DE2757710A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR HEATING SUBSTANCES WITH MICROWAVE ENERGY - Google Patents
METHOD AND ARRANGEMENT FOR HEATING SUBSTANCES WITH MICROWAVE ENERGYInfo
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Description
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München, den 23· Dezember 1977 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat.Munich, December 23, 1977 Lawyer files: 27 - Pat.
Raytheon Company, \k\ Spring Street, Lexington, Mass. 02173, Vereinigte Staaten von AmerikaRaytheon Company, \ k \ Spring Street, Lexington, Mass. 02173, United States of America
Verfahren und Anordnung zur Erhitzung von Substanzen mit MikrowellenenergieMethod and arrangement for heating substances with microwave energy
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Anordnungen zur Erhitzung von Substanzen mit Mikrowellenenergie.The invention relates to methods and arrangements for heating substances with microwave energy.
Es sind bereits Mikrowellenöfen bekannt, bei denen der Ofenraum umlaufende Vorrichtungen zur Veränderung der Schwingungen enthalten. Diese Vorrichtungen dienen dazu, die elektrische Feldverteilung im Erhitzungsraum des Ofens bei Zuführung von Mikrowellenenergie zu ändern. Die Innenabmessungen des Ofenraumes sind dabei allgemein groß gegenüber der Wellenlänge der benutzten Mikrowellenfrequenz. Sich bewegende leitende Teile im Ofenraum reflektieren die Energie und beeinflussen Microwave ovens are already known in which the oven space contains circumferential devices for changing the vibrations. These devices are used to change the electric field distribution in the heating space of the oven when microwave energy is supplied. The internal dimensions of the furnace space are generally large compared to the wavelength of the microwave frequency used. Moving conductive parts in the furnace reflect the energy and influence it
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die Feldverteilung so, daß die Punkte maximaler Spannungsgradienten im Ofenraum wandern und Substanzen unterschiedlicher Größe und Form gleichmäßig erhitzen. Derartige umlaufende Vorrichtungen zur Veränderung der Schwingungen sind in der Regel für eine vorgegebene Art von zu erhitzenden Substanzen, z.B. Hamburger oder "Hot Dogs", geeignet und ausgebildet. Sie sind aber nicht mit gleicher Effizienz für die gleichmäßige Erhitzung von Substanzen großen Umfanges, wie z.B. von Braten, oder großflächigen und relativ flachen Ausmaßes, z.B. von Torten oder Pasteten, geeignet.the field distribution so that the points of maximum stress gradients wander in the furnace chamber and heat substances of different sizes and shapes evenly. Such revolving devices to change the vibrations are usually for a given type of substances to be heated, e.g. Hamburgers or "hot dogs", suitable and trained. But they are not equally efficient for uniform heating of large-scale substances, such as roasts, or large-area and relatively flat dimensions, e.g. cakes or Pies, suitable.
Bei einer bekannten derartigen Ofenkonstruktion, z.B. nach der US-PS 3 435 507, mit koaxialer Speisung der Mikrowellenenergie und sich konzentrisch zu dieser drehender Umlaufvorrichtung zur Schwingungsänderung ist auch vorgesehen, daß die Schwingungsänderung durch Reflexion von Metallteilen bewirkt wird, die sich gegenüber die zu erhitzende Substanz bildenden Nahrungsmitteln bewegen.In a known furnace construction of this type, for example according to US Pat. No. 3,435,507, with coaxial feeding of the microwave energy and concentric with this rotating orbiting device for the change in vibration is also provided that the Vibration change is caused by reflection from metal parts that are formed opposite the substance to be heated Move food.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht demgegenüber vor, daß die Substanzen in einem vorgegebenen Raumbereich gelagert sind und dieser Raumbereich durch mehrere Strahler mit Mikrowellenenergie beaufschlagt wird, wobei die Strahler gegenüber den Substanzen bewegt werden. Die Mikrowellenenergie wird also über eine Reihe sich bewegenden Strahlern gleich Antennen in den Ofenraum geleitet, so daß die elektrische Feldverteilung im wesentlichen durch die Änderung des Strahlungsfeldes der Antennenanordnung geändert wird.In contrast, the method according to the invention provides that the substances are stored in a predetermined space and this area of space is acted upon by several radiators with microwave energy, the radiators opposite the Substances are moved. The microwave energy becomes antennae through a series of moving radiators passed into the furnace chamber, so that the electric field distribution is essentially due to the change in the radiation field the antenna arrangement is changed.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beaufschlagen die Strahler unterschiedliche Teile des vorgegebenen Raumbereiches mit Mikrowellenenergie. Jeder Strahler deckt also nur einen Teil des Raumbereiches ab, in dem die zu erhitzende Substanz gelagert ist. Dabei können die Strahler so bewegt werden, daß der überwiegende Teil der Strahlung von der zu erhitzenden Substanz ohne Reflexion an den Ofenwänden absorbiert wird.According to a further development of the invention, the radiators act on different parts of the specified spatial area with microwave energy. Each radiator therefore only covers part of the room area in which the substance to be heated is stored. The radiators can be moved in such a way that the majority of the radiation is from the one to be heated Substance is absorbed without reflection on the furnace walls.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die Bewegung der Strahle^urch Drehen der Strahler um wenigstens eine durch die Substanzen hindurchlaufende Achse bewirkt. Bei der Anordnung der Strahler mit unterschiedlichem Abstand von der Drehachse entstehen so ringförmige Einwirkzonen an der zu erhitzenden Substanz.According to another development of the invention, the movement of the jets is achieved by rotating the emitters by at least one causes the axis passing through the substances. When arranging the radiators at different distances from the axis of rotation This creates ring-shaped zones of action on the substance to be heated.
Bei einer bevorzugten Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Energieverteilungseinrichtung mit gemeinsamer Speisung eine drehbare Vorrichtung auf, an der die Strahler angebracht sind. Die Speisung erfolgt zweckmäßig koaxial, wobei die Drehachse der drehbaren Vorrichtung konzentrisch zu der koaxialen Speisung angeordnet ist. Die Strahler strahlen ihre Energie vorherrschend in Richtung der Drehachse ab, die auf die zu erhitzende Substanz ausgerichtet ist. Dabei sind die Strahler vorzugsweise als öffnungen ausgebildet und diese öffnungen sind wiederum quer zu den Radien der Drehachse und in gleichem Winkelabstand voneinander angebracht, so daß durch die Strahler kreisförmige Ringe mit im wesentlichen gleicher Energiestrahlung konzentrisch zu der koaxialen Speisung erzeugt werden. Auch wird dadurch die Möglichkeit einer Kopplung und/oder Interferenz zwischen den ausgestrahlten Wellen vor dem Auftreffen auf die reflektierenden Wände des Ofens verringert.In a preferred arrangement for carrying out the invention The method has an energy distribution device with a common supply of a rotatable device on which the Emitters are attached. The supply is expediently carried out coaxially, with the axis of rotation of the rotatable device being concentric the coaxial feed is arranged. The emitters radiate their energy predominantly in the direction of the axis of rotation, which is on the the substance to be heated. The radiators are preferably designed as openings and these are openings again mounted transversely to the radii of the axis of rotation and at the same angular distance from one another, so that circular through the radiator Rings with essentially the same energy radiation concentrically to the coaxial feed. This also eliminates the possibility of coupling and / or interference between the radiated waves are reduced before hitting the reflective walls of the furnace.
Gemäß der Erfindung entsteht so neben dem ursprünglichen, von den Strahlern unmittelbar erzeugten Strahlungsfeld vor dessen Reflexion an den Ofenwänden ein Raumbereich, in dem zusätzliche Heizelemente, z«B. Widerstandsheizer oder Brenner,angeordnet sein können. Im einzelnen kann eine Widerstandsheizeinrichtung als ein im wesentlichen bogenförmig ausgebildeter Teil mit jedoch größerer Krümmung als die größte Ausdehnung der Umlaufeinrichtung von ihrer Drehachse unterhalb der Umlaufvorrichtung zur Schwingungsveränderung im Ofenraum angebracht sein, um durch Strahlung und/oder Konvektion Wärme durch die Luft auf die zu erhitzende Substanz zu übertragen, ohne daß eine Überlagerung mit dem ursprünglichen Strahlungsfeld der UmlaufvorrichtungAccording to the invention, in addition to the original radiation field generated directly by the radiators, this arises in front of it Reflection on the furnace walls, an area of the room in which additional heating elements, e.g. Resistance heater or burner, arranged could be. In detail, however, a resistance heating device can be provided as an essentially arcuate part greater curvature than the greatest extent of the circulating device from its axis of rotation below the circulating device be attached to the vibration change in the furnace chamber in order to transfer heat through the air through radiation and / or convection to the to be heated substance to be transferred without an overlay with the original radiation field of the circulation device
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.für die Schwingungsänderung erfolgt.. for the change in vibration takes place.
Dabei ist es zweckmäßig, die Luft des Ofeninnenraumes durch ein Gebläse oder die Ventilatorwirkung der Umlaufvorrichtung umzuwälzen, um so den Wärmeaustausch über die Luft zu unterstützen und/oder um so die Ofenwände von Niederschlagen kondensierter Gase, die von der erhitzenden Substanz freigesetzt werden, freizuhalten.It is advisable to circulate the air in the furnace interior using a blower or the fan action of the circulation device, in order to support the heat exchange via the air and / or to prevent the furnace walls from precipitating condensed gases, that are released by the heating substance.
Schließlich sieht die Erfindung bei öfen mit einer zur Einspeise- und Drehachse der Umlaufvorrichtung im Abstand angeordneten, senkrechten, reflektierenden Wand vor, daß die Strahler derselben Energieverteilungseinrichtung im gleichen Abstand von der reflektierenden Fläche angeordnet sind und daß die wirksame elektrische Entfernung der einzelnen Strahler vom gemeinsamen Einspeisepunkt unterschiedlich ist, so daß die Summe der von der reflektierenden Fläche reflektierten Energie im Einspeisepunkt annähernd zu Null wird. Auf diese Weise wird zugleich eine Rückkopplung mit der speisenden Energiequelle vermieden.Finally, the invention provides for furnaces with a feed and axis of rotation of the orbital device at a spaced, perpendicular, reflective wall in front of the radiators thereof Energy distribution device are arranged at the same distance from the reflective surface and that the effective electrical distance of the individual radiators from the common feed point is different, so that the sum of the the reflecting surface of the reflected energy at the feed point becomes almost zero. In this way becomes at the same time a feedback with the feeding energy source avoided.
Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:Further details of the invention are given below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained. Show in detail:
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt eines Mikrowellenofens gemäß der Erfindung entlang der Linie 1-1 von Fig. 2,Fig. 1 is a vertical cross-section of a microwave oven according to the invention along the line 1-1 of Fig. 2;
Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt des Ofens gemäß Fig. 1 entlang der Linie 2-2,FIG. 2 shows a horizontal cross section of the furnace according to FIG. 1 along the line 2-2,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der umlaufenden Vorrichtung für die Schwingungsänderung gemäß Fig. 1,3 shows an enlarged view of the revolving device for the change in vibration according to FIG. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der umlaufenden Vorrichtung für die Schwingungsänderung nach Fig. 2 und4 shows an enlarged illustration of the rotating device for the change in vibration according to FIGS. 2 and
Fig. 5 eine weitere Ausbildungsform der Erfindung.Fig. 5 shows a further embodiment of the invention.
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Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Mikrowellenofen 10 mit einem Kochraum 12, der aus Metall besteht und eine Tür 14 aufweist, die eine Zugangsöffnung des Kochraums abdeckt.1 and 2 show a microwave oven 10 with a cooking space 12 which is made of metal and has a door 14, which covers an access opening of the cooking space.
Im Ofen 10 ist eine Energieverteilungseinrichtung 16 für die Mikrowellenenergie vorgesehen, die aus einer Drehplattenanordnung 18 mit Schlitzen 20 besteht, durch die Mikrowellenenergie in das Innere des Ofenraumes ausgestrahlt wird. Der Einspeisungshohlraum für die Mikrowellen wird durch eine Platte 22 gebildet, die unterhalb der Platte 18 angeordnet ist und mit dieser über Außenwandglieder 24 verbunden ist. Die Versorgung des Einspeisungshohlraums mit Mikrowellenenergie erfolgt über eine koaxiale Leitung 26, deren Außenleiter 28 durch den Ofen gebildet ist und deren Innenleiter 30 sich bis zu einem Motor 32 außerhalb des Ofens erstreckt, der die Energieverteilungseinrichtung 16 um eine zu der koaxialen Speiseleitung 26 konzentrisch liegenden Achse dreht.In the oven 10 an energy distribution device 16 is provided for the microwave energy, which consists of a rotating plate arrangement 18 is made with slots 20 through which microwave energy is radiated into the interior of the furnace chamber. The feed cavity for the microwaves is formed by a plate 22 which is arranged below the plate 18 and with this over Outer wall members 24 is connected. The feed cavity is supplied with microwave energy via a coaxial Line 26, the outer conductor 28 of which is formed by the furnace and the inner conductor 30 of which extends to a motor 32 outside of the furnace which the energy distribution device 16 rotates about an axis concentric to the coaxial feed line 26.
Der Außenleiter 28 der koaxialen Leitung 26 ist mit einem Wellenoder Hohlleiter 34 verbunden und der Innenleiter 30 ist durch den Hohlleiter 34 hindurchgeführt, so daß die Mikrowellenenergie vom Hohlleiter 34 über die Energieverteilungseinrichtung 16 in den Innenraum 12 gelangt. Der Hohlleiter 34 wird von einem Magnetron 36 in an sich bekannter Weise mit Mikrowellenenergie gespeist.The outer conductor 28 of the coaxial line 26 is with a wave or Waveguide 34 connected and the inner conductor 30 is through the waveguide 34 passed, so that the microwave energy from the waveguide 34 via the energy distribution device 16 enters the interior 12. The waveguide 34 is powered by a magnetron 36 in a manner known per se with microwave energy fed.
Wie die Detailzeichnung gemäß Fig. 3 und Fig. 4 erkennen läßt, bewirken an der koaxialen Speiseleitung 30 angeordnete Anpassungseinrichtungen 38 und 40 eine Widerstandsanpassung an den Übergangsstellen zwischen dem Hohlleiter 34 und der koaxialen Leitung 26 sowie zwischen dieser und der Energieverteilungseinrichtung. Die Anordnung 38 wirktdabei zusammen mit dem Innenleiter 30 zugleich als Drossel zur Verhinderung des Austretens von Mikrowellenenergie zum Motor 32 hin.As the detailed drawing according to Fig. 3 and Fig. 4 shows, Adjusting devices 38 and 40 arranged on the coaxial feed line 30 effect a resistance adjustment at the transition points between the waveguide 34 and the coaxial line 26 and between this and the energy distribution device. The arrangement 38 acts together with the inner conductor 30 at the same time as a throttle to prevent leakage of microwave energy to motor 32.
Die öffnungen 20 bilden Strahlungsantennen oder Strahlungs-The openings 20 form radiation antennas or radiation
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schlitze, die mit unterschiedlichen Abständen zur Drehachse der Energieverteilungseinrichtung 16 angeordnet sind, z.B. als drei öffnungen mit einem Winkelabstand von jeweils 120° zueinander und in unterschiedlichen Entfernungen zu der Drehachse.slots which are arranged at different distances from the axis of rotation of the energy distribution device 16, e.g. as three openings with an angular distance of 120 ° to each other and at different distances from the axis of rotation.
Obgleich die Abstände der öffnungen 20 andere sein können als die gezeigten, so sollen sich diese Abstände doch zweckmäßig in einem Maße unterscheiden, das sicherstellt, daß die von den gegenüberliegenden Ofenwänden reflektierte Energie bedingt durch die unterschiedliche Phasenverschiebung durch Überlagerung am Innenleiter 30 im Innern des drehbaren Teils der Energieverteilungseinrichtung zu Null wird. Weiterhin sollten die Öffnungen 20 zweckmäßig im rechten Winkel zu den Radien der Drehachse angeordnet und als Längsschlitze senkrecht zu den Radien ausgebildet sein, wobei die Länge der Schlitze in der Größenordnung der Wellenlänge der abgestrahlten Energie liegt und die Breite kleiner als ein Viertel der Wellenlänge ist, so daß die Ausstrahlung der Schlitze in Form von transversalen elektromagnetischen Wellen erfolgt, bei denen die elektrischen Feldlinien parallel zu den Radien durch die Drehachse der Energieverteilungseinrichtung liegen.Although the distances between the openings 20 can be other than those shown, so these distances should differ appropriately to an extent that ensures that those of the opposite Oven walls reflected energy due to the different phase shifts due to superposition on the inner conductor 30 inside the rotatable part of the energy distribution device becomes zero. Furthermore, the openings 20 expediently arranged at right angles to the radii of the axis of rotation and designed as longitudinal slots perpendicular to the radii The length of the slots is of the order of magnitude of the wavelength of the radiated energy and the width is smaller than a quarter of the wavelength, so that the radiation of the slots in the form of transverse electromagnetic waves takes place in which the electric field lines parallel to the radii through the axis of rotation of the energy distribution device lie.
Die von jeder Öffnung ausgestrahlte Leistung ist abhängig von der Öffnungsweite und jede gewünschte Feldverteilung kann durch entsprechende Wahl der Öffnungsweiten erreicht werden.Doch strahlt die am weitesten von der Drehachse angeordnete Öffnung vorzugsweise die meiste Leistung ab'. Auch ist der Abstand von der Drehachse zur Mitte des am weitesten innen liegenden Schlitzes am Ende desselben vorzugsweise annähernd so groß wie der Abstand des der Drehachse am nächsten liegenden Teils des nächsten Schlitzes von der Drehachse und in gleicher Weise ist der Abstand zu den Enden des mittleren Schlitzes geringer als der Abstand des der Drehachse am nächsten liegenden Teiles des am weitesten entfernt liegenden Schlitzes von der Drehachse. Bei der Drehung der Energieverteilungseinrichtung 16 überstreichen die Öffnungsbereiche der Schlitze somit ringförmige Abschnitte, die sich The power emitted by each opening depends on the opening width and any desired field distribution can be achieved through Appropriate selection of the opening widths can be achieved the aperture furthest from the axis of rotation preferably derives the most power '. Also is the distance from the axis of rotation to the center of the innermost slot at the end of the same preferably approximately as large as the distance of the part of the next slot lying closest to the axis of rotation from the axis of rotation and in the same way is the distance to the ends of the central slot less than the distance of the part of the furthest lying closest to the axis of rotation remote slot from the axis of rotation. When the energy distribution device 16 is rotated, the opening areas of the slots thus sweep over annular sections that overlap
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gegebenenfalls überlappen.overlap if necessary.
Ein Drahtrost 46 mit öffnungsweiten, die größer als die Wellenlänge der Strahlung sind, ist oberhalb der Energieverteilungseinrichtung 16 angeordnet. Die Lage dieses Rostes 46 ist durch Hineinschieben und Herausziehen zwischen Vorsprüngen 48 an den Seitenwänden des Ofeninnenraumes 12 veränderbar.A wire grid 46 with opening widths that are greater than the wavelength the radiation is arranged above the energy distribution device 16. The position of this grate 46 is through Pushing in and pulling out between projections 48 on the side walls of the furnace interior 12 can be changed.
Auf den Tragrost 46 ist eine dielektrische Platte 50 angeordnet, z.B. aus feuerfester Keramik,mit einer Dielektrizitätskonstanten bei der vorgegebenen Mikrowellenfrequenz, die größer ist als 1, z.B. in der Größenordnung von 10, abhängig von der jeweils gewä hlten Keramik. Bedingt durch die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten kann das durch Strahlung der Schlitze 20 erzeugte Feld leicht in die davon getragene Nahrungsmittelsubstanz 52 eindringen. Die gezeigte Nahrungsmittelsubstanz 52 ist in einer Schale 54 gelagert und kann z.B. ein Braten oder ein andres Nahrungsmittel sein, das erhitzt oder gekocht werden soll.A dielectric plate 50, for example made of refractory ceramic, having a dielectric constant is arranged on the support grid 46 at the given microwave frequency, which is greater than 1, e.g. in the order of 10, depending on the selected ceramic. Due to the different dielectric constants, this can be caused by radiation from the slots 20 easily penetrate into the food substance 52 carried thereby. The food substance 52 shown is stored in a tray 54 and can be, for example, a roast or other food that is heated or cooked target.
Außerhalb der drehbaren Energieverteilungseinrichtung 16 sind um diese herum Widerstandsheizelemente 56 und 58 angeordnet, die vorher oder hinterher oder aber noch während der Mikrowellenbestrahlung der Nahrungsmittelsubstanz 52 benutzt werden können. Diese Elemente 56 und 58 liefern z.B. bei den üblichen Herdtypen eine Heizleistung von 1 kW Je Element und heizen den Ofen und die Substanz sowohl durch Strahlung als auch durch Konvektion.Outside the rotatable energy distribution device 16, resistance heating elements 56 and 58 are arranged around it, which are used before or after or during the microwave irradiation of the food substance 52 can. These elements 56 and 58, for example, provide a heating output of 1 kW per element and heat in the case of the usual stove types the furnace and the substance by both radiation and convection.
Der Motor 32 und die Speiseeinrichtung 34 sind außerhalb des Ofenraumes 12 angeordnet, dessen Außenseite vorzugsweise isoliert ist, z.B. durch Wärmeschutzmasse 60, die durch eine äußere Ofenwand 62 gehalten wird. Daher werden die Hohlleiteranordnung 34 und die koaxiale Speiseleitung nicht überhitzt, wenn die Widerstandsheizelemente eingeschaltet sind. Zusätzlich wirdThe motor 32 and the feed device 34 are arranged outside the furnace chamber 12, the outside of which is preferably insulated e.g. Therefore, the waveguide assembly 34 and the coaxial feed line does not overheat when the resistive heating elements are on. Additionally will
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Kühlluft durch ein Gebläse 64 zugeführt, das durch einen elektrischen Motor 66 angetrieben wird und das sowohl die Anode des Magnetrons 36 durch Einblasen von Luft an den Stegen des Magnetrons vorbei als auch die Hohlleiteranordnung 34 durch Einblasen von Luft über öffnungen 68 kühlt. Ein Teil der Luft durchströmt die koaxiale Speiseleitung 26 und tritt durch die Schlitze 20 in den Ofenraum ein, so daß die Wärmeströmung im Ofen gefördert wird und Kochdünste durch öffnungen 70 des Ofenraumes 12 leichter entweichen können. Diese Kochdünste können in einer Kammer 72 in an sich bekannter Weise behandelt werden, so daß sie als Abluft von dort direkt in die Küche weitergeleitet werden können.Cooling air through a G e blower 64 is supplied, which is driven by an electric motor 66 and by also cools the both the anode of the magnetron 36 by blowing air on the webs of the magnetron as the waveguide assembly 34 by blowing air through openings 68th Part of the air flows through the coaxial feed line 26 and enters the furnace chamber through the slots 20, so that the heat flow in the furnace is promoted and cooking vapors can more easily escape through openings 70 in the furnace chamber 12. These cooking vapors can be treated in a manner known per se in a chamber 72 so that they can be passed on as exhaust air from there directly into the kitchen.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, bei der zwei drehbare Energieverteilungseinrichtungen zur Schwingungsänderung im Ofenraum 80 eines Mikrowellenofens vorgesehen sind. Dabei ist eine der Energieverteilungseinrichtung 82 im unteren Teil des Ofenraumes 80 angeordnet, die durch den Boden über eine koaxiale Leitung 84 gespeist und durch den Innenleiter 86 gedreht wird, wobei der Antrieb durch einen Motor 88 über einen Treibriemen erfolgt. In gleicher Weise wird eine obere Energieverteilungseinrichtung 92 über die koaxiale Leitung 94 mit Mikrowellenenergie gespeist und durch den Innenleiter 96 der koaxialen Leitung 94 gedreht, der durch einen Motor 98 Über einen Treibriemen 100 angetrieben wird.Fig. 5 shows a modification of the invention in which two rotatable energy distribution devices for changing vibrations in the furnace space 80 of a microwave oven are provided. One of the energy distribution devices 82 is in the lower part of the furnace chamber 80, which is fed through the ground via a coaxial line 84 and rotated by the inner conductor 86, being driven by a motor 88 via a drive belt. In the same way, an upper energy distribution device 92 fed via the coaxial line 94 with microwave energy and through the inner conductor 96 of the coaxial Line 94 rotated by a motor 98 via a drive belt 100 is driven.
Beide Energieverteilungseinrichtungen G2 und 92 entsprechen im Aufbau der Einrichtung 16. Sie drehen sich um eine gemeinsame Achse in entgegengesetzter Richtung, so daß die von den Öffnungen 20 an den Stirnflächen 18 der Energieverteilungseinrichtungen ausgestrahlten Felder sich einander kreuzen, wenn die Energieverteilungseinrichtungen sich drehen, und dadurch die Felder zusätzlich verändern. Die Öffnungsgrößen und der Aufbau der Energieverteilungseinrichtungen können z.B. in gleicher Weise ausgebildet sein wie bei der in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 oder ' Fig. 4 gezeigten Einrichtung. Jedoch können andere Abmessungen und Formen verwendet werden.Both energy distribution devices G2 and 92 correspond in structure to device 16. They rotate around a common one Axis in the opposite direction, so that the openings 20 on the end faces 18 of the energy distribution devices radiated fields cross each other when the energy distribution equipment rotate, thereby changing the fields additionally. The opening sizes and the structure of the Energy distribution devices can, for example, in the same way be designed as in the device shown in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 or 'Fig. 4. However, other dimensions and shapes can be used.
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Die zu erhitzenden Substanzen 102 werden vorzugsweise auf einer Etagere gelagert, die für die ausgestrahlte Energie der Energieverteilungseinrichtung 82 durchlässig ist, so daß die Substanzen 102 von bei. strahlenden Energieverteilungseinrichtungen 82 und 92 im wesentlichen gleich weit entfernt sind. Diese Substanzen 102 können in den Ofenraum 80 durch eine Tür 106 eingebracht und auch entnommen werden. Diese Tür ist am Umfang mit einer Dichtung 108 versehen, die an den benachbarten Ofenwänden anliegt und das Entweichen von Mikrowellen verhindert.The substances 102 to be heated are preferably stored on a tier that is used for the radiated energy of the energy distribution device 82 is permeable, so that the substances 102 of at. radiant energy distribution devices 82 and 92 are substantially equidistant. These substances 102 can be introduced into the furnace space 80 through a door 106 and can also be removed. This door is provided on the periphery with a seal 108, which is on the adjacent furnace walls and prevents the escape of microwaves.
Die in den Ofenraum ausgestrahlte Mikrowellenenergie kann in einem Frequenzbereich liegen, die einer ,freien RaumladungswellenlängeThe microwave energy radiated into the furnace chamber can be used in a Frequency range are that of a, free space charge wavelength
die
von 1 bis 100 cm entspricht. Für/gezeigte Substanzmenge ist eine Frequenz von 915 MHz am besten geeignet, während bei Kleineren
Substanzmengen 52 höhere Frequenzen, z.B. 2450 MHz, besser geeignet sind. Die Mikrowellenenergie wird der oberen und der
unteren koaxialen Leitung 94 bzw. 84 über Hohlleiterabschnitte 110 bzw. 112 zugeführt, die von einer gemeinsamen Mikrowellenquelle
114, z.B. ein Magnetron, über einen Hohlleiter 116 und
ein T-Stück 118 gespeist werden.the
from 1 to 100 cm. A frequency of 915 MHz is best suited for the amount of substance shown, while higher frequencies, eg 2450 MHz, are more suitable for smaller amounts of substance 52. The microwave energy is supplied to the upper and lower coaxial lines 94 and 84 via waveguide sections 110 and 112, which are fed from a common microwave source 114, for example a magnetron, via a waveguide 116 and a T-piece 118.
Bei einem derartigen Aufbau durchdringt ein Teil der ausgestrahlten Mikrowellenenergie,z.B. die von der oberen Energieverteilungseinrichtung ausgestrahlte Energie, die Nahrungsmittelsubstanz ohne Verlust und trifft dadurch auf die untere Energieverteilungseinrichtung 82, wobei ein Teil über die koaxiale Leitung zum Hohlleiter 110 zurückgeführt wird. Da jedoch von der so das T-Stück 118 erreichenden Energie nur ein Bruchteil zum Magnetron 114 gelangt und der Rest über den Hohlleiter 110 zur Energieverteilungseinrichtung 92 zurückgeführt wird, ist die Entkopplung des Magnetrons 114 von der zurückgeführten Energie aus dem Ofenraum größer als bei Verwendung nur einer der beiden Energieverteilungseinrichtungen 88 und 92.With such a structure, part of the broadcast penetrates Microwave energy, e.g. that of the upper power distribution device radiated energy, the food substance without loss and thus hits the lower energy distribution device 82, a portion being returned to the waveguide 110 via the coaxial line. However, because of the so only a fraction of the energy reaching the T-piece 118 reaches the magnetron 114 and the remainder via the waveguide 110 is returned to the energy distribution device 92, the decoupling of the magnetron 114 from the returned Energy from the furnace chamber is greater than when only one of the two energy distribution devices 88 and 92 is used.
Der Ausgang des Magnetron 114 kann daher enger mit dem Hohlleiter 116 gekoppelt und damit den Arbeitsbedingungen mit dem The output of the magnetron 114 can therefore be more closely coupled to the waveguide 116 and thus the working conditions with the
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größten Wirkungsgrad besser angenähert werden, ohne daß damit Auswirkungen auf die Energieaufnahme verbunden sind, die in verschiedenen Punkten des Erhitzungszyklusses der Substanz 102 oder verschiedener Substanzen auftreten und Anlaß zu überreichlichen Energierückführungen zum Magnetron sein kann, so daß dieses durch Überhitzung zerstört wird.maximum efficiency can be better approximated without this being associated with effects on the energy consumption, which in occur at various points in the heating cycle of the substance 102 or various substances and give rise to excessive abundance Energy returns to the magnetron can be, so that this is destroyed by overheating.
Anstelle des gezeigten Magnetrons 114 mit Luftkühlung durch ein Gebläse 120 kann auch ein wassergekühltes Magnetron verwendet werden. In jedem Falle wird ein Teil der vom Gebläse 120 gelieferten Luft durch öffnungen 122 vorzugsweise in den Hohlleiter 116 gegeben und über die Hohlleiter 110 und 112 sowie die koaxialen Leitungen 84 und 94 in den Ofenraum 80 geleitet, um beim Erhitzen entstehende Gase zu verdrängen, die über eine Auslaßkammer 124 abgeleitet werden.Instead of the shown magnetron 114 with air cooling a fan 120, a water cooled magnetron can also be used. In either case, some of the energy generated by the fan 120 Delivered air through openings 122, preferably in the waveguide 116 given and via the waveguides 110 and 112 as well the coaxial lines 84 and 94 passed into the furnace space 80 in order to displace the gases formed during heating, which via a Outlet chamber 124 are derived.
Ausgehend von den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind eine Reihe von Abwandlungen für den Fachmann offenkundig, ohne daß der offenbarte Erfindungsgedanke verlassen wird. Zum Beispiel können die umlaufenden Strahler der Energieverteilungseinrichtung auch auf Bahnen bewegt werden, die nicht kreisförmig sind. Auch braucht die Speisung der Energieverteilungseinrichtungen nicht über koaxiale Leitungen erfolgen. Stattdessen sind auch Hohlleiter geeignet. Weiterhin kann die erläuterte Energieverteilungseinrichtung auch in Anlagen verwendet werden, in denen die zu erhitzenden Substanzen auf einem Förderband an den umlaufenden Strahlern vorbeigeführt werden. Die Erfindung ist also nicht auf die gezeigten und erläuterten Einzelheiten beschränkt, sondern durch den Inhalt und den Umfang der nachfolgenden Patentansprüche.On the basis of the exemplary embodiments of the invention explained above, a number of modifications are available to those skilled in the art obviously without departing from the inventive idea disclosed. For example, the rotating radiators of the energy distribution device can also be moved on paths that are not circular. The power distribution equipment also needs to be fed do not take place via coaxial lines. Instead, waveguides are also suitable. Furthermore, the explained Energy distribution device can also be used in systems in which the substances to be heated are on a conveyor belt can be led past the circulating spotlights. The invention is therefore not limited to the details shown and explained limited, but by the content and scope of the following claims.
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