SE513851C2 - Grillelement - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 8512 bulan mot omgivningen på ett sådant sätt att den relativt betydande mängd mikrovågor som trots skivan tar sig in grillbulan inte skall tränga ut till det omgivande rum- met. Denna isolering har i huvudsak skapats genom att skivan står i elektrisk kontakt med en i grillbulan an- ordnad metallisk reflektor som används för att reflektera IR-strålning från grillelementen in i ugnskaviteten. Re- flektorn och skivan är elektriskt isolerade från ugnska- vitetens väggar så att de bildar en bur, vilken fungerar mikrovågstätande i förhållande till det omgivande rummet.

En särskild svårighet i sammanhanget är grillelemen- tens elektriska anslutningar, vilka fungerar som antenner för mikrovàgorna. De därav uppfångade mikrovàgorna kan sedan ta sig ut ur grillbulan via de ledningar från an- slutningarna som leder ut ur bulan. För att förhindra detta visas i patentet ett speciellt konfigurerat av- skärmningsarrangemang för anslutningarna och deras le- dare, vilket arrangemang har till uppgift att reflektera tillbaka mikrovàgorna in i grillbulan.

Uppfinningsändamål Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfarande och en anordning som gör att till- verkningen av grillbulan och grillelementen inklusive de- ras anslutningar till matningsledningar blir betydligt enklare och mindre kostsam, och att verkningsgraden hos grillen förbättras, dessutom är ett ändamål med förfaran- det och anordningen i enlighet med föreliggande uppfin- ning att öka den tekniska livslängden på grillelementen.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningsändamålet uppnås genom en mikrovågsugn i enlighet med det oberoende patentkravet l och ett förfa- rande i enlighet med det oberoende patentkravet 12. Före- dragna utföringsformer av föreliggande uppfinning presen- teras i de beroende patentkraven 2-ll och 13-17.

Uppfinningen grundar sig på insikten om att det med hjälp av utformningen av kaviteter går att styra deras 10 15 20 25 30 35 515 851 3 mikrovågsutbredningsmässiga egenskaper på ett sådant sätt att delar av dem blir i huvudsak mikrovågsfria.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstad- kommes en mikrovågsugn till vilken anordnas ett utrymme för IR-strålande organ, som har en förbindelseöppning med ugnskaviteten, varvid utrymmet inklusive dess förbin- delseöppning har sådana dimensioner att deras mikrovågs- utbredningsmässiga egenskaper blir sådana att utrymmet blir i huvudsak mikrovågsfritt.

Detta åstadkommes genom att utrymmet anordnas på ett sådant sätt att det funktionsmässigt bildar en del av ugnskaviteten, d v s dess definierande väggar är elektriskt ledande och står i elektrisk kontakt med ugnskavitetens väggar. Förbindelseöppningen kan vara helt öppen men i en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är det anordnat en form av galler i förbin- delseöppningen.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås detta i huvudsak mikrovågsfria utrymme på ett fördelaktigt sätt genom att utrymmet och dess förbindelseöppning med den' egentliga ugnskaviteten anordnas med sådana dimensioner att de bildar en vågledare i vilken mikrovågar med den aktuella våglängden inte propagerar.

Vad som synes vara väsentligt för att skapa detta i stort sett mikrovàgsfria utrymme är storleken på en karakteristisk dimension hos förbindelseöppningen.

Denna karakteristiska dimension är företrädesvis mindre än en halv våglängd hos de aktuella mikrovågorna.

Vid en föredragen utföringsform är förbindelseöpp- ningen långsträckt och den karakteristiska dimensionen hos förbindelseöppningen är dess bredd.

Längden på förbindelseöppningen och djupet på utrymmet är av mindre betydelse i detta sammanhang.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning genererar man IR-strålar i en särskild delkavitet som, genom en relativt stor förbindelseöppning, står i förbin- delse med den egentliga ugnskaviteten, varvid delkavite- lO 15 20 25 30 35 513 851 4 ten inklusive dess förbindelseöppning har givits sådana dimensioner att mikrovågor i huvudsak inte propagerar inne i delkaviteten.

Delkaviteten bildas företrädesvis i anslutning till ugnskavitetens tak men kan även inrymmas i någon av väggarna eller golvet.

I en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning definieras hålrummet eller grillbulan åtminstone delvis av en elektriskt ledande reflektor, vilken är an- ordnad att reflektera IR-strålning, som genereras av ett grillelement, och vilken står i elektrisk kontakt med de egentliga kavitetsväggarna.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning skapar man en högtemperaturzon vid förbindel- seöppningen mellan delkaviteten och den egentliga ugns- kaviteten, så att stänk av fett eller annat från matvaran förbränns.

En föredragen utföringsform av föreliggande uppfin- ning innefattar en konfiguration, företrädesvis ett gal- ler och som också kommer att kallas galler i återstoden av föreliggande ansökan, som bildar en yta som till en viss del innehåller ett elektriskt ledande material men som huvudsakligen innehåller öppningar eller hål, som är anordnat i hålrummets förbindelseöppning med den egent- liga ugnskaviteten. Detta galler kan fylla en eller flera av följande funktioner beroende på hur det konfigureras.

Gallret kan konfigureras så att det förhindrar att en användare kommer åt grillelementen när denne tar ut matvaror ur ugnen. Detta är viktigt eftersom grillelemen- ten blir mycket varma vid användning.

Gallret kan konfigureras eller utföras så att det reflekterar en del av den mikrovågsstrålning som infaller på det, vilket gör att mängden mikrovågsstrålning som in- träder i delkaviteten ytterligare minskas.

Gallret kan konfigureras så att det absorberar en del av IR-strålningen från grillelementen för att skapa en högtemperaturzon kring gallret. Att man vill förbränna 10 15 20 25 30 35 513 851 5 stänk beror på att fett och annat annars kan smutsa ner reflektorn vilket gör att dess verkningsgrad minskar i betydande utsträckning.

Gallret kan konfigureras så att det absorberar eller reflekterar en stor del av de IR-strålar som är riktade mot en viss punkt eller vissa punkter och absorbera eller reflektera en liten del av övriga IR-strålar. Detta möj- liggör att en mindre mängd IR-strålar träffar exempelvis ugnsluckan, vilket gör att denna inte värms upp till onödigt höga temperaturer.

Vid en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning är öppningarna i gallret långsträckta och är an- ordnade i huvudsak parallellt med ugnsluckan.

Eftersom vi har skapat ett utrymme som i hög grad är mikrovågsfritt och det sålunda inte finns något större behov av speciella organ som skärmar av utrymmet för mikrovågor, utrustades en utföringsform av föreliggande uppfinning med ett galler som, i förhållande till konven- tionellt använda perforerade metallskivor, hade mycket stora öppningar. Anledningen till att man valde att anordna ett galler med stora öppningar var att man på så sätt förhindrade att användare kunde komma åt grill- elementen utan att för den skull i betydande grad minska IR-bestrålningen av matvaror i ugnen.

Den konfiguration som valdes var en plåt i vilken klipptes ett antal längsgående slitsar vilka avslutade med korta slitsar som var vinkelräta i förhållande till de långa slitsarna, varefter man vek upp de plåtsegment som på detta sätt bildades.

Det visade sig att denna konfiguration hade stor förmåga att reflektera mikrovågor, d v s att transmissio- nen in i grillutrymmet minskade ytterligare.

Att dessa större öppningar gav en ytterligare minskad transmission torde bero på den kapacitans som bildas över öppningarna och som leder till en kapacitiv ström över hålet. Denna ström leder till en impedanssänk- '10 15 20 25 30 35 515 2,51 6 ning vilket ger förbättrad reflektion av den våg som annars skulle passerat öppningen.

En utföringsform kan med denna insikt utformas så att vi får en 3-dimensionell kondensatorkonfiguration vilket i förhållande till en 2-dimensionell kondensator- konfiguration leder till en betydligt högre kapacitans.

Följaktligen kan sådana 3-dimensionella kondensatorkonfi- gurationer som har tillverkats på annat sätt än det ovan nämnda användas för att uppnå samma effekt.

En föredragen utföringsform av ett sådant galler konstrueras genom att man i en plåt skär upp längsgående slitsar vilka avslutas med kortare slitsar som är i huvudsak vinkelräta mot de längsgående slitsarna för att man skall kunna vika upp den del av plåten i huvudsak vinkelrätt mot plåtens plan. På detta sätt skapar vi på ett enkelt sätt ett galler som har stor öppenhetsgrad i plåtens plan och som samtidigt har en relativt stor yta i ett plan som är vinkelrätt mot plåtens plan. Denna stora yta ger den ovan nämnda 3-dimensionella kondensatorkon- figurationen.

Det går dessutom att utforma gallret på ett sådant sätt att det uppvisar en stor yta för IR-strålar som är riktade framåt mot ugnsluckan och en liten yta för IR- strålar som är riktade mot den matvara som de är avsedda att grilla, vilket gör att så liten grilleffekt som möj- ligt går förlorad samtidigt som ugnsluckan bestrålas i så liten grad som möjligt för att förhindra att denna inte blir onödigt varm. å För en förbättrad förståelse av föreliggande uppfin- ning kommer föredragna utföringsformer att beskrivas nedan tillsammans med de medföljande ritningarna, på vilka: Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 visar en perspektivvy i genomskärning av en mikrovågsugn som innefattar en grillbula i enlighet med föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 Fig 2 visar en schematisk vy av en reflektorkombina- tion hos en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig 3 visar en schematisk vy av reflektorkombinatio- nen i fig 2 men med galler anordnade i förbindelseöpp- ningarna mellan de hålrum som definieras av reflektorerna och den egentliga ugnskaviteten.

Fig 4 visar en perspektivvy snett ovanifrån av ett galler som utnyttjas i en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig 1 visas en mikrovågsugn i enlighet med före- liggande uppfinning. Ugnen innefattar ett hölje 1, en ma- növerpanel 2, en i höljet anordnad kavitet 3 i vilken matvara placeras under tillagningsförloppet, och en dörr 4 för tillslutning av kaviteten under tillagningen. Vid kavitetens botten finns en roterande bottenplatta 5 med sin rörelsemekanism 6, som får plattan med den därpå pla- cerade matvaran att rotera i pilens 12 riktning under tillagningen. Bottenplattan och rörelsemekanismen kan vara av en typ som lätt kan avlägsnas då man vill ha en stillastående last. Figuren visar även mikrovågsinmat- ningsorgan 7 och en mikrovågskälla 8 för alstring av mik- rovågorna. Via inmatningsorganet 7 inmatas mikrovågorna genom två inmatningsöppningar 10 och 10' anordnade i ka- vitetens ena sidovägg i anslutning till kavitetens tak respektive botten. I kavitetens tak 3 är anordnat två reflektorer I och II som definierar hål- (visade i fig 2) rum 9 som i detta fall är täckta med varsin skyddskápa 9a för att skydda reflektorerna och som inrymmer var sitt grillelement 18. Hålrummens 9 respektive förbindelse- öppning med den egentliga ugnskaviteten är långsträckta och utbreder sig parallellt med ugnens lucka och de har en bredd som är 2/5 våglängd hos mikrovågorna. Hålrummen i sig är något mer än en våglängd djupa.

I fig 2 visas två reflektorer I och II vilka är anordnade i taket hos en mikrovågsugn och i vilka är anordnade grillelement 18 för generering av IR-strålning. lO 15 20 25 30 35 Reflektorerna I och II står i elektrisk kontakt med åtminstone en av väggarna 21 som bildar kaviteten 3.

Denna elektriska kontakt gör att de utrymmen 9 som defi- nieras av reflektorerna I, II kommer att utgöra delkavi- teter till den egentliga ugnskaviteten 3. Förbindelse- öppningarna 23a och 23b har i denna utföringsform en bredd som är 2/5-våglängd hos mikrovàgorna. Såsom nämnts tidigare bildar reflektorerna, tillsammans med sina förbindelseöppningar 23a respektive 23b, ur mikrovågornas synvinkel vågledare i vilka de inte propagerar. Detta leder till att reflektorerna bildar delkaviteter, i vilka fältstyrkan hos mikrovågsfältet blir liten, trots att de är helt öppna mot den egentliga ugnskaviteten. Anled- ningen till att reflektorerna som visas i fig 3 har olika form är att man vill minska den mängd IR-strålning som infaller på ugnsluckan. Pilen 20a visar den riktning i vilken ugnsluckan befinner sig.

I fig 3 visas samma reflektorkombination som i fig 2 men med den skillnaden att man har anordnat ett galler 30 i enlighet med vad som beskrivs i samband med fig 4 i förbindelseöppningen mellan de utrymmen som bildas av re- flektorerna I och II och den egentliga ugnskaviteten 3.

Gallret 30 fyller tre funktioner för det första hindrar det att en användare kommer åt grillelementen 18 och bränner sig, för det andra reflekterar eller absorberar gallret en del av den IR-strålning som är riktad mot ugnsluckan och för det tredje minskar gallret ytterligare transmissionen av mikrovågor in i de utrymmen som defi- nieras av reflektorerna I och II.

Såsom nämnts tidigare är det bredden (eller längden beroende på vilken riktning man definierar som bredd och vilken man definierar som längd) på utrymmenas förbindel- seöppningar mot den egentliga ugnskaviteten som är den avgörande dimensionen. Denna bredd skall vara mindre än en halv våglängd , d v s mindre än Ä/2. Djupet på hàlrum- men är av ringa eller ingen betydelse. 10 15 20 25 30 35 513 851 Grillelementen 18 är av det slag som innehåller en spiral av ett elektriskt ledande material vilken är inrymd i ett glasrör. Spiralen bringas att avge IR-stràl- ning genom att man matar den med elektrisk ström. Tack vare det minimala fältet inne i hålrummet behöver spira- lens elektriska anslutningar inte skärmas av i någon högre grad med avseende på mikrovågor, vilket leder till att tillverkningen och installationen av dessa anslut- ningar kan göras billigare och enklare än vad som är fallet med känd teknik.

I fig 4 visas ett galler 30 av det slag som i fig 3 är anordnat i förbindelseöppningen mellan en reflektor I och den egentliga ugnskaviteten. Gallret innefattar en plåt 31 i vilken är upptaget ett antal hål 32, genom att man klippt upp slitsar längs med tre kanter 33a, 33b och 33c hos öppningarna, och sedan vikt upp plåten längs den fjärde kanten 34. Gallret innefattar sålunda ett antal upprättstående plåtsegment 35. Plåtsegmenten 35 gör att den kondensatorverkan som hålen 32 har mångfaldigas eftersom vi över varje hål 32 får en kondensator i 3- dimensioner istället för en i huvudsak 2-dimensionell kondensator som blir fallet om man inte har de uppvikta kanterna. Denna 3-dimensionella kondensatorkonfiguration gör att den avskärmande effekt som gallret har på mikro- vågor ökar i hög grad jämfört med vad som skulle vara fallet med en plåt som istället bildar en i huvudsak 2- dimensionell kondensatorkonfiguration. I denna utförings- form är plåtsegmenten 35 uppvikta och avståndet mellan två närliggande plàtsegment är lika med segmentens 35 höjd, vilket innebär att det finns mycket lite plåtmate- rial i plåtens 31 plan. Man kan med denna tillverknings- metod uppnå en öppenhetsgrad som ligger över 90%.

.Eftersom plåtsegmenten 35 i denna utföringsform är i huvudsak vinkelräta i förhållande till plåtens 31 plan kommer de att absorbera en stor del av den IR-strålning som inte är riktade i huvudsak nedåt mot ugnens botten och en liten del av den IR-strålning som är riktad mot 10 15 20 25 30 35 513 851 10 ugnens botten och sålunda mot matvaror som är införda i ugnen för tillagning. Eftersom vi i denna föredragna utföringsform har tillverkat gallret med stor porositet kommer sålunda en liten del av de IR-strålar som är riktade mot matvaror i ugnen att absorberas, samtidigt som en relativt stor del av den IR-strålning som är riktad mot t ex ugnsluckan absorberas. Dessa absorptions- respektive genomsläpplighetsegenskaper åstadkommer två fördelar: för det första kommer grillelementen i mycket liten grad bidra till att höja temperaturen på ugnsluckan vilket minskar risken för att en användare skall bränna sig, för det andra skapas det genom den absorberade IR- strålningen en zon med hög temperatur i och kring gall- ret, vilken zon kommer att förbränna stänk från matvaran som annars skulle kunna träffa reflektorn och sålunda minska dess verkan. Med rätt konfiguration på kombina- tionen reflektor/galler kan man till och med få en ren- görande effekt, d v s att stänk som ändå når fram till reflektorn kommer att förbrännas med tiden och sålunda bilda fasta partiklar som faller bort av sig själva.

Denna förbränning respektive rengöring är en stor fördel eftersom användaren slipper rengöra reflektorn.

Förutom att detta är arbetskrävande är risken också stor för att grillelementen skall skadas eftersom dessa är känsliga för mekanisk påverkan.

De utföringsformer av föreliggande uppfinning som har redovisats ovan skall endast fylla funktionen av ex- empel och sålunda underlätta förståelsen av uppfinningen, de skall inte på något sett ses som begränsande för om- fånget av föreliggande uppfinning utan detta omfång defi- nieras av de medföljande kraven.

Det galler med 3-dimensionell kondensatorkonfigura- tion,och andra fördelar som har beskrivits både i all- männa ordalag och vid beskrivningen av föredragna utfö- ringsformer kan naturligtvis användas vid avskärmning av mikrovågor i andra sammanhang än vid de delkaviteter som definieras i föreliggande ansökan.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 513 851 ll PATENTKRAV

1. Mikrovågsugn med grillanordning, vilken innefat- tar en ugnskavitet (3), med kavitetsväggar, en ugnslucka (4), en i ugnskaviteten anordnad lastzon (5) för mot- tagande av matvaror som införs i ugnen, en mikrovågsenhet (7,8, 10, lO')för matning av mikrovågor till ugnskavite- ten, organ (18) för generering av IR-strålning till ugns- kaviteten, organ som definierar ett hålrum (9) beläget utanför den egentliga ugnskaviteten (3), vilket hålrum (9) har en förbindelseöppning (23a, 23b) med den egent- liga ugnskaviteten (3) och i vilket nämnda organ (18) för generering av IR-strålning är anordnade, varvid nämnda organ som definierar ett hålrum står i elektrisk kontakt med en av kavitetsväggarna, varvid hålrummet bildar en delkavitet som står i förbindelse med den egentliga ugnskaviteten, k ärln e1:e c krla d a v att hålrummet inklusive dess förbindelseöppning med den egentliga ugnskaviteten är så anordnat att det har mikrovågsutbredningsmässiga egenskaper som gör att hål- rummet i betydande utsträckning blir fritt från mikrovå- gor, varvid hålrummets förbindelseöppning (23a, 23b) med den egentliga ugnskaviteten (3) är anordnad med sådana dimensioner att i huvudsak inga mikrovàgor propagerar in- (9), dimension hos förbindelseöppningen (23a, 23b) är mindre ne i hålrummet innefattande att en karakteristisk än en halv våglängd hos nämnda mikrovàgor.

2. Mikrovågsugn enligt kravet 1, k ärfirxe t e c k - Iia d a v att förbindelseöppningen (23a, 23b) är långsträckt, och att nämnda karakteristiska dimension är förbindelse- öppningens bredd.

3. Mikrovågsugn enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c kria d a v att den innefattar en reflektor (I, II) som är an- ordnad bakom nämnda organ (18) för generering av IR- 10 15 20 25 30 35 513 851 12 strålning, för att reflektera IR-strålning mot lastzonen (5), och att reflektorn (I, II) ingår i nämnda hålrumsdefinierande organ. är elektriskt ledande och

4. Mikrovågsugn enligt något av kraven 1-3, k är1- n e t e c k n a d a v att den innefattar IR-strålningsabsorberande organ (30) som är anordnade vid förbindelseöppningen (23a, 23b), för att åstadkomma en högtemperaturzon i anslutning till nämnda förbindelseöppning.

5. Mikrovågsugn enligt kravet 4, k äran etze c k - r1a d a v att nämnda IR-strålningsabsorberande organ (30) är anordnade så att de uppvisar liten upptagningsyta mot IR- strålar som är riktade mot lastzonen (5) och stor upp- tagningsyta mot IR-strålar som är riktade mot ugnsluckan (4).

6. Mikrovågsugn enligt kravet 4 eller 5, }<ä nrie - t e c k n a d a v att nämnda IR-strålningsabsorberande organ (30) ut- görs av ett galler eller liknande som är anordnat mellan nämnda organ (18) för generering av IR-strålning och lastzonen (5), företrädesvis i direkt anslutning till (23a, 23b).

7. Mikrovågsugn enligt kravet 6, nämnda förbindelseöppning k ärun et;e c]<- ria d a v att nämnda IR-strålningsabsorberande organ (30) är så utformade att en första sidoyta hos dem, som är vänd mot nämnda organ för generering av IR-strålning, uppvisar en första yta och att en sidoyta som är anordnad i huvud- sak vinkelrätt mot nämnda första sidoyta uppvisar en and- ra yta, varvid nämnda första yta är avsevärt mindre än nämnda andra yta.

8. Mikrovågsugn enligt något av kraven 4-7, k ä n - n e t e c k n a d a v att nämnda IR-strålningsabsorberande organ (30) har en genomsläpplighet för IR-strålar som ligger mellan 70 och 95%; 10 15 20 25 30 35 515 851 13

9. Mikrovågsugn enligt något av kraven 6-8, k äri- n etze c} att nämnda galler (30) är utformat så att det bildar raka strömbanor.

10. Förfarande vid matning av IR-strålning till en matvara som befinner sig i en ugnskavitet i en mikrovågs- ugn, k ä n n e t e c k n a t a v att man genererar IR-strålningen i en del av kavite- ten som är i huvudsak fri från mikrovågor, varvid man ge- nererar IR-strålningen i en särskild delkavitet som an- ordnas utanför men som står i förbindelse med den egent- liga ugnskaviteten genom en förbindelseöppning och vars definierande väggar står i elektrisk kontakt med den egentliga ugnskavitetens väggar, och dimensionerar delka- viteten och dess förbindelseöppning så att i huvudsak inga mikrovågor propagerar inne i denna, innefattande att man dimensionerar förbindelseöppningen så att en karakte- ristisk dimension hos denna inte blir större än en halv våglängd hos nämnda mikrovàgor.

11. Förfarande enligt kravet 10, k ä11r1e t e c k - r1a t a v att man reflekterar IR-strålningen med en reflektor som innefattas av de väggar som definierar delkaviteten.

12. Förfarande enligt kravet 10 eller 11, k äri- n et:e cl att man skapar en högtemperaturzon vid förbindelse- öppningen mellan delkaviteten och resten av kaviteten för att stänk som härrör från matvaran skall förbrännas.

13. Förfarande enligt kravet 12, k ä1ir1e t e c k - r1a t a v att man för att skapa högtemperaturzonen absorberar en del av IR-strålningen, företrädesvis i huvudsak den del av IR-strålningen som är riktad mot en till ugnen hö- rande ugnslucka.