. Ett föredraget utföringsexempel pà förfaran- det enligt uppfinningen utgár ifrån detta faktum och att varje styrcykel är indelad i en aktiveringsperiod och en viloperiod vars inbördes relation bestämmer den aktuella effektniván, och kännetecknas av att styrcykelns löptid väljes sá i förhållande till bottenplattans varvtid, att de mot mikrovàgskällans aktiveringsperioder svarande rota- tionsvarvsektorerna fördelas väsentligen jämnt över bottenplattan under ett värmningsförlopp. Den väsentligen jämna fördelningen av dessa rotationsvarvsektorer kan 502 902- enligt ett ytterligare utföringsexempel pà förfarandet enligt uppfinningen åstadkommas genom att styrcykelns löptid väljes så att successiva aktiveringsperioder mot- svaras av väsentligen varandra intilliggande rotations- varvsektorer. Enligt ännu ett utföringsexempel, som innebär en ytterligare optimering, är sagda rotations- varvsektorer belägna väsentligen diametralt i förhàllande till varandra.

Ytterligare föredragna utföringsexempel pà förfaran- det enligt uppfinningen framgàr av de efterföljande patentkraven.

Inom uppfinningens ram är det alternativt möjligt att àstadkomma den önskade anpassningen genom att i stället eller även variera bottenplattans, fältomrörarens eller antennens rotationshastighet.

En mikrovågsugn enligt uppfinningen innefattar en ugnskavitet, en mikrovàgskälla, en styrenhet för styrning av mikrovàgstillförseln till kaviteten och i kaviteten anordnade medel för att åstadkomma en periodiskt varieran- de mikrovàgsexponering av matvaran eller maträtten under uppvärmning, varvid styrenheten är anordnad att alstra en mikrovàgseffektnivà understigande fulleffekt genom perio- disk aktivering av mikrovàgskällan under en styrcykel, ingående i en sekvens av sådana styrcykler, och är känne- tecknad av att styrcykelns löptid, under varje styrcykel, har en sàdan relation till mikrovagsexponeringens varia- tionsperiod, att en tänkt del av matvaran eller maträtten befinner sig inom varje sektor av ett rotationsvarv under väsentligen lika stor del av mikrovàgskällans sammanlagda aktiveringstid.

Ett föredraget utföringsexempel pà mikrovàgsugnen enligt uppfinningen, där nämnda medel innefattar en roterande bottenplatta, som uppbär matvaran eller mat- rätten under uppvärmning, varvid bottenplattans rotation alstrar den periodiskt varierande mikrovàgsexponeringen, är kännetecknad av att styrcykelns löptid är relaterad till bottenplattans rotationsvarvtid. Ett ytterligare 502 902 6 föredraget utföringsexempel på mikrovågsugnen enligt uppfinningen, där nämnda medel innefattar en roterande fältomrörare eller antenn, varvid fältomrörarens eller antennens rotation alstrar den periodiskt varierande mikrovágsexponeringen, kännetecknas av att styrcykelns löptid är relaterad till fältomrörarens eller antennens rotationsvarvtid.

I en mikrovågsugn enligt uppfinningen kan styrenheten innefatta en mikroprocessor med tillhörande programminne anordnad för val av förprogrammerade, automatiska uppvärm- ningsförlopp. Ett sådant förlopp kan bestå av en sekvens av steg, där varje steg har sin tillhörande effektnivå och uppvärmningstid. De olika effektnivåerna åstadkommes genom att man indelar varje styrcykel i en aktiveringsperiod och en viloperiod, vars inbördes relation bestämmer effekt- nivån. Ett föredraget utföringsexempel på en sådan mikro- vágsugn, där längden av varje sådan aktiveringsperiod är lika med en del av rotationsvarvtiden, kännetecknas av att mikroprocessorn är programmerad att för varje steg fast- ställa upprepningsperioden, räknad i antal styrcykel- perioder, med vilken aktiveringsperioden infaller på samma ställe av rotationsvarvet, välja en anpassad uppvärmnings- tid lika med en heltalsmultipel av upprepningsperioden inom ramen för stegets uppvärmningstid, addera resterande del av uppvärmningstiden till uppvärmningstiden för näst- följande steg, och införa resterande uppvärmningstid från det sista steget som en inaktiv tid inom den totala upp- värmningstiden. Genom att på detta sätt även ta hänsyn till såväl de enskilda stegens uppvärmningstider som den totala uppvärmningstiden vid valet av styrcykelns löptid uppnås en ytterligare optimering av värmningsjämnheten.

Ytterligare föredragna utföringsexempel på mikro- vågsugnen enligt uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven.

Uppfinningen baserar sig på insikten om att relatio- nen mellan periodiciteten i effektstyrningen och botten- plattans, fältomrörarens eller antennens rotationsrörelse 502 902' 7 i en ugn av ovan beskrivet slag har stor betydelse för värmningsjämnheten i ugnen. Samtidigt har man insett att en betydligt förbättrad värmningsjämnhet kan uppnås genom en inbördes anpassning av nämnda periodiciteter, och att detta kan åstadkommas till låg kostnad i en mikroproces- sorstyrd ugn genom ett utvidgat styrprogram för mikropro- cessorn. En ytterligare insikt är att uppvärmningstiden under ett sådant förlopp, liksom de respektive uppvärm- ningstiderna för olika steg i ett sådant förlopp, kan ha negativ inverkan på värmningsjämnheten och kan elimineras genom att man vid nämnda anpassning även tar hänsyn till dessa uppvärmningstider.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande i anslutning till icke-begränsande utföringsexempel och under hänvisning till ritningarna, där: Fig. 1 visar en mikrovågsugn enligt uppfinningen, Fig. 2 visar samverkande funktionsenheter i mikro- vågsugnen i fig. 1 som berör mikrovàgstillförseln till ugnskaviteten, Fig. 3 visar ett tidsdiagram som illustrerar den använda effektstyrningsmetoden, Fig. 4 illustrerar mikrovågstillförselintervallens fördelning utmed bottenplattans rotationsvarv i en mikro- vågsugn enligt känd teknik, Fig. 5 illustrerar motsvarande fördelning i en mikro- vågsugn enligt uppfinningen.

I förtydligande syfte kommer den fortsatta beskriv- ningen att begränsas till mikrovàgsugnar med roterande bottenplatta. Emellertid är innehållet i den följande beskrivningen direkt applicerbart genom fackmannamässiga åtgärder i mikrovàgsugnar med roterande fältomrörare eller antenn, liksom i mikrovàgsugnar med såväl roterande bot- tenplatta som roterande fältomrörare eller antenn.

Den i fig. 1 visade mikrovàgsugnen har ett ytterhölje 1, en ugnslucka 2 för tillslutning av kaviteten 3, i vilken är anordnad en roterande bottenplatta 4. I ett ut- förande kan bottenplattan innefatta en s.k. crisp-platta 502 902 Mikrovágsinmatningen till kaviteten 3 sker via en eller flera inmatningsöppningar (ej visade) som står i förbindelse med ugnens mikrovàgskälla 20 (se fig. 2), d.v.s. normalt en magnetron, via vágledare. I den visade ugnen är magnetronen, tillhörande vàgledarsystem, kraft- aggregatet 19 för drivning av magnetronen, liksom ugnens styrenhet 15 placerade bakom manöverpanelen 5. övre och en nedre inmatningsöppning, vilka är anordnade i kavitetens högra sidovägg, medan inmatningssystemet i övrigt är utformat att inmata polariserade mikrovàgor genom dessa öppningar. Exempel pà den närmare uppbyggnaden av inmatningssystemet àterfinnes i patentet SE 9003012-3 och de ovannämnda av sökanden tillverkade mikrovågs- ugnarna.

I kavitetens tak kan ett (ej visat), t.ex. 502 902 . 9 Manöverpanelen 5 är försedd med en display 6, under styrning fràn styrenheten 15 àterger bl.a. symboler kvar- SOlTl eller klartextmeddelanden avseende valda program, d.v.s. ger varande tillagnings/uppvärmningstid m.m., användaren verifieringsmeddelanden pà gjorda val via manöverpanelen och annan information om ett fortskridande tillagnings/uppvärmningsförlopp.

Vid traditionell användning av ugnen väljes uppvärm- ning genom mikrovàgsinmatning till kaviteten genom manöverknappen 7. Genom knappen 8 aktiveras ugnens element, medan önskad tid inställes med vredet 9. vid grill- användning av de förprogrammerade programmen kan vredet 9 även användas för manuell inmatning av matvarans vikt.

Start respektive stopp av ugnen sker genom knapparna 10 och ll. Knappsatsen 12 används för val av de förprogramme- rade tillagnings/uppvärmningsprogrammen. Samtliga knappar, liksom vredet och displayen stàr i förbindelse med styr- enheten 15.

Pà ugnens ovansida finns ventilationshàl 13 i förbindelse med kavitetens evakueringskanal (ej visad), som är anordnad i utrymmet mellan kavitetens tak och ytterhöljet 1. För enfasig anslutning till elnätet har ugnen en stickproppsförsedd anslutningssladd l4.

Det i fig. 2 visade blockschemat innefattar styren- heten l5 med en mikroprocessor och tillhörande program- minne 16. Inmatningen av användarinformation till styr- enheten sker via blocket 17, som representerar de ovan beskrivna manöverknapparna och vredet. Styrenheten styr àtergivningen pà displayen 6. Via ett drivsteg 18 och mikrovàgskraftaggregatet 19 styrs mikrovàgskällan 20 av styrenheten 15 och därigenom mikrovàgstillförseln till kaviteten 3. Via ett drivsteg 21 styrs grillelementet 22 av styrenheten 15 och därigenom IR-instràlningen i kavi- teten 3. Beträffande den närmare uppbyggnaden av de upp- räknade funktionsenheterna hänvisas till ovan angivna patent och av sökanden tillverkade mikrovàgsugnstyper. 502 902 Det understrykes att den ovan beskrivna mikrovågs- ugnen endast utgör ett exempel på möjlig realisering av förfarandet och mikrovàgsugnen enligt uppfinningen. Så- lunda är förfarandet enligt uppfinningen generellt tillämpbart i varje mikrovågsugn där effektnivån hos de tillförda mikrovågorna styrs på det sätt som framgår av beskrivningsinledningen, och varje sådan tillämpning utgör en realisering av mikrovågsugnen enligt uppfinningen.

Tidsdiagrammet i fig. effektnivån hos de tillförda mikrovàgorna genom till/från- 3 illustrerar metoden att styra styrning av mikrovågskällan, d.v.s. magnetronen. Den horisontella axeln anger tiden t och den vertikala axeln anger uteffekten MP, som kan växla mellan värdena O och MPmax = fulleffekt. Fulleffekt vid de magnetroner som används i dagsläget innebär en effekt av storleksordningen 1 kw.

Effektstyrningen sker genom omkoppling av magnetronen under successiva styrcykler med löptiden T. Varje styr- cykel är indelad i en aktiveringsperiod Tl med full ut- effekt från magnetronen, och en viloperiod T2 med utef- fekten O. Följaktligen gäller Tl + T2 (Tl/T) II styrcykelns löptid T effektnivå P - MPmax I nedan följande tabell I visas hur olika effekt- nivåer kan realiseras i fallet att styrcykeln har en löptid T = 20 s. effekt MPmax.

Effektnivån P anges i procent av full- 502 902 ll TABELL I Effektnivà Aktiveringstid Viloperiod P [%] Tl [s] T2 [s] 5 15 50 10 10 75 15 5 100 kontinuerligt 0 Fig. 4 är ämnad att illustrera det föreliggande problemet med värmningsojämnhet i mikrovàgsugnar enligt känd teknik till följd av att bottenplattans rota- tionsvarvtid är av väsentligen samma storlek som löptiden hos styrcykeln som används för effektstyrningen. De i figuren visade cirkelbàgarna representerar förflyttnings- sträckan för en tänkt punkt eller del av maträtten eller matvaran utmed ett rotationsvarv hos bottenplattan under magnetronens aktiveringsperioder. Varje cirkelbáge repre- senterar sålunda en aktiveringsperiod. De successiva rota- tionsvarven är illustrerade genom att cirkelbàgarna givits olika diameter.

Under antagande av att den tänkta punkten eller delen av matvaran förflyttar sig medurs och räknat inifrån, visar figuren att magnetronen är aktiverad under ca. 90° av det första rotationsvarvet, sedan roterar ett varv +ca. 30°, sedan är magnetronen återigen aktiverad under ca. 90°, därefter fortsätter rotationen under ett varv +ca. 30°, o.s.v. Som figuren visar finns tre sektorer om vardera ca. 30° under vilka magnetronen ej är aktiverad.

Följaktligen kommer den tänkta punkten eller delen av matvaran ej att tillföras mikrovàgsenergi dà den passerar motsvarande delar av kaviteten, vilket skapar problemet med värmningsojämnhet. Om dessutom ugnens tendens till att 502 902 12 bilda nämnda "varma" respektive "kalla" zoner hänför sig till de delar av kaviteten som motsvarar magnetronens aktiveringsperioder, kan detta bidra till ytterligare/ värmningsojämnhet.

Som framgår av fig. 4 har problemet primärt sin grund i att aktiveringsperioderna för magnetronen endast omfat- är kortare än tar en del av ett rotationsvarv, d.v.s. rotationsvarvtiden. En möjlig lösning innebär att man väljer aktiveringsperioden lika med rotationsvarvtiden eller möjligen en multipel därav. En sådan lösning funge- rar väl i fallet med relativt långa uppvärmningstider. För låga effektnivàer innebär emellertid en sådan lösning en skulle i fallet att rotationsvarvtiden är 12s och då aktive- ogynnsamt lång löptid hos styrcykeln, t.ex. ringsperioden väljes lika med rotationsvarvtiden, en effektnivå pà 25% av full effekt kräva en styrcykellöptid pá 48s. eller maträtten avsvalnar under styrcykelns viloperiod, Löptider av sàdan längd kan innebära att matvaran vilket förlänger värmningsförloppet.

Inom ramen för de praktiska eller officiella krav som ställs pà valet av styrcykelns löptid respektive botten- är det därför nödvändigt att alstra lägre effektnivàer genom att välja aktiverings- plattans rotationsvarvtid, perioder för magnetronen som utgör en del av rotations- varvtiden. För att undvika den i fig. 4 illustrerade värm- ningsojämnheten tillser man då att de rotationsvarvsekto- rer som motsvarar aktiveringsperioderna blir jämnt för- delade över rotationsvarvet, t.ex. genom att successiva sektorer ansluter till varandra eller så att två på var- andra följande sektorer är belägna väsentligen diametralt i förhållande till varandra, torer ansluter till var sin av de förra o.s.v. medan nästföljande två sek- Följande tabell II visar sammanhörande värden pà aktiveringsperiod, styrcykellöptid och effektnivå. Värdena är beräknade för en antagen rotationsvarvtid hos botten- plattan pà 12 sekunder. Tabellen visar att man för effekt- nivàer från 40% och uppåt har valt aktiveringsperioden 502 902 13 lika med rotationsvarvtiden, medan man däremot för lägre effektnivàrer valt aktiveringsperioder som utgör endast en del av rotationsvarvtiden.

I TABELL II Aktiverings- Styrcykel- Effekt- period TI [s] löptid T [s] P [%] 12 15 80 12 17,1 70 12 20 60 12 24 50 12 30 40 6 18 33 4 16 25 3 15 20 Fallet med effektnivàn P = 20% av full effekt är illustrerat i fig. 5. I detta fall gäller följaktligen att styrcykellöptiden T = l5s bottenplattans rotationsvarvtid = l2s, aktiveringsperioden T1 = 3s.

Genom dessa val uppnås att cirkelsegmenten, som mot- svarar de successiva aktiveringsperioderna, ansluter till varandra varv för varv. Aktiveringsperioderna blir då jämnt fördelade över bottenplattan utan sàdana "passiva" sektorer som finns i fig. 4.

I exemplet i fig. 5 har man dessutom tagit hänsyn till förloppets uppvärmningstid vid optimeringen. Detta framgår av att det i fig. 5 finns lika många cirkelsegment inom var och en av de fyra sektorerna. Denna anpassning har relativt sett större betydelse ju kortare uppvärm- ningstiden är. Ett cirkelsegment mindre inom en viss 502 902 14 sektor skulle innebära att motsvarande del av matvaran tillförs motsvarande mindre mikrovågsenergi än kringlig- gandeldelar av matvaran. Man inser att en lång uppvärm- ningstid och följaktligen många rotationsvarv hos botten- energitillförsel får I det i fig. 5 visade exemplet är de gjorda valen av cykellöptid och aktiveringsperiod i förhållande till önskad effektnivå, optimal för en uppvärmningstid som består av ett helt plattan medför att denna "ojämna" mindre betydelse för värmningsjämnheten. antal minuter. Grunden för detta är att aktiveringsperio- derna uppträder på samma ställe av rotationsvarvet med 4 ~ 15 = 60s.

För att uppnå den önskade jämna fördelningen av uppvärm- periodicitet av fyra cykellöptider, d.v.s. ningsperioderna enligt fig. 5 skall alltså uppvärmnings- tiden i det optimala fallet vara lika med en heltals- multipel av denna upprepningsperiod hos det s.k. värm- ningsmönstret, heltalsmultipel.

De förprogrammerade, alternativt väsentligen lika med en sådan automatiska uppvärmnings/tillag- ningsförloppen är normalt indelade i flera steg med till- hörande olika effektnivåer och uppvärmningstider. Stegen genomförs direkt efter varandra i en förutbestämd sekvens.

Exempel på ett sådant program är automatisk upptining av en djupfryst matvara. Typiskt omfattar sekvensen 3-5 steg vars tillhörande effektnivåer och uppvärmningstider beräknas av den i styrenheten ingående mikroprocessorn.

Enligt uppfinningen är det då möjligt att åstadkomma en ytterligare optimering genom att anpassa de olika stegens uppvärmningstider inbördes inom ramen för den totala upp- värmningstiden. Genom denna åtgärd kan varje steg ges en anpassad uppvärmningstid som utgör just en heltalsmultipel av ovannämnda upprepningsperiod för värmningsmönstret i ugnen. Resterande uppvärmningstid införs som en passiv tid inom ramen för den totala uppvärmningstiden och kan för- läggas sist i uppvärmningsförloppet. 502 902 .

Det framhàlles att motsvarande inbördes anpassning av stegens individuella uppvärmningstider kan ske även i fallet med en sekvens av steg som väljes av användaren.

, Av ovanstående tabell II framgår att man vid lägre effektlägen lämpligen väljer aktiveringsperioder lika med 0,5 eller 0,25 rotationsvarvtider, vilket medför att man erhàller ett värmningsmönster som upprepas efter ett visst antal styrcykellöptider. I t.ex. fallet med 33% effektnivà värms matvaran under ett halvt varv hos bottenplattan, därefter infaller en paus under ett helt varv. nästkommande aktiveringsperiod kommer motsvarande del av bottenplattan att värmas då den befinner sig inom den andra hälften av rotationsvarvet. Värmningsmönstret Under upprepas följaktligen efter tvá styrcykellöptider. Ett optimalt val av uppvärmningstid skall dà vara en jämn multipel av detta mönsters upprepningsperiod, d.v.s. 2 styrcykellöptider. På motsvarande sätt vid 25% av fulleffekt innebär ett optimalt val av uppvärmningstid att denna är en jämn multipel av 3 styrcykellöptider.

Vid användning av samhörande värden enligt tabell II kan man beräkna en optimal, anpassad uppvärmningstid räknat i antal styrcykellöptider enligt följande formel: NT = (TR/Tl) 0 heltalsdelen [(TH/T) ~ (Tl/TR)] (1) där T = styrcykellöptiden NT = antal styrcykellöptider TR = rotationsvarvtiden Tl = aktiveringsperioden TH = önskad uppvärmningstid Det antages att man vill genomföra ett förlopp som består av följande sekvens av steg: steg 1 effektnivà = 33%, uppvärmningstid = l90s steg 2 effektnivá = 25%, uppvärmningstid = 250s steg 3 effektnivà = 20%, uppvärmningstid = 290s 502 902 16 Sekvensen innebär en total uppvärmningstid 730s.

Man får dà följande beräkningsgàng: Steg l Uppvärmningstid = l90s Aktiveringsperiod och styrcykellöptid väljs enligt tabell II till ös respektive l8s, där styrcykellöptiden = aktiveringsperiod/effektnivá = 6/0,33 ~ l8s.

Man erhåller ett värmningsmönster som upprepas efter 2 styrcykellöptider T.

Enligt formeln (1) erhálles: NT = (12/6) ~ heltalsdelen [(190/18) ° (6/12)] = 10 Anpassad uppvärmningstid i steg l = = NT ~ T = 10 ° 18 =l8OS Resterande uppvärmningstid i steg 1 = 10 s, till steg 2. förs vidare Steg 2 Önskad uppvärmningstid = uppvärmningstid steg 2 + 250 + 10 = 260s Aktiveringsperiod och styrcykellöptid väljs enligt tabell II till 4s respektive 16s. resterande uppvärmningstid steg l = Man fàr ett mönster som upprepas efter 3 styrcykellöp- tider.

Enligt formeln (1) erhålles: NT = 15 Anpassad uppvärmningstid i steg 2 = 15 ~ 16 = s, 240s Resterande uppvärmningstid i steg 2 = förs vidare till steg 3. 502 902- 17 Steg 3 önskad uppvärmningstid = 290 + 20 = 3lOs Aktiveringsperiod och styrcykellöptid väljs enligtltabell II till 3s respektive l5s.

Man erhåller ett värmningsmönster som upprepas efter 4 styrcykellöptider.

Enligt formeln (1) erhålles: NT = 20 Anpassad uppvärmningstid steg 3 = 20 ~ 15 = Resterande uppvärmningstid i steg 3 = lOs, inaktiv tid sist i uppvärmningsförloppet. 300s införs som en Det inses att det ligger inom fackmannens förmåga att inom uppfinningens ram föreslå modifieringar av förfaran- det och mikrovågsugnen enligt uppfinningen.

I ovanstående beskrivning och efterföljande patent- krav har konsekvent utgåtts ifrån att mikrovágsugnen innefattar en roterande bottenplatta av skälet att denna typ av bottenplatta är den som används i existerande mikrovågsugnar. Emellertid är det principiellt möjligt att använda en annan typ av bottenplatta som genomför någon annan form av cyklisk rörelse med en motsvarande rörelse- cykeltid. En sådan modifiering är fackmannamässig och innebär att det i patentansökningen använda begreppet rotationsvarvtid ersättes med rörelsecykeltid och anses ligga inom uppfinningens ram.

Inom fackmannens förmåga ligger även möjigheten att föreslå andra kombinationer av uppfinningens särdrag än de som explicit framgår av de efterföljande patentkraven.

Claims (19)

502 902 10 15 20 25 30 35 18 PATENTKRAV

1. Förfarande vid en mikrovågsugn för styrning av mikrovågstillförseln till ugnens kavitet (3), varvid ugnen innefattar en mikrovågskälla (20) och en styrenhet (15) för styrning av mikrovågstillförseln, varvid medel är anordnade i kaviteten för att åstadkomma en periodiskt varierande mikrovågsexponering av matvaran eller maträtten under uppvärmning, medan en önskad effektnivå under- stigande fulleffekt hos de tillförda mikrovågorna åstad- kommes genom periodisk aktivering av mikrovågskällan under en styrcykel, ingående i en sekvens av sådana styrcykler, k ä n n e t e c k n a t av - att löptiden (T) hos varje styrcykel och mikrovågs- exponeringens variationsperiod anpassas inbördes för att uppnå förbättrad värmningsjämnhet, varvid anpass- ningen innebär att relationen mellan löptiden och variationsperioden väljes så att en tänkt del av mat- varan eller maträtten befinner sig inom varje sektor av ett rotationsvarv under väsentligen lika stor del av mikrovàgskällans totala aktiveringstid under ett värm' ningsförlopp.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, varvid kaviteten såsom nämnda medel är försedd med en roterande botten- platta (4) som uppbär matvaran eller maträtten under uppvärmning, medan en periodiskt varierande mikrovågs- exponering alstras genom bottenplattans rotation, k ä n n e t e c k n a t av - att förbättrad värmningsjämnhet åstadkommes genom inbördes anpassning av styrcykelns löptid (T) och bottenplattans rotationsvarvtid (TR).

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, varvid kaviteten såsom nämnda medel är försedd med en roterande fältomrörare eller antenn, medan en periodiskt varierande 10 15 20 25 30 35 502 902 19 mikrovàgsexponering av matvaran eller maträtten alstras genom fältomrörarens eller antennens rotation, k ä n n e t e c k n a t av , - att förbättrad värmningsjämnhet àstadkommes genom in- bördes anpassning av styrcykelns löptid (T) och fält- omrörarens eller antennens rotationsvarvtid.

4. Förfarande enligt patentkravet 2, varvid varje styr- cykel indelas i en aktiveringsperiod (T1) och en vilo- period (T2), medan effektnivàn (P) bestämmes genom rela- tionen mellan nämnda perioder och bottenplattan roteras med konstant rotationsvarvtid (TR), k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes så i förhållande till bottenplattans varvtid (TR), att de mot mikrovàgskällans aktiveringsperioder (Tl) svarande rotationsvarvsekto- rerna fördelas väsentligen jämnt över bottenplattan under ett värmningsförlopp.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes sà att aktiverings- perioden (Tl) under en styrcykel motsvaras av en rota- tionsvarvsektor som väsentligen ansluter till rota- tionsvarvsektorn, som motsvarar den närmast föregående aktiveringsperioden (fig. 5).

6. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes så att aktiverings- perioden (T1) under en styrcykel motsvaras av en rota- tionsvarvsektor som är belägen väsentligen diametralt mittför rotationsvarvsektorn, som motsvarar den närmast föregående aktiveringsperioden. 502 902 5 10 15 20 25 30 35 20

7. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes så att aktiverings- perioden (Tl) väsentligen utgör en heltalsmultipel av bottenplattans rotationsvarvtid (TR).

8. Förfarande enligt patentkravet 4, varvid olika givna effektnivåer är valbara, k ä n n e t e c k n a t av - att såsom aktiveringsperiod (Tl) väljes hela eller en del av rotationsvarvtiden (TR), och - att de anpassning av styrcykellöptiden (T). varje effektnivà (P) åstadkommas genom en motsvaran-

9. Förfarande enligt patentkravet 4, varvid effektnivàn (P) är given, k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes i beroende av såväl den givna effektnivån som värmningsförloppets längd.

10. förloppet är uppbyggt av en sekvens av Förfarande enligt patentkravet 4, varvid värmnings- steg med skilda effektnivåer och tillhörande värmningstider, k ä n n e t e c k n a t av - att styrcykelns löptid (T) väljes i beroende av aktuell effektnivà (P) under varje steg i sekvensen, och - att värmningsjämnheten optimeras genom en inbördes an- passning av de ingående stegens värmningstider inom ramen för förloppets totala värmningstid.

11. ll. Mikrovågsugn innefattande en ugnskavitet (3), en mikrovågskälla (20), mikrovàgstillförseln till kaviteten, en styrenhet (15) för styrning av och i kaviteten anordnade medel för att åstadkomma en periodiskt varierande mikrovágsexponering av matvaran eller maträtten under uppvärmning, varvid styrenheten är anordnad att alstra en mikrovàgseffektnivå understigande fulleffekt 10 15 20 25 30 35 502 902, 21 genom periodisk aktivering av mikrovågskällan under en styrcykel, ingående i en sekvens av sådana styrcykler, k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykelns löptid (T), under varje styrcykel, en sådan relation till mikrovågsexponeringens varia- tionsperiod, att en tänkt del av matvaran eller mat- har rätten befinner sig inom varje sektor av ett rotations- varv under väsentligen lika stor del av mikrovågskällans sammanlagda aktiveringstid.

12. Mikrovågsugn enligt patentkravet ll, i vilken nämnda medel innefattar en roterande bottenplatta matvaran eller maträtten under uppvärmning och vars rota- (4) som uppbär tion alstrar en periodiskt varierande mikrovàgsexponering, k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykelns löptid (T) är relaterad till botten- plattans rotationsvarvtid (TR).

13. Mikrovågsugn enligt patentkravet ll eller 12, i vilken nämnda medel innefattar en roterande fältomrörare eller antenn vars rotation alstrar en periodiskt varierande mikrovàgsexponering, k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykelns löptid (T) är relaterad till fältomröra- rens eller antennens rotationsvarvtid.

14. Mikrovågsugn enligt patentkravet 12, varvid styr- enheten (15) är anordnad att indela varje styrcykel i en aktiveringsperiod (Tl) och en viloperiod (T2) för mikro- vågskällan (20), medan effektnivån ges av relationen mellan nämnda perioder och bottenplattan är anordnad att rotera med konstant hastighet, k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykeln har sådan löptid (T), att de mot mikro- vågskällans aktiveringsperioder (Tl) svarande rotations- varvsektorerna är väsentligen jämnt fördelade över bottenplattan under ett värmningsförlopp. 502 902 10 15 20 25 30 35 22

15. k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykeln har sådan löptid (T), aktiveringsperioder (Tl) motsvaras av väsentligen till Mikrovågsugn enligt patentkravet 14, l att successiva varandra anslutande rotationsvarvsektorer.

16. Mikrovågsugn enligt patentkravet 14, k ä n n e t e c k n a d av - att styrcykeln har sådan löptid (T), aktiveringsperioder (Tl) motsvaras av väsentligen dia- att successiva metralt motbelägna rotationsvarvsektorer.

17. Mikrovågsugn enligt patentkravet 14, varvid ugnen är anordnad för val av förprogrammerade, automatiska upp- värmningsförlopp bestående av en sekvens av steg med olika effektnivåer (P) och tillhörande k ä n n e t e c k n a d av uppvärmningstider, - att aktiveringsperiodens längd (Tl) under varje steg är lika med rotationsvarvtiden (TR), alternativt mul- tipel eller del därav, - att styrcykeln under varje steg har en till aktiverings- perioden (Tl) anpassad löptid (T) som nivå (P), och - att stegens uppvärmningstider är anpassade inbördes inom ger önskad effekt- ramen för förloppets totala uppvärmningstid för optimering av värmningsjämnheten.

18. Mikrovågsugn enligt patentkravet 17, varvid styren- heten innefattar en mikroprocessor (16) med tillhörande prgramminne, medan längden av varje aktiveringsperiod (Tl) är lika med en del av rotationsvarvtiden (TR), k ä n n e t e c k n a d av att mikroprocessorn är pro- grammerad att för varje steg - fastställa upprepningsperioden, cykellöptider (T), räknad i antal styr- med vilken aktiveringsperioderna (Tl) 502 902. 23 infaller pà samma ställe av rotationsvarvet, - välja en anpassad uppvärmningstid lika med en heltals- multipel av upprepningsperioden inom ramen för stegets uppvärmningstid, 5 - addera resterande delar av uppvärmningstiden till upp- värmningstiden för nästföljande steg, och - införa resterande uppvärmningstid fràn det sista steget som en inaktiv tid inom den totala uppvärmningstiden. 10

19. Mikrovågsugn enligt något av patentkraven ll till 18, k ä n n e t e c k n a d av - att samhörande värden för effektnivàer (P), styroykel- löptider (T) och aktiveringsperioder (Tl) är lagrade i tabellform i programminnet. 15 20 25 30 35