TW381410B - Microwave oven equipped with a structurally simple apparatus for generating microwave frequency energy - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明有關於一種徹波嫌，更特別地，僳有蘭於一種 併合一用於産生微波頻率能量之結構簡單之裝置在其内的 徹波爐。 在第1圖中僳顯示有一撤波爐，該撖波爐包括一殼體 1、具有高電壓變壓器（圖中未示）和高電壓器冷凝器（ 圖中未示）的一電源供應單元2、用於産生一撤波頻率能 量的一圓柱形磁控管10和用於容置食物於其内的一烹調室 3。如在第2圔中所顯示，該磁控管10是為一個圓柱形雙 極真空管而旦典型地包括被配置在其之中央處的一陰極11 、分別被置放於該陰極11之上和下的一對磁石12a, 12b、 被配置於該陰極11四周的一陽極13和被連接至該陽極13的 一天線14。 當，例如，4KV的蓮作電壓從該電源供應單元2施加 至一輸入端15時，該陰極11被加熱來放射電子。被放射的 電子是由該陽極13接收。 該等磁石12a, 12b産生磁通，該等磁通由導引元件 16a, 16b引導通過一個被形成在該陰極11舆該陽極13之間 的空腔17。從該陰極11發射出來的該等電子首先是由形成 在該空腔17内的磁場偏向以致於它們在傳導至該陽極13且 於該處被接收之前在該陰極11與該陽極13之間迴轉。 該等電子在該陰極11與該陽極13之間的迴轉引致諧振 電路被構築於該陽極13的結果，該諧振電路産生發射通過 該天線14的撤波。該等被發射的微波由一波導管5引導至 該烹調室3而然後藉箸一攪動器6來在該烹調室3散佈開 笫04頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---1—^-----.Ί裝！ ^ , *' / (請先閲讀背面之注意事項-S/#寫本頁) 訂 % 五、發明説明（么） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 來。該等被散佈的撤波人射至被容置於該烹調室3内的食 物以致於該食物的烹調能夠被實行。 在該一種撤波爐中，由於電子的蓮動是由電和磁場的 組合力量控制，因此需要數個磁石，該等磁石使得該微波 爐結構複雜。再者，由於在該習知徹波爐中所使用的該徹 波頻率能量産生裝置是為雙極式，控制該撤波頻率能量的 輸出是不可能的。 因此，本發明之主要目的是為提供一種備有能夠産生 徹波頻率能量之簡單結構之裝置的徹波爐。 根據本發明的一特擞，一種併合一烹調室、一波導管 、和一用於産生産生撒波頻率能量之裝置在其内的徹波爐 被提供，該裝置包含：一加熱元件；一用於發射電子的陰 極，其傜被安裝於該加熱元件之上；一用於控制和集中從 該陰極發射出來之電子之流動的第一柵極，其偽被象置於 該陰極之上並且具有數値用於把來自該陰極之電子轉換成 電子束的孔；一用於作用為一阻擋電容器的扼流圈機構， 其涤被定位於該陰極與該第一栅極之間，其中，該陰極、 該第一柵極和該扼流圈機構形成一値作用如一諧振電路的 輸入諧器；一用於感生一偏壓電壓在該第一柵極上的電阻 器，該電阻器的一端被連接至該第一柵極而其之另一端被 連接至該陰極；一被設置於該第一柵極之上且具有數値孔 的第二柵極，通過該第一柵極之孔的電子束通過該第二柵 極的孔；一用於接收通過該第二柵極之孔之電子的陽極， 其中，該第二柵極和該陽極形成一個用於産生一黴波頻率 第05頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 面 之 注 意 事 項 r 裝 頁 訂 五、 發明説明（、 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 @胃的輸出諧器，該輸出諧器是電氣地與該输入諧器隔離 於冷卻由該陽極所産生之熱的冷郤鳍片，其傷被設置 於該陽極四周；一用於提供驅動電壓給該陰極和陽極的驅 »1電壓源；一被配置於該陽極的天線，該天線偽用於把微 波從該輸出諧器取出並經由該波導管送至該烹調室；及一 從該輸入諧器延伸至該輸出諧器之回饋機構，該回饋機構 偽用於回饋在該輸出諧器内之微波頻率能置的一部份至該 輸入諧器。 本發明之以上及其他目的和待擞由於下面配合附圖之 較佳實施例的詳細描述而將會變得更明白，其中： 第1圖顯示一習知微波嫌的示意圔； 第2圔描述第1圖中之撤波爐之磁控管的剖視圖； 第3圖表現本發明之撤波爐的示意圖； $4圖描繪展現本發明之徹波頻率能量産生裝置之結 構的剖視圖； 第5圖提供展現在第4圖中之徹波頻 率能量産生裝置之結構的部份剖視圔； 第6圔顯示併合於本發明之徹波頻率能量産生裝置中 之陰極的立體圖； 第7圖描繪併合於本發明之徹波頻率能量産生裝置中 之柵極的立醱圖； 第8圖描繪併合於本發明之徹波頻率能量産生裝置中 之扼流圈機構的剖視圖； 第9圔掲露第4圖之微波頻率能量産生裝置的等效電 第06頁 請 先 閲 % 背 之 注 意, 事 項 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（沐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 路；及 第10圖提供併合於本發明之撤波頻率能量産生裝置 中之第一柵極的電壓特性圖。 請參閲第3圖所示，本發明之撤波爐包括一殼體21、 —用於産生徹波頻率能量的裝置1Q0、一安裝於該裝置 100的電源供應單元105、和一用於容置食物於其内的烹 諝室22。該微波頻率能量産生裝置1〇〇包括一過濂箱1〇1 ，該過濾箱101的底部是由一板體102覆蓋而其之頂部是 由一托架103覆蓋。 請參閲第4、5圖所示，該過濾箱101是設置有一作 用如一加熱元件的加熱器110 ,該加熱器110被電氣地連 接至該電源供應單元105、一陰極120、一第一柵極130 、一第二柵極140和一陽極150。再者，該裝置100内部 是保持真空狀態。 該加熱器110是由燈絲構成而且該陰棰120是被定位 於該加熱器110之上。該具有圓盤形狀（見第6圖）的陰 極120在該加熱器110被加熱時發射熱電子。用於控制和 集中從該陰極120發射出來之電子的該第一柵極130僳被 置放於該陰極12 0之上。該第一柵極13 0具有一個形成有 數個孔135的圓盤形狀（見第7圔）。在該陰極120與該 第一栅極130之間偽置放有一扼流圈機構160。該第一棚 極130、該扼流圈機構160和該陰極120形成一輸入諧器 (input cavity) 170,其作用如一諧振電路。 安裝於該第一柵極130之上的是為該具有數掴孔145 笫07頁 請 先 閲 讀 背 © 之 注 意、 事 項 裝 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 的第二柵極140 ,電子束是經由該第一柵極130的孔135 通過該第二柵極140的孔145。安裝於該第二檷極140之 上的是為該具有儸柱形形狀的陽極150 ,該陽極150在其 四周設有冷卻鳍片151俥可冷卻由該陽極150所産生的熱 。該第二棚極140和該陽極150形成一用於産生撤波頻率 能量的输出諧器（output cavity) 180。該输出諧器180 是電氣地與該輸入諧器170隔離。特別地，該第二棚極140 是與該第一柵極130隔開以致於通過該第一柵極130之孔 135的電子束在它們變成散佈之前有效地産生徹波頻率能 量在該輸出諧器180中。在該輸入諧器170内之密度上被 諝製之電子的動能被轉換成在該輸出諧器180的撤波頻率 能量而然後該徹波頻率能量透過被配置於該陽極150之用 於取出微波的天線155和一波導管23來輻照至該烹調室22 。該天線155具有一置放於該輸出諧器180内之用以將在 其内之微波取出的環形鑼合器156、一由絶緣器製成之用 以將該天線155與該過濾箱101隔離的绝緣元件157、和 一蓋體158 〇 在該輸入諧器170與該输出諧器180之間•傜設有一 回饋機構190 ,其回饋該输出諧器180内之能量的一部份 至該輸入諧器170俾可也感生一諧振電路。該回饋機構 190具有一捍形狀。 請參閲第8圖所示，該扼流圈機構160包括由一柵極 座164支承在該第一柵極130與該陰極120之間的一金屬 板162和在該輸入諧器170内的一介電材料166。該金羼 第08頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 之 注 意 事 項 裝 訂 經濟部中失標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（G) 板1 δ 2是電氣地與該陰極12 Q隔離。該扼流圈機構16 0作 用如一用於通過用以産生微波頻率能量於該输入諧器170 之表面電流並且阻擋直流電流的阻擋電容器。 在第4画中之撤波頻率能量産生裝置1〇〇的等效電路 偽被顯示於第9圖中。 該加熱器110是與該電源供應單元105電氣地連接。 該陽極150和該陰極120是分別與用於提供範圍在300V與 500V之間之電壓之驅動DC源200的正端和負端連接。 由於該第二柵極140是與該陽極150 —體的，該第二 柵極140具有與該陽掻150之電位相同的電位。然而，該 第一柵極130是與該陰極120 —體但該第一梱極130郤由 於該扼流圈機構160而具有與該陰極120不同的電位。 再者，另一方面，一作用如電阻器的徹調電阻器210 係被設置，該撤調電阻器210的一端被連接至該第一柵極 130而其之另一端被連接至該陰極120。該微調電阻器 210作用來感生一偏壓電壓，例如，-60V,於該第一柵極 130上。該第一柵極130在該微波頻率能量産生裝置1〇〇 初始蓮作時具有一痼零偏壓電壓。 在第1 0圔中，一第一曲線220顯示在該陽極150上 流動之電流變化的量，一第二曲線230描繪施加至該第一 柵極130的偏壓電壓變化，而一第三曲線240描繪在該輸 人諧器170内之徹波的諧振波形。 請參閲第9、10圖所示，本發明之裝置1〇〇的運作 原理現在將會作詳細描述。 第09頁 本紙浪尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項寫本頁) -裝. . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 當該加熱器110被加熱至一痼在600¾至1200t!之間 的溫度時，該陰極120發射電子。由於該第一柵極130初 始具有一個零镅壓電壓，從該陰極120發射出來之電子的 —部份經由該第一柵極130和該第二柵極140的孔135,145 到達該陽極150 ,而剩下的電子被吸收至該第一柵極130 。被吸收至該第一柵極130的該等電子感生一偏壓電睡而 旦一表面電流在該输入諧器170的表面上流動，它的流動 方向是由該扼流圈機構160改變，其然後感生一弱振盪在 該輸入諧器170内。由於當足夠的電流積聚於該第一柵極 130中時該表面電流流動的結果，以上所述之振遨的振幅 増加，如將於稍後被描述般。 從該陰極120發射出來之該等電子至該第一柵極130 的吸收致使該第一柵極130具有一負電位。初始地，在該 第一柵極130上的負電位由於該第一栅極130初始真有一 零偏壓電壓而急速增加，相當大量的電子能夠被吸收至該 第一柵極130 ,被吸收至該第一柵極130之電子的量隨箸 時間減少。在該第一柵極130上的負電位局部地增加直到 它到達一預定值，該值是由依據該徹調電阻器210而定而 能夠被吸收至該第一柵極130之電子的量來決定。 鬱應於該電位變化，該振通的振幅隨著時間增加直到 在該第一柵極130的電位到達該預定值，該振盪的振幅在 該預定值處變成固定不變。於這時，該第一柵極130具有 一預定電壓而且該振通是以一値由該輸入諧器170之諧振 機構所決定的諧振頻率振鹽。 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項$寫本頁) •裝. 訂 A7 ____B7_^__ 五、發明説明（& ) 同時，響應於該第一柵搔130的電位變化，從該陰極 120發射出來的該等電子偽持缠地在其之聚集於該輸入諧 器170的密度上作調製，直到在該第一柵極130上的電位 到達一預定偏壓電位。 然而，隨著在該第一柵極130與該第二柵極140之間 的電位差增加，在其之間的電場亦増加。當在該輸入諧器 170内的該等電子集群由於形成在該輸入諧器170與該输 出諧器180之間的電場而像如第8圖中之虛線所顯示般通 過該第一柵極130的孔 135時，它們被轉換成電子束， 該等電子束在該第一柵極130與該第二柵極140之間加速 。被加速的電子束穿過該第二柵極140的孔145向該陽極 150移動。該等電子的動能被轉換成微波能量，發射徹波 頻率能量。該撤波頻率能量是由該天線155輸出並且由一 波導f 23導引至該烹調室22内。該撤波頻率能量然後是由 一攪動器24散佈開來並且入射在被容置於該烹調室22内的 食物上，因此烹調能夠被執行。 在該一種裝置中，由於該第一和第二柵極，彼此互相 配合，集中和控制該等電束，數個磁石傑可以被消除，而 且由於該第一柵極、該陰極、該扼流圏機構及該第二栖極 、該陽極分別形成該输入諧器和該輸出諧器，該微波嫌具 有一簡單結構。再者，由於該第一栖極是與該第二柵極隔 開，降低在該等柵極之間之矂轚和諧波的影蜜是有可能的 ，而且藉箸允許該微調電阻器來控制該第一檷極之偏壓電 位以改變該微波頻率能量的輸出是有可能。 第11頁 本紙張又度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（，） 雖然本發明業已配合該等較佳實施例來被顯示和描述 ，熟知此項技術之人仕將會了解到的是，各種變化和改變 在沒有離開於下面申請專利範圍中所定義之本發明的範圍 下是可以達成的。 元件標號對照表 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 殼體 2 電源供應單元 3 烹調室 10 磁控管 11 陰極 12a 磁石 12b 磁石 13 陽極 14 天線 15 輸入端 16a 導引元件 16b 導引元件 17 空腔 5 波導管 6 攪動器 21 殼體 105 電源供應單元 100 撤波頻率能量産生裝置 22 烹調室 101 過濾箱 102 板體 103 托架 110 加熱器 120 陰極 130 第一柵極 140 第二檷極 150 陽極 200 驅勤DC源 135 孔 160 扼流圈結構 170 輸入諧器 145 孔 180 輸出諧器 155 天線 15 6 瓌形耦合器 157 絶緣元件 158 蓋體 190 回饋機構 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項t寫木頁) -裝- 訂 164柵極座 210撤調電阻器 230第二曲線 23 波導管 A7 B7 五、發明説明（β ) 162金靥板 16S介電材料 220第一曲線 240第三曲線 24攪動器 -------.r------I 裝 —I \ (請先閎讀背面之注意事項t寫本頁)

，tT € 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種併合一烹調室、一波導管、和一用於産生産生徹波 頻率能量之裝置在其内的徹波爐，該裝置包含： 一加熱元件； 一用於發射電子的陰極，其傺被安裝於該加熱元件 之上； 一用於控制和集中從該陰極發射出來之電子之流動 的第一柵極，其僳被設置於該陰極之上並且具有數値用 於把來自該陰極之電子轉換成電子束的孔； 一用於作用為一阻檔電容器的扼流圈機構，其傷被 定位於該陰極與該第一柵極之間， 其中，該陰極、該第一柵極和該扼流圈機構形成一 個作用如一諧振電路的輸入諧器； 一用於感生一偏壓電壓在該第一柵極上的電阻器， 該電阻器的一端被連接至該第一檷極而其之另一端被連 接至該陰極； 一被設置於該第一柵極之上且具有數値孔的第二檷 極，通過該第一栖極之孔的電子束通過該第二柵極的孔 » 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一用於接收通過該第二柵極之孔之電子的陽極， 其中，該第二柵極和該陽極形成一値用於産生一徹 波頻率能量的輸出諧器，該输出諧器是電氣地與該輸入 諧器隔離； 用於冷卻由該陽極所産生之熱的冷卻鰭H,其傜被 設置於該陽極四周； 第14頁 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一用於提供驅動電壓給該陰極和陽極的驅動電壓源 一被配置於該陽極的天線，該天線僳用於把撤波從 該輸出諧器取出並經由該波導管送至該烹調室；及 一從該输入諧器延伸至該輸出諧器之回餵機構，該 回饋機構傷用於回饋在該輸出諧器内之撤波頻率能量的 —部份至該输入諧器。 2. 如申請專利範圍第1項所述之撤波爐，其中，該電阻器 是為一微調電阻器。 3. 如申請專利範圍第1項所逑之撤波爐，其中，該裝置在 其内是保持真空狀態。 4. 如申請專利範圍第1項所述之徹波鱸，其中，該第二栖 極是與該第一柵極隔開以致於通過該第一柵極之孔的電 子束在它們變成散佈之前有效地産生微波頻率能量在該 輸出諧器内。 5. 如申請專利範圍第1項所述之徹波嫌，其中，該第一柵 極初始具有一零偏壓電壓。 6. 如申請專利範圍第1項所逑之撤波爐，其中，該扼流圏 機構具有一金屬板在該第一栖極與該陰極之間和一介電 材料在該輸入諧器内，該金屬板是與該陰極電氣地隔離 Ο 7. 如申請專利範圍第1項所逑之徹波爐.其中，該陰極是 為圓盤形狀。 8·如申請專利範圍第1項所逑之徹波爐，其中，該回饋機 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -澤· 言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   A8 BS C8 D8 申請專利範圍 構具有一捍形狀。 先 閎 9.如申請專利範圍第1項所逑之徹波爐，其中，該天線在 其之一端處是設有一環形耦合器，該縐合器被置放於該 輸出諧器内，俾可自該輸出諧器取出撤波。 之 注 意 事 項 裝 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 第16頁 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）