DE3310703A1

DE3310703A1 - Mikrowellenkochgeraet

Info

Publication number: DE3310703A1
Application number: DE3310703A
Authority: DE
Inventors: Raymond Lindell Louisville Ky. Dills; Louis Howard Louisville Ky. Fitzmayer; Royce Wayne Jeffersonville Ind. Hunt
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1983-10-13
Also published as: GB8304392D0; ZA83996B; JPS58184294A; FR2524616B1; IT1163172B; IT8320322A0; FR2524616A1; GB2118409A; JPH0467317B2; GB2118409B; CA1197565A; US4458126A

Description

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9076-09-RG-15020 GENERAL ELECTRIC COMPANY

Mikrowellenkochgerät

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellenherd und betrifft insbesondere eine Verbesserung desselben, durch die eine ungleichmäßige Energieverteilung in dem Herdraum so modifiziert wird, daß sich eine bessere Kochleistung ergibt.

In dem Herdraum eines herkömmlichen Mikrowellenherdes ist die räumliche Verteilung der Mikrowellenenergie gewöhnlich ungleichmäßig. Infolgedessen werden heiße Bereiche und kalte Bereiche an verschiedenen Stellen erzeugt. Viele Arten von Speisen werden deshalb unzufriedenstellend gekocht, weil einige Teile der Speise vollständig gekocht werden können, während andere bloß erwärmt werden. Das Problem wird noch größer bei Speisen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und niedriger Dielektrizitätskonstante, die nicht ohne weiteres Mikrowellenenergie absorbieren oder Wärme aus den Bereichen, die durch die Mikrowellenenerige er-

hitzt werden, zu den jenigen Bereichen leiten, die nicht erhitzt werden. Speisen, wie beispielsweise Kuchen, fallen in diese Klasse. Andere Speisen jedoch, die häufig in Mikrowellenherden gekocht werden, wie beispielsweise Fleisch, ergeben auch nicht zufriedenstellende Kochergebnisse, wenn die Verteilung der Mikrowellenenergie innerhalb des Herdraums nicht gleichmäßig ist.

Eine Erklärung für das ungleichmäßige Kochprofil ist, daß innerhalb des Herdraums Muster von stehenden elektromagnetischen Wellen, sogenannte "Moden", aufgebaut werden. Wenn ein Muster von stehenden Wellen aufgebaut wird, verändern sich die Intensitäten der elektrischen und magnetischen Felder stark mit der Position. Die genaue Konfiguration der Muster von stehenden Wellen oder Moden ist zumindest von der Frequenz der Mikrowellenenergie abhängig, die benutzt wird, um den Herdraum anzuregen, und von den Abmessungen, des Herdraums selbst. Aufgrund der relativ großen Anzahl von theoretisch möglichen Moden ist es schwierig, mit Gewißheit vorherzusagen, welche Moden vorherrschen werden. Die Situation wird weiter durch die unterschiedlichen Belastungseffekte von unterschiedlichen Arten und Mengen von Speisen und Speisenbehältern, die in den Herdraum eingebracht werden können, kompliziert.

Eine Anzahl verschiedener Lösungen zum Verändern der Muster vcn stehenden Wellen in dem Herdraum ist bereits vorgeschlagen worden, um das Problem der ungleichmäßigen Mikrowellenenergie zu mildern. Eine übliche Lösung beinhaltet die Verwendung eines sogenannten "Modenrührers", der typisch einem Lüfterrad mit Metallflügeln ähnelt. Normalerweise ist der Modenrührer in der Nähe des Hohlleiter-Herdräum-Verbindungsstücks angeordnet, wo die Mikrowelienenergie aus dem Hohlleiter in den Herdraum eingekoppelt wird. Der Rührer kann sich in dem Herdraum selbst, in dem Hohlleiter nahe einer

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Auslaßöffnung oder in einer in einer der Wände des Herdraums gebildeten Aussparung, die die Auslaßöffnung des Hohlleiters mit dem Herdraum koppelt, angeordnet sein. Mit dem Modenrührer wird versucht, Reflexionen durch Hervorrufen einer mit der Zeit veränderlichen Streuung der Mikrowellenenergie bei deren Eintritt in den Herdraum willkürlich zu verteilen. Mit dem Modenrührer wird zwar eine gewisse Verbesserung des Problems der ungleichmäßigen Energieverteilung erreicht, diese Methoden haben sich jedoch insgesamt als nicht zufriedenstellend erwiesen. Beispielsweise ist es immer noch möglich, daß auf einer Seite des Herdraums ein Gebiet vorhanden ist, in welchem die Feldstärke beträchtlich höher ist als auf der entgegengesetzten Seite des Herdraums. Zu einer ungleichmäßigen Verteilung kann es auch in der Richtung von vorn nach hinten kommen.

Die US-PS 4 133 997 zeigt ein Doppelversorgungssystem, in welchem Energie dem Herdraum von den Hohlleiterausgangsöffnungen an entgegengesetzten Seitenwänden zugeführt wird. Ein Modenrührer ist in der Nähe jeder Ausgangsöffnung angeordnet. Diese Lösung scheint noch eine weitere Modifizierung von Einzelversorgungsrühreranordnungen zu sein, sie ist jedoch für das Kochen von Speisen nicht völlig zufriedenstellend.

Eine weitere Möglichkeit zum Erzielen eines gleichmäßigeren Kochens in dem Herdraum besteht darin, einen Drehtisch zu benutzen, der die Speise trägt. Die Theorie ist, daß, wenn die Speise durch heiße und kalte Bereiche in dem Herd gedreht wird, das zeitlich gemittelte Erhitzen der Speise zu einem relativ gleichmäßigen Kochen führen wird. Das ist zwar in gewisser Weise zutreffend, die Ergebnisse hängen jedoch von dem besonderen Modenmuster ab, das in dem bestimmten Herd erzeugt wird, und von der Art der zu kochenden Speise. Beispielsweise wird eine vertikal polarisierte, überwiegend als TE-Mode ausgebildete Hohlleitermode kein

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zufriedenstellendes Ergebnis erbringen, wenn horizontal angeordnete Speckstreifen gekocht werden sollen, trotz der Verwendung des Drehtisches. Außerdem wird ein Modenmuster, das einen niedrigen Energiewert in der Mitte des Herdes erzeugt, bewirken, daß der axiale Teil der sich drehenden Speise weniger gut gekocht Wird als die äußeren Bereiche der Speise, die durch die äußeren Bereiche höherer Energie in dem Herdraum hindurchgehen, wenn sich die Speise dreht.

Noch eine weitere Möglichkeit beinhaltet die Verwendung einer Drehantenne in dem Herdraum, mit der versucht wird, ein gleichmäßigeres Erhitzungsprofil in dem Herdraum zu erzielen. Der Stand der Technik, der sich auf die Verwendung von Drehantennen bezieht, findet sich beispielsweise in den ÜS-PS 4 028 521, 4 284 868 und 4 316 069. Obgleich Drehantennen an sich die Gleichmäßigkeit der Energiever- ' teilung in dem Herdraum verbessern, verbleiben bei der Verwendung typischer Antennenkonfigurationen kalte Bereiche. Bei zentral angeordneten Antennen treten solche kalten Bereiche in der Nähe des Drehungsmittelpunktes der Antenne auf. Darüber hinaus wird der Teil der Speise, der der Antenne zugewandt ist, mehr gekocht als die entgegengesetzte Seite der Speise, weshalb einige Speisen zum richtigen Kochen gedreht werden müssen. Die Verwendung-von Drehstrahlantennen ergibt somit zwar eine Verbesserung gegenüber der älteren Modenrühreranordnung, die Speisenkochleistung ist jedoch nicht völlig zufriedenstellend.

Die Verwendung von Schlitzversorgungsanordnungen in Mikrowellenherden ist ebenfalls bekannt. Beispiele finden sich in den US-PS 4 019 009, 2 704 802 und 3 810 248. Schlitzversorgungsanordnungen des aus der US-PS 4 019 009 bekannten Typs nutzen Oberflächenwellenerscheinungen für die Nahfelderhitzung aus. Bei solchen Anordnungen wird hauptsächlich der

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Teil der Speise erhitzt, der den Schlitzen am nächsten ist, weshalb sich gute Ergebnisse nur für relativ dünne, ebene Speisen ergeben. Bei anderen Arten von Speisen werden jedoch die Oberflächenwellen durch Energie ergänzt, die von oben oder von der Seite her in den Herdraum gestrahlt wird. Schlitzversorgungsanordnungen, wie sie aus den US-PS 2 704 802 und 3 810 248 bekannt sind, erzeugen stehende Wellen mit daraus resultierenden kalten Bereichen in den Knotenpunkten der stehenden Welle.

Ein Beispiel eines Doppelversorgungssystem, bei dem Schlitze als Strahler benutzt werden, findet sich in der US-PS 3 210 511. Die aus dieser Patentschrift bekannte Anordnung weist einzelne, diametral entgegengesetzte Schlitze an der oberen und der unteren Wand des Herdraums auf, die rechtwinkelig zueinander angeordnet sind. Die Strahlung aus den Schlitzen ist um 90° phasenverschoben, damit in dem Herdraum eine zirkularpolarisierte Strahlung erzeugt wird. Eine weitere Patentanmeldung der Anmelderin, für die die Priorität der US-Patentanmeldung, Serial Number 204 126, vom 5. November 1980 in Anspruch genommen worden ist, betrifft noch ein weiteres Beispiel eines Doppelversorgungssystems, bei dem Schlitzstrahler für Mikrowellenherde benutzt werden. In diesem Fall werden bei den Mikrowellenherden Felder von Schlitzen an der oberen und and der unteren Herdraumwand mit einem Einsatz unmittelbar oberhalb der unteren Schlitze benutzt, um sich auf dem Einsatz befindliche Speisen durch Ausnutzung von Nahfelderhitzungseffekten zu erhitzen. Die oberen Schlitze strahlen Mikrowellenenergie ab, mit der der obere Teil der Speise bestrahlt wird.

Mit den verschiedenen Lösungsmöglichkeiten für das Problem der ungleichmäßigen Energieverteilung in Mikrowellen-

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herdräumen, die vorstehend zusammengefaßt sind, sind zwar unterschiedlich gute Erfolge bei der Verbesserung der Kochleistung erzielt worden, keine von ihnen hat sich jedoch hinsichtlich der Kochleistung und der Einfachheit im Gebrauch als völlig zufriedenstellend erwiesen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Mikrowellenherd zu schaffen, der ein Anregungssystem hat, das eine verbesserte Gleichmäßigkeit der zeitlich gemittelten Energieverteilung in dem Herdraum und damit ein wirksameres Kochen selbst derjenigen Speisen ergibt, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben und bislang schwierig zufriedenstellend gekocht werden konnten.

Weiter soll durch die Erfindung ein Mikrowellenherd des vorgenannten Typs geschaffen werden, bei dem die Notwendigkeit, die Speise in dem Herdraum während des Kochprozesses zu bewegen, gänzlich oder fast gänzlich beseitigt ist.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe werden bei der Erfindung die Vorteile sowohl einer Drehantenne als auch einer Schlitzversorgungsanordnung in einem einzelnen Mikrowellenherdraum ausgenutzt, die so in Wechselwirkung' treten, daß die Wirksamkeit und die Gleichmäßigkeit des Erhitzens innerhalb des Herdraums für verschiedene Arten und Formen von Speisen, die darin normalerweise gekocht oder erhitzt werden, verbessert wird.

Zu diesem Zweck wird ein Mikrowellenherdraüm der Resonatorbauart geschaffen, der eine insgesamt dreidimensionale Hülle hat, die aus leitenden Wänden besteht. Das Mikrowellananregungssystem für den Herdraum enthält ein Doppelversorgungssystem, das eine dynamische Mikrowellenenergieabstrahleinrichtung, die an einer Herdraumwand, vorzugsweise an der oberen Wand, befestigt ist, und eine statische Mikrowellen-

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abstrahleinrichtung aufweist, die an einer anderen Wand, vorzugsweise an der unteren Wand, befestigt ist. Eine Hohlleitervorrichtung koppelt Energie aus einer gemeinsamen Mikrowellenenergiequelle in die dynamische und in die statische Abstrahleinrichtung ein, wobei der Anteil der Gesamtenergie, der jeder Abstrahleinrichtung zugeführt wird, durch die Impedanzbelastung bestimmt wird, die diese jeweils darstellen. Die Impedanz der dynamischen Abstrahleinrichtung verändert sich mit der Zeit und mit der Impedanz der Speise, die in dem Herdraum erhitzt wird. Darüber hinaus ist die Impedanz, die die statische Abstrahleinrichtung darstellt, eine Funktion der Speise, die in dem Herdraum erhitzt wird. Die Impedanz der Speise verändert sich mit fortschreitendem Kochprozeß. Infolgedessen verändert sich die Aufteilung der Energie aus der Energiequelle auf die dynamische und die statische Abstrahleinrichtung während des Kochprozesses. Es wird angenommen, daß diese Veränderung ein bedeutsamer Faktor für die verbesserte Kochleistung ist, die bei dem Mikrowellenherd nach der Erfindung erzielt wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die dynamische Feldabstrahleinrichtung eine Drehantenne auf, die an der oberen Wand des Herdraums angebracht ist. Die statische Feldabstrahleinrichtung weist eine hohle Abstrahlkammer auf, die sich mittig längs der unteren Herdraumwand erstreckt und ein Feld von abstrahlenden Schlitzen hat, die längs der oberen Fläche der Abstrahlkammer gebildet sind; die Schlitze sind so angeordnet, daß sich ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm in dem Herdraum ergibt, welches das mittlere Strahlungsdiagramm der Antenne ergänzt, indem es diejenigen Teile des Antennendiagramms, die eine relativ niedrige Energiedichte aufweisen, ergänzt. In dieser Anordnung werden die Antenne und die Abstrahlkammer aus einer gemeinsamen Energiequelle versorgt. Die Impedanz der Antennenbelastung ist eine Funktion sowohl der Winkel-

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ausrichtung der Antenne in dem Herdraum als auch der Speise und ändert sich somit notwendigerweise, wenn sich die Antenne dreht. Der Anteil der Gesamtenergie, der der Abstrahlkammer zugeführt wird, schwankt, wenn die Antennenbelastungsimpedanz schwankt, was zur Folge hat, daß die Intensität der Energieabgabe aus den Abstrahlkammerschlitzen entsprechend schwankt. Außerdem ändert sich, wenn die Speise erhitzt wird, allmählich deren Dielektrizitätskonstante, was zur Folge hat, daß die Impedanz sowohl der Antenne als auch der Abstrahlkammer und infolgedessen der Anteil der Energie, der der Abstrahlkammer zugeführt wird, sich entsprechend ändert. Der Anteil der Gesamtenergie, der der Antenne und der Abstrahlkammer zugeführt wird, schwankt daher auf-' grund der Antennendrehung relativ schnell um einen Mitteloder Nennwert. Dieser Mittelwert ändert sich allmählich, wenn der Kochprozeß von statten geht, und zwar aufgrund von Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Speise. Die Wechselwirkung der dynamischen Drehantenne und der statischen Abstrahlkammer ergibt daher eine gleichmäßigere Energieverteilung in dem gesamten Herdraum, wenn der zeitliche Mittelwert über der Kochzeit gebildet wird. Das ergibt eine beträchtlich verbesserte Kochleistung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht

eines Mikrowellenherdes,

Fig. 2 eine Querschnittansicht des Mikro

wellenherdes nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 in Seitenansicht und teilweise im

Schnitt den Mikrowellenherd nach

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Fig. 1, wobei Teile entfernt worden sind, um Einzelheiten sichtbar zu machen,

Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie

4-4 in Fig. 2, wobei Teile entfernt worden sind, um die Einzelheiten der Schlitze in der geschlitzten Versorgungskammer sichtbar zu machen,

Fig. 5 eine vergrößerte Teildraufsicht auf

den Mikrowellenherd in Fig. 1 nach der Linie 5-5 in Fig. 2, die Einzelheiten des Antriebssystems zum Drehen der Antenne zeigt,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht eines

Teils des Mikrowellenherdes nach Fig. 1, die Einzelheiten des Aufbaus der Antennenhalterung zeigt,

die Fig. 7A und 7B Skizzen der Strahlungsdiagramme der

Antenne bzw. der Abstrahlkammer des Mikrowellenherdes nach Fig. 1 und der Kochebene des Herdes,

Fig. 8 ein Diagramm, in welchem die Ausgangs

leistung über der Zeit für die Antenne und die Abstrahlkammer des Mikrowellenherdes nach Fig. 1 aufgetragen ist, und

Fig. 9 eine Schar von Kurven, die die mitt

lere Ausgangsleistung der Antenne und

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der Abstrahlkammer .des Mikrowellenherdes nach Fig. 1 über der Zeit für verschiedene Speisen darstellen.

In den Fig. 1-4 ist ein Mikrowellenherd insgesamt mit bezeichnet. Das äußere Gehäuse hat sechs Gehäusewände, nämlich eine obere Wand 12, eine untere Wand 14, eine Rückwand 16, zwei Seitenwände 18 und 20 und eine Vorderwand, die teilweise durch eine durch Scharniere gehaltene Tür 22 und teilweise durch eine Steuertafel 23 gebildet wird. Der Raum innerhalb des äußeren Gehäuses ist insgesamt in einen Herdraum 24 und in eine Steuerkammer 26 unterteilt. Der Herdraum 24 hat eine obere Wand 28, eine untere Wand 30, Seitenwände 32 und 34, eine hintere Herdraumwand, bei der es sich um die Gehäusewand 16 handelt, und eine vordere Herdraumwand, die durch die Innenfläche 36 der Tür 22 gebildet wird. Der Herdraum 24 ist 406 mm (16") breit, 347 mm (13.67") hoch und 340 mm (13.38") tief. Eine Tragplatte 37 aus mikrowellendurchlässigem dielektrischem Material, wie beispielsweise das im Handel unter dem Warenzeichen Pvroceram oder Neoceram erhältliche, ist in dem Herdraum 24 im wesentlichen parallel zu der unteren Genausewand 14 angeordnet. Die Platte 37 ist auf einer Tragleiste 38 abgestützt, die den Herdraum 24 umgibt. Die Tragleiste 38 ist von vorn bis hinten an den Herdraumseitenwänden 32 und 34 und von einer Seite zur anderen an der unteren Wand 30 durch ausdehnbare Zungen 39 befestigt, die durch kleine Löcher hindurch vorstehen, welche in gegenseitigem Abstand längs der vorderen und hinteren Ränder der unteren Wand 30 und der Seitenwände 32 und 34 angeordnet sind.

In der Steuerkammer 26 ist ein Magnetron 4 0 befestigt, das Mikrowellenenergie mit einer Mittenfrequenz von ungefähr

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2450 MHz an seiner Ausgangssonde 42 erzeugt, wenn es an eine geeignete Energiequelle (nicht dargestellt) angeschlossen ist, wie beispielsweise die 120-V-Wechselstroinversorgung, die über Wandsteckdosen typisch im Haushalt verfügbar ist. In Verbindung mit dem Magnetron 40 liefert ein Gebläse (nicht dargestellt) Kühlluft, die über die Kühlrippen 44 des Magnetrons hinweggeleitet wird. Die nach vorn weisende öffnung der Steuerkammer 26 ist durch die Steuertafel 23 verschlossen. Selbstverständlich sind zahlreiche weitere Komponenten in einem vollständigem Mikrowellenherd erforderlich, der Übersichtlichkeit halber sind aber nur diejenigen Elemente, die für das Verständnis der Erfindung wesentlich sind, dargestellt und beschrieben. Die weiteren Elemente können alle herkömmlicher Art sein und sind als solche bekannt.

Das Anregungssystem für den Mikrowellenherd 10 nach der Erfindung ist ein Doppel Versorgungssystem, das eine dynamische Mikrowellenabstrahleinrichtung aufweist, die an einer Herdraumwand angebracht ist, vorzugsweise an der oberen Wand, und eine statische Mikrowellenabstrahleinrichtung, die an einer anderen Wand angebracht ist, vorzugsweise an der entgegengesetzten Wand. Die statische und die dynamische Abstrahleinrichtung werden durch Energie aus einer gemeinsamen Mikrowellenenergiequelle angeregt, die von der Quelle zu den Abstrahleinrichtungen durch eine Hohlleitervorrichtung gekoppelt wird, welche einen zentralen Abschnitt aufweist, der Energie aus der Quelle empfängt, einen ersten Abschnit der sich von dem zentralen Abschnitt zu der dynamischen Abstrahleinrichtung erstreckt, und einen zweiten Abschnitt, der sich von dem zentralen Abschnitt zu der statischen Abstrahleinrichtung erstreckt. Das Verbindungsstück zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt bildet eine Vorrichtung zum Impedanzausgleich zur Steuerung der Energieein-

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kopplung in den ersten und den zweiten Abschnitt.

Der Ausdruck "dynamische Abstrahleinrichtung", wie er hier benutzt wird, bedeutet eine Einrichtung, die ein oder mehrere abstrahlende Teile hat, welche sich relativ zu dem Herdraum oder dem elektrischem Äquivalent desselben körperlich bewegen. Ebenso bedeutet der Ausdruck "statische Abstrahleinrichtung" abstrahlende Teile, die bezüglich des Herdraums stationär sind.

Die Energie, die dem zentralen Hohlleiterabschnitt aus der Quelle zugeführt wird, wird auf den ersten und den zweiten Hohlleiterabschnitt in Abhängigkeit von der Impedanz aufgeteilt, die jeder an seinem Verbindungsstück mit dem zentralen Abschnitt darstellt. Die Sendeimpedanz, die die dynamische Abstrahleinrichtung an der Eintrittsöffnung des ersten Abschnitts gegenüber dem Magnetron darstellt, verändert sich mit der Zeit.. Die Anfangs impedanz, die die statische Einrichtung an der Eintrittsöffnung für den zweiten Abschnitt am Beginn des Kochvorganges darstellt, ist eine Funktion der Parameter der zu kochenden Speise, d.h. der Größe, der Form, der Dielektrizitätskonstante usw. Darüber hinaus verändern sich während des Kochens der Speise gewisse Parameter, wie beispielsweise die Dielektrizitätskonstante, wodurch die Impedanzen an beiden Eingangsöffnungen verändert werden, aber insbesondere an . der Eingangsöffnung des zweiten Abschnitts, und zwar von dem Magnetron her gesehen. Die Aufteilung der Energie auf den ersten und den zweiten Abschnitt ändert sich, wenn sich die an deren Eingangsöffnungen dargebotenen impedanzen ändern, und paßt sich so am Anfang der Speise an und ändert sich außerdem, wenn die Kenndaten der Speise sich während des Kochprozesses ändern.

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Es wird zwar angenommen, daß die verbesserte Kochleistung, die bei dem hier beschriebenen Mikrowellenherd erzielt wird, zum großen Teil dieser sich verändernden Energieaufteilung auf die dynamische und die statische Abstrahleinrichtung zuzuschreiben ist, in Anbetracht der Komplexität der Wechselwirkungen, die in dem Herdraum stattfinden, sind jedoch präzise Ursachen für die Energieverteilungsmuster in dem Herdraum schwierig anzugeben. Die hier beschriebene und beanspruchte Erfindung sollte nicht als auf eine präzise Betriebstheorie beschränkt angesehen werden, obgleich jede Anstregung unternommen worden ist, um die Betriebstheorie für den Fachmann zu ermitteln und zu erläutern.

In der hier beschriebenen Ausführungsform hat die dynamische Abstrahleinrichtung die Form einer Drehantenne, die insgesamt mit 50 bezeichnet und an der oberen Wand 28 des Herdraums 24 drehbar gelagert ist. Die statische Abstrahleinrichtung hat die Form einer hohlen, geschlitzten Abstr&hlkammer, die insgesamt mit 52 bezeichnet ist und sich mittig längs der unteren Wand 30 des Herdraums 24 erstreckt. Die obere Wand oder Fläche 55 der Abstrahlkammer 52 hat ein Feld von abstrahlenden Schlitzen 58, die zum Abstrahlen von Energie aus dem Inneren der Abstrahlkammer 52 in den Herdraum 24 vorgesehen sind. Die Schlitze 58 sind so angeordnet, daß sich ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm ergibt und aufrechterhalten wird, welches eine derartige Konfiguration hat, daß es das Strahlungsdiagramm der Drehantenne ergänzt, indem es eine relativ hohe Energiekonzentration in Gebieten schafft, in denen die Energie aus der Antenne relativ gering ist.

Die Mikrowellenenergiequelle ist das Magnetron 40. Die Mikrowellenenergie aus der Magnetronausgangssonde 42 des

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Magnetrons 4 0 wird in die dynamische und in die statische Abstrahleinrichtung 50 bzw. 52 über eine Hohlleitervorrichtung eingekoppelt, die einen zentralen Abschnitt 62 aufweist, in welchem die Magnetronausgangssonde 42 untere gebracht ist, einen ersten Abschnitt 64, der sich insgesamt mittig längs der oberen Herdraumwand 28 erstreckt, um Energie von der Sonde 42 zu der Antenne 50 zu koppeln, und einen zweiten Abschnitt 66, der in vertikaler Richtung insgesamt mittig längs .der Herdraumseitenwand 32 verläuft und Energie aus der Sonde 42 in die Abstrahlkammer 52 einkoppelt. Eine abgerundete Stufe 78, die an dem Verbindungsstück zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 64 bzw. 66 gebildet ist, teilt die Leistung aus dem Magnetron 40 auf diese Abschnitte auf, paßt die Impedanz des Systems an das Magnetron an und erleichtert das Anregen der dynamischen und der statischen Abstrahleinrichtung 50 bzw.' 52 in Phase.

Der erste Hohlleiterabschnitt 64 hat einen insgesamt rechteckigen Querschnitt und wird durch ein Teil 68 mit insgesamt U-förmigem Querschnitt und die obere Herdraumwand gemeinsam gebildet. Die Endwand 65 des Abschnitts 64 bildet einen Kurzschlußabschluß für den Abschnitt 64. Der zweite Hohlleiterabschnitt 66 hat ebenfalls einen insgesamt rechteckigen Querschnitt und wird gemeinsam durch ein Teil 70 mit U-förmigem Querschnitt und die Seitenwand 32 gebildet. Die von dem Magnetron 40 entfernte Endwand 71 des Abschnitts 66 bildet einen üblichen 45°-übergangsbogen, der Energie, welche sich in dem Abschnitt 66 ausbreitet, durch eine öffnung 72 leitet, die in die Abstrahlkammer 52 mündet. Der 45°-übergangsbogen ergibt einen verlustarmen übergang ohne Phasenänderung oder Energieverlust. Die Teile 68 und 70 sind mit Flanschen 74 bzw. 75 zur Befestigung an der oberen Wand 28 bzw. der Seitenwand 32 versehen, wobei die Befestigung beispiels-

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weise durch Schweißen erfolgt. Beide Abschnitte sind so dimensioniert, daß sich in ihnen eine TE_1Q-Mode ausbreitet. Insbesondere die Breite (die Abmessungen des Herdraums von vorn nach hinten) beträgt mehr als eine halbe aber weniger als eine Hohllexterwellenlänge, und die Höhe beträgt weniger als eine halbe Hohlleiterwellenlänge. In der dargestellten Ausführungsform beträgt die Höhe der Abschnitte 64 und 66 nominell 19,1 mm (0.75 inches) und die Breite nominell 93 mm (3.66 inches).

Der zentrale Hohlleiterabschnitt 62 ist (eine insgesamt rechteckige Hülle, die oben und an den Seiten durch eine Verlängerung des Teils 68 über den Herdraum 24 hinaus und unten durch den Tragflansch 76 gebildet ist. Der Abschnitt 62 dient als ein Versorgungsbereich für Mikrowellenenergie, die von der darin enthaltenen .Magnetronsonde 42 abgestrahlt wird. Die leitende Endwand 77, die einen Abstand von ungefähr 19,1 mm (3/4 inch) von der Sonde 42 hat, bildet einen Kurzschlußhohlleiterabschluß. Der Abstand entspricht der Empfehlung des Magnetronherstellers für richtige Energieabgabe- und Betriebskenndaten. Der Abschnitt 62 hat dieselbe Breite wie die Abschnitte 64 und 66, seine Höhe ist aber beträchtlich größer (in der Größenordnung von 51 mm (2 inches)), und er hat ein offenes Ende, das der abgerundeten Stufe 78 zugewandt ist, die dort gebildet ist, wo sich die Herdraums ei ten wand 32 und die obere Wand 28 schneiden. Die Stufe 78 dient zum Aufteilen der Energie aus dem Abschnitt 62 auf die Abschnitte 64 und 66 gemäß der Impedanz an den Eingängen der Abschnitte 64 und 66. Die Energie, die von der Sonde 42 in dem zentralen Abschnitt 62 abgestrahlt wird, breitet sich in die Nähe der Stufe 78 aus, wo die Abschnitte 64 und 66 mit dem Abschnitt 62 verbunden sind. An dieser Verbindungsstelle teilt sich die Energie auf,

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wobei sich ein erster Teil in dem ersten Abschnitt 64 und ein zweiter Teil in dem zweiten Abschnitt 66 fortpflanzt und wobei der Bruchteil der Gesamtenergie, der jedem Abschnitt zugemessen wird, eine Funktion der Impedanz ist, die dem Magnetron an dem Eingang jedes Abschnitts dargeboten wird.

Es ist empirisch ermittelt worden, daß bei den meisten Speisen eine zufriedenstellende Kochleistung mit dem Doppelversorgungssystem nach der Erfindung erzielt wird, wenn mehr Energie von oben als von unten abgestrahlt wird. Bei der Auslegung des Anregungssystems sind daher diejenigen Parameter, die Einfluß auf die Impedanz haben, welche an dem Eingang jedes Hohlleiterabschnitts dargeboten wird,· wie beispielsweise die Hohlleiterlängen, die Antennenparameter und die Schlitzkonfigurationen, gemäß üblichen Auslegungs--Praktiken gewählt worden, um eine Impedanzanpassung zu erzielen, die dazu führt, daß der größere Teil der Energie aus dem Magnetron mit der Antenne 50 gekoppelt wird. Insbesondere werden in dem Anregungssystem nach der Erfindung diese Parameter so gewählt, daß sich eine hohe Impedanz an beiden Punkten ergibt, wobei die relative Impedanz ausgeglichen ist, damit sich die Nennenergieaufteilung von 60-75 % der zu dem Abschnitt 64 gehenden Gesamtenergie für die meisten Speisen ergibt.

Die Konfiguration des Hohlleiters an der Verbindungsstelle der Abschnitte 64 und 66 ist bedeutsam. Es wird angenommen, daß die gekrümmte Stufe 78 (Krümmungsradius nominell 16,3 mm (0.64")) eine Verbindung bildet, die die Sendeimpedanz für beide Abschnitte 64 und 66 für Impedanzänderungen der Antenne und der Speise empfindlicher macht als in dem Fall, in welchem eine herkömmlichere Gabelungsvorrichtung oder ein Energieteiler, der scharf in das Verbindungsgebiet zur

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Energieaufteilung vorsteht, benutzt wird.

Die Antennenanordnung des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 5 und 6 ausführlich beschrieben. Die insgesamt mit 50 bezeichnete Antenne hat einen mittenversorgten Mikrowellenstreifenleiter 80, der sich im wesentlichen parallel zu der oberen Herdraumwand 28 erstreckt und in einem nominellen vertikalen Abstand von 6,35 mm (1/4 inch)^ was ungefähr 0,05 Wellenlängen im freien Raum entspricht, von der oberen Wand 28 angeordnet ist. Der Streifenleiter 80 ist an jedem Ende durch vertikale Strahler 82 und 84 abgeschlossen, die sich in Richtung weg von der oberen Wand 28 unter einem Winkel oC gegen den Streifenleiter 80 erstrecken, um eine überwiegende TM-Modenanregung in dem Herdraum zu erzeugen. Wenn sich die Antenne dreht, passiert sie Positionen optimaler Kopplung von gewissen Moden, die in dem Herdraum haltbar sind. Weil sich die Antenne dreht, erfolgt die Kopplung mit irgendeiner besonderen Mode vorübergehend. Es wj.rd jedoch angenommen, daß der Betriebswirkungsgrad vergrößert werden kann, wenn die Antennenstrahler wenigstens vorübergehend mit Schwingungsbäuchen dieser Moden gekoppelt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Winkel oC ungefähr gleich 90° gewählt. Dieser Winkel kann jedoch nach Bedarf größer oder kleiner als 90° sein, um die für die besondere Herdraumkonfiguration gewünschte Modenkopplung zu erzielen.

Der Streifenleiter 80 und die Strahler 82 und 84 bestehen aus einem Metallstreifen, der vorzugsweise eine Breite von ungefähr 12,7 mm (1/2 inch), was 0,1 Wellenlängen im freien Raum entspricht, und eine Dicke von ungefähr 0,64 mm (0.025 inches), was 0,006 Wellenlängen im freien Raum entspricht, hat. Der Streifenleiter 80 ist an jedem Rand mit einem Flansch versehen, was ihm eine größere bauliche Steifigkeit gibt.

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Die Länge der Strahler 82 und 84, die mit H1 bzw. H2 bezeichnet ist, beträgt jeweils nominell 25,4 mm (1 inch), was etwas weniger als eine Viertelwellenlänge im freien Raum ist. Die Abmessungen L1 und L2 sind vorzugsweise gleich, so daß die Strahler 82 und 84 seitlich in Phase miteinander versorgt werden. Die Längen L1 und L2 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel so gewählt, daß sie nominell gleich 101,6 mm (4 inches) sind, was ungefähr 7/8 Wellenlängen im freien Raum entspricht, um die gewünschte Impedanzanpassung für die Strahler 82 und 84 zu erzielen.

Gemäß Fig. 6 wird Energie aus dem Hohlleiterabschnitt 64 mit dem Streifenleiter 80 durch eine leitende, metallische Antennensonde gekoppelt, die insgesamt mit 86 bezeichnet ist. Die Antennensonde 86 weist einen zylindrischen Teil 88 auf, der an einem Ende in einer kapazitiven Impedanzanpassungskappe 90 endigt. Die Endkappe 90 steht durch ein in der Herdraumwand 28 gebildetes Loch 92 hindurch in das Innere des Hohlleiterabschnitts 64 vor, um diesen anzukoppeln.

Die Sonde 86 ist um ein ganzzahliges Vielfaches von 1/6 Hohlleiterwellenlängen von der Endwand 65 des Hohlleiterabschnitts 64 entfernt, damit sich eine enge Ankopplung gemäß bekannter Auslegungspraxis ergibt, die zu der gewünschten hohen Sendeimpedanz an dem Eingang des Abschnitts 64 beiträgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Loch 92 bezüglich des Herdraums 24 mittig angeordnet. Der Endwandabschnitt 65 ist um eine Strecke von 4/6 Hohlleiterwellenlängen über die Sonde 86 hinaus verlängert, un eine bauliche Abstützung für die obere Herdraumwand 28 zu bilden. Das Ausmaß des Eindringens der· Sonde 86 in den Hohlleiterabschnitt 64 wird so eingestellt, daß sich

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die gewünschte Kopplung ergibt. Das maximale Ausmaß wird durch das Erfordernis eines ausreichenden Spalts zwischen der Endkappe 90 und der oberen Wand 68 des Abschnitts 64 zum Verhindern einer Lichtbogenbildung begrenzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Spalt auf nominell 3,1 mm (0.12 inches) eingestellt. Die kapazitive Kappe 90 schafft die gewünschte äquivalente elektrische Länge für die Sonde 86 für eine gute Impedanzanpassung und Energieauskopplung aus dem Hohlleiter.

Der Streifenleiter 80 ist an der Sonde 86 durch eine leitende Metallschraube 94 befestigt, die durch ein in dem Streifenleiter 80 gebildetes Loch 96 hindurchgeführt und in einem Gewindesackloch 98, das in dem zu der kapazitiven Kappe 90 entgegengesetzten Ende der Sonde 86 gebildet ist, aufgenommen ist. Eine Sicherungsscheibe 102, die zwischen dem Kopf 104 der Schraube 94 und dem Streifenleiter 80 angeordnet ist, verhindert, daß sich der Streifenleiter mit der Sonde 86 dreht.

Die Sonde 86 ist in dem Loch 92 in der oberen Herdraumwand 28 durch eine dielektrische Buchse 106 drehbar gelagert. Das Loch 92 ist eine Öffnung mit im wesentlichen quadratischem Umriß. Die dielektrische Buchse 106 hat einen zylindrischen Schaftteil 107 mit einem vergrößerten zylindrischen Teil 108, dessen Durchmesser größer ist als die Breite des Loches 92. Ein Zwischenteil 109, dessen Durchmesser ungefähr gleich der Breite des Loches 92 ist, ist zwischen dem zylindrischen Teil 108 und dem Schaftteil 107 gebildet. Eine axiale Bohrung 105 erstreckt sich über die Länge der Buchse 106 und nimmt die Sonde 86 auf. In dem vergrößerten Teil 108 ist ein Satz von vier sich radial erstreckenden Längsschlitzen 111 (von denen zwei in Fig. 6 teilweise gezeigt sind) in der Nähe von deren Umfang

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- Ii · ο ο ι υ / υ J

und in einem gegenseitigen Abstand von 90° für Befestigungszwecke gebildet. Ein Satz von vier Stegteilen 112 · (von denen zwei in Fig. 6 gezeigt sind) steht radial von dem umfang des Schaftes 107 vor. Die Stegteile 112 sind in einer Linie mit den Schlitzen 111 und erstrecken sich axial im wesentlichen über die gesamte Länge des Schaftteils 107. Ein Satz von vier sich radial erstreckenden öffnungen 113 ist zwischen den Stegteilen 112 und dem Teil 108 mit einer Breite vorgesehen, die ungefähr gleich der Dicke der Herdraumwand 28 ist.

Die Buchse 106 wird in dem Loch 92 folgendermaßen befestigt. Die dielektrische Buchse 106 wird zuerst in das Loch 92 so eingesetzt, daß die Stegteile 112 auf die Ecken des quadratischen Loches 92 ausgerichtet sind.. Wenn diese Ausrichtung erfolgt ist, ist genügend Spielraum für die Stegteile vorhanden, so daß die Buchse 106 in das Loch 92 eingeführt werden kann. Die dielektrische.Buchse 106 wird in das Loch eingeführt, bis eine Schulter 114, die dort gebildet ist, wo der Teil 108 in den Zwischenteil 109 übergeht, die Wand 28 berührt. Die Buchse .106 wird dann um ungefähr 45° in einer Richtung gedreht, bis Ausbuchtungen 115, die in der Wand 28 gebildet sind, in den radialen Schlitzen 111 des Teils 108 eingerastet sind. In dieser Position verhindern die Ausbuchtungen 115 ein weiteres Drehen der Buchse 106. Auf diese Weise werden die Seitenwände 28 neben dem Loch 92 in den sich radial erstreckenden öffnungen 113, die zwischen den Stegteilen 108 und dem vergrößerten Teil 108 gebildet sind, aufgenommen, um die dielektrische Buchse in ihrer Lage zu befestigen.

Die Sonde 86 wird in der Bohrung 105 drehbar aufgenommen. Die so abgestützte Sonde 86 erstreckt sich in das Innere des Hohlleiterabschnitts 64, so daß sie Energie, die sich in dem Hohlleiterabschnitt 64 fortpflanzt, aus dem Magne-

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netron 4 0 in den Streifenleiter 80 einkoppeln kann.

Ein für Mikrowellenenergie durchlässiger, kegelstumpfförmiger Antennendeckel 122 (Fig. 2) umschließt die Antenne 50, um sie vor mechanischer Berührung durch in den Herdraum 24 eingebrachte Gegenstände zu schützen und um sie sauber zu halten. Der Deckel 122 ist an der oberen Herdraumwand 28 mittels Zungen 124 befestigt, die durch Löcher in der oberen Wand 28 vorstehen.

Eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Antenne 50 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines Elektromotors 126 vorgesehen, der mit der Antenne 50 über eine Riemenscheiben/Riemen-Anordnung in Antriebsverbindung steht, die eine an der Antennensonde 86 befestigte Riemenscheibe 128 und eine an der Abtriebswelle 132 des Motors 126 befestigte Riemenscheibe 130 aufweist. Die Riemenscheiben 128 und 130 sind durch einen Treibriemen 134 gekuppelt. Eine Antennenantriebswelle 136 ist an einem Ende der Antennensonde 86 befestigt. Die Antennenantriebswelle 136 erstreckt sich durch ein Loch 138 in der Wand 68 des Hohlleiterabschnitts 64 und trägt die Antennenriemenscheibe 128. Sowohl die Antriebswelle 136 als auch die Riemenscheibe 128 bestehen aus dielektrischem Material. Ein Wellenendteil 140 mit rechteckigem Querschnitt steht axial von einer ringförmigen Schulter 142 vor. Eine Ringnut 144 in axialem Abstand von der ringförmigen Schulter 142 umgibt den Endteil 140. Die Riemenscheibe 128 ist auf den Endteil 140 aufgesetzt und an diesem durch einen C-Ring 146 befestigt, der in der Ringnut 144 aufgenommen ist und die Riemenscheibe 128 zwischen sich und der ringförmigen Schulter 142 festhält.

Das entgegengesetzte Ende 148 der Antennenantriebswelle 136, das ebenfalls einen verringerten Querschnitt hat, ist

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Ί τ ι r 7 ρ ο

-vr-30

zur mechanischen Kupplung mit der Antennensonde 86 mit Gewinde versehen. Ein Gewindesackloch 150 ist in dem Ringflanschendteil der Sonde 86 gebildet und nimmt den mit Gewinde versehenen Endteil 148 der Antennenantriebswelle 136 auf.

Ein nach oben weisendes, im Querschnitt U-förmiges Tragteil 152, das sich quer zu dem Hohlleiterabschnitt 64 erstreckt, ist an der äußeren Fläche der oberen Wand 68 des Hohlleiterabschnitts 64 befestigt, um zu verhindern, daß nach unten gerichtete Kräfte, die auf die obere Wand 12 des Herdgehäuses ausgeübt werden, den Riemenscheibehbetrieb stören. Die Antennenantriebsriemenscheibe 128 ist in dem Raum zwischen den mit Flansch versehenen Seitenwänden 154 und 156 des Tragteils 152 aufgenommen. Ein Schlitz 158 ist in der Seitenwand 154 gebildet, durch den der Treibriemen 134 hindurchgeführt ist. Ein kreisförmiges Loch 160, das in dem Tragteil 152 gebildet und von einem ringförmigen, nach oben vorstehenden Flansch 162 umgeben ist, ist axial in einer Linie mit dem Loch 138 in der oberen Wand 28 des Herdraums 24 angeordnet und nimmt die Antennenantriebswelle 136 auf. Das Loch 160 und der Flansch 162 sind so bemessen, daß eine Drosseldichtung vorhanden ist, die eine Leckage von Mikrowellenenergie aus dem Hohlleiter 64 an der Welle 136 verhindert.

Der Antriebsmotor 126 ist an einem Motorbefestigungswinkel T64 befestigt. Der Befestigungswinkel 164 ist an der äußeren Seite der Endwand 76 des zentralen Hohlleiterabschnitts 62 befestigt, beispielsweise durch Schweißen. Der Elektromotor 126 ist seinerseits an dem Befestigungswinkel 164 mittels Schrauben 166 befestigt, die in Schlitzen 168 aufgenommen sind, so daß die Zugspannung des Riemens 134 eingestellt werden kann. Der Treibriemen 134, der die Riemenscheiben 128 und 130 miteinander verbindet, und die Riemenscheiben selbst sind vorzugsweise gezahnt,

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331G7G3

um Riemenschlupf zu verhindern. Das Motordreh.zahl- und Riemenscheibendurchmesserverhältnis wird so gewählt, daß sich die gewünschte Drehgeschwindigkeit der Antenne 50 ergibt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zufriedenstellende Kochleistung mit einer Nenndrehgeschwindigkeit von 120 U/min erreicht worden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Drehantenne zwar durch einen Motor angetrieben, es ist jedoch klar, daß auch Flügel zusammen mit einem geeigneten Kanal für die Kühlluft vorgesehen werden könnten, was gestatten würde, die Antenne mittels Luft in Drehung zu versetzen.

Es wird nun die statische Mikrowellenabstrahleinrichtung für die dargestellte Ausführungsform beschrieben. Die rechteckige Abstrahlkammer 52, die sich mittig längs der unteren Wand des Herdraums 24 erstreckt, besteht aus einem U-Profilteil, das eine obere Wand 55 und angeformte Seitenwände 56 hat. Das U-Profilteil ist an einem ebenen zentralen Abschnitt 170 der unteren Wand 30 des Herdraums befestigt, beispielsweise durch Schweißen. Die Seitenwände 56 haben Flansche 57, die das Befestigen auf herkömmliche Weise an der unteren Wand 30, beispielsweise durch Schweißen, erleichtern. Der offene Endteil 59 der Kammer 52 steht mit dem·Hohlleiterabschnitt 66 der Kammer 52 an der öffnung 72 des Hohlleiterabschnitts 66 in Verbindung, um aus letzterem Energie zu empfangen. Die Kammer 52 ist an ihrem entgegengesetzten Ende durch eine Wand 61 verschlossen, die einen Kurzschlußabschluß für die Kammer 52 bildet. Die Höhe und die Breite der Kammer 52 werden auf herkömmliche Weise, wie es oben mit Bezug auf die Abschnitte 64 und 66 der Kammer 52 beschrieben worden ist, so gewählt, daß in ihr eine TE_1Q-Mode gehalten wird, wobei die Breite gleich der Breite dieser Abschnitte ist und wobei die Höhe nominell

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■· S

- η - 32 3 31 C 7 G

20,1 mm (0.79 inches) beträgt. Die Kammer 52 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil des Herdraums 24, so daß sich das gewünschte Energieverteilungsmuster ergibt. Die genaue Länge derselben wird jedoch so gewählt, daß die richtige Impedanz zurück auf die Eingangsöffnung des Hohlleiterabschnitts 66 abgebildet wird.

In der oberen Wand 55 der Kammer 52 ist ein Feld von Abstrahlschlitzen 58 gebildet, die so angeordnet sind, daß sich ein besonderes, im wesentliches stationäres Strahlungsdiagramm in dem Herdraum 24 ergibt. Insbesondere sind die Schlitze so angeordnet, daß sich ein Strahlungsdiagramm ergibt, durch das sich in der Kochebene Gebiete relativ hoher Energiedichte ergeben, die die Bereiche des Antennenstrahlungsdiagramms, welche eine relativ niedrige Energiedichte haben, ausfüllen. Die Kochebene ist das Gebiet des Herdraums 24 an der oberen Fläche der Tragplatte 37.

Bevor die Schlitzanordnung ausführlicher erläutert wird, werden die grundsätzlichen Strahlungsdiagramme der Antenne · 50 und der Schlitze 58 in der Nähe der Kochebene in dem Herdraum 24 unter Bezugnahme auf die Figuren 7A und 7B beschrieben. Die Figuren 7A und 7B zeigen Skizzen der Energieverteilungsmuster für das dargestellte Ausführungsbeispiel des Mikrowellenherdes, die beobachtet werden, indem zwei Folien oder Bögen aus wärmeempfindlichem Material, die durch einen Isolierstoff mit einer Dicke von ungefähr 6,4 mm (0.25 inches) getrennt sind, auf die Platte 37 in dem Herdraum 24 ungefähr 20 s aufgebracht werden, während der Herd bei voller Leistung in Betrieb ist. Fig. 7A zeigt die Energieverteilung, die von der Antenne 50 herrührt; Fig. 7B zeigt die Energieverteilung, die von der Kammer 52 herrührt. Die kreuzweise schraffierten Flächen stellen Flächen relativ hoher Energiedichte dar.

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Aus diesen Skizzen ist zu erkennen, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne drei Bereiche relativ niedriger Energiedichte hat, die in einer Reihe ausgerichtet sind, welche sich von einer Seite zur anderen durch den Herdraum erstreckt, insgesamt mittig von vorn nach hinten. Jeder Abstrahlschlitz 58 ist als Reihenschlitz ausgebildet, d.h., die Längsachse des Schlitzes ist quer zur Ausbreitungsrichtung in der Kammer 52 angeordnet. Die Konfiguration des Schlitzfeldes ist so gewählt, daß sich ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm ergibt, das Gebiete relativ hoher Energiedichte hat, die die Gebiete relativ niedriger Energiedichte ausfüllen. Gemäß der Darstellung in Fig. 7B ergeben die Schlitze drei Hauptgebiete A, B und C relativ hoher Energiedichte, die die Gebiete niedriger Energie in Fig. 7A füllen.

Dieses Strahlungsdiagramm wird hauptsächlich durch drei Gruppen von Schlitzen erzeugt, die in Fig. 4 mit I, II und III bezeichnet sind. Die Schlitze innerhalb jeder Gruppe treten in Wechselwirkung, um das Gebiet hoher Energiedichte zu schaffen, das dieser Gruppe zugeordnet ist. Insbesondere sind die Schlitzgruppen I, II und III jeweils um einen Punkt maximalen Stroms in einem Abstand, der ein ungefähres Vielfaches einer halben Hohlleiterwellenlänge ist, von der Endwand 61 gebündelt. Die Gruppen I, II und III ergeben die Gebiete A, B und C hoher Intensität in Fig. 7B, während die übrigen Schlitze relativ unbedeutende Beiträge liefern. Die Schlitzzeilen sind gegeneinander versetzt, um die konstruktive Ausbildung benachbarter Schlitze zu erleichtern.

Die Abmessungen der Schlitze werden so gewählt, daß die Energie längs der Abstrahlkammer gleichmäßig verteilt wird und daß die gewünschte Impedanzanpassung erzielt wird.

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Insbesondere wurden die Schlitzlängen wesentlich kleiner als eine halbe Hohlleiterwellenlänge gewählt, damit sich außer Resonanz befindliche Schlitze ergeben. Dadurch wird gewährleistet, daß die Energie relativ gleichmäßig über die Länge der Kammer 52 verteilt wird, statt hauptsächlich von denjenigen Schlitzen, die dem Eingang der Kammer 52 am nächsten sind, abgestrahlt zu werden.

Zu Erläuterungszwecken ist zwar hier eine besondere Schlitzkonfiguration beschrieben worden,, es können jedoch auch andere Schlitzkonfigurationen, möglicherweise einschließlich Kombinationen von Reihen- und Parallelschlitzen, erforderlich sein, um Gebiete niedriger Energie bei anderen Antennenstrahlungsdiagrammen zu ergänzen.

Zusätzlich zu der Schaffung eines Strahlungsdiagramms, welches das Antennenstrahlungsdiagramm ergänzt, bietet die geschlitzte untere Versorgungsanordnung einen Grad an automatischer Einstellung der Energiezuteilung der unteren Abstrahleinrichtung, um die Energieabgabe der Größe der Speise anzupassen. Es wäre selbstverständlich unerwünscht, daß der untere Wellenleiter dieselbe Energiemenge für Speisen mit kleiner und großer seitlicher Ausdehnung abgibt. Wenn das der Fall wäre, würden entweder große Speisen zu wenig gekocht oder kleine Speisen zu stark gekocht. In der unteren geschlitzten Versorgunganordnung der dargestellten Ausführungsform werden diejenigen Schlitze, die sich unter der auf die Platte 37 gestellten Speise befinden, durch die Speise abgestimmt, die in den meisten Fällen eine Belastung relativ niedriger Impedanz darstellt. Diejenigen Schlitze, die sich nicht unter der Speise befinden, werden durch die relativ hohe Impedanz der dielektrischen Platte 37 abgestimmt. Bei Speisen relativ geringer seitlicher Ausdehnung wird daher den unteren Schiit-

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^ ·<- 331D703

zen weniger Energie zugeführt als bei Speisen von beträchtlicher seitlicher Ausdehnung, die alle' Schlitze abstimmen würden.

Außerdem ist der Grad des Abstimmens der Schlitze auf die Belastung eine Funktion der Dielektrizitätskonstante der die Belastung darstellenden Speise. Dieser Parameter beeinflußt daher ebenfalls die Sendeimpedanz, die an der Eingangsöffnung des Abschnitts 66 dargeboten wird, und verändert somit den Anteil der der Kammer 52 zugeführten Energie.

Die Tragplatte 37 ist, wie oben beschrieben, in dem. Herdraum 24 angeordnet, um Speisen aufzunehmen, die in dem Herdraum zu erhitzen sind. Der vertikale Abstand der Tragplatte 37 oberhalb der Kammer 52 wird im Hinblick auf die gewünschte Impedanzanpassung gewählt. Dieser Abstand beeinflußt die Energieintensität im unteren Teil der sich auf der Platte 37 befindlichen Speisen beträchtlich. Ein anderer Abstand für Speisen anderer Größe kann optimale Ergebnisse erbringen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde ein Nennabstand von ungefähr 4,6 mm (0.18 inches) gewählt, um eine zufriedenstellende Leistung für einen großen Bereich typischer Speisengrößen zu erzielen. Bei Speisen, die ausreichend groß sind, um sämtliche'Schlitze zu koppeln, kann ein größerer Abstand eine optimale Kochleistung ergeben; bei Speisen, die kleiner als normal sind, kann ein kleinerer Abstand eine bessere Leistung ergeben .

Der Abstand, der die gewünschte !impedanzanpassung ergibt, ermöglicht außerdem der Tragplatte 37, als brechendes Teil für die aus der Abstrahlkammer 52 abgestrahlte Energie sowie für die von der unteren Herdraumwand 30 reflektierte Energie zu dienen. Die Brechungsfunktion der Tragplatte

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führt zur seitlichen Ausbreitung des Energiestrahlungsdiagramms, das von den Schlitzen 58 abgestrahlt wird, um diese Energie in dem Herdraum 24 breiter zu verteilen.

Die untere Wand 30 des Herdraums 24 hat Flächen"172 und 174, die von einem ebenen mittigen Abschnitt 170 aus nach oben zu der vorderen bzw. hinteren Wand des Herdraums gebogen sind. Diese Flächen dienen hauptsächlich zum Reflektieren von Mikrowellenenergie aus der Antenne nach oben und mittig zu der zu erhitzenden Speise, die üblicherweise in dem Mittelteil des Herdraums angeordnet wird. Zu diesem Zweck sind die reflektierenden Flächen unter einem Winkel zwischen 3 und 14° gegen die Horizontale nach oben gebogen. Der genaue Winkel wird auf der Basis verschiedener Parameter gewählt, wie beispielsweise der Dielektrizitätskonstante und der typischen Speisen, die in dem Herd zu kochen sind, und der Lage der Speisen in dem Herdraum. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkäl etwa 8° gegen die Horizontale.

In der dargestellten- Ausführungsform sind die abgewinkelten, reflektierenden Flächen zwar bei der unteren Wand vorgesehen, es ist jedoch klar, daß diese abgewinkelten, reflektierenden Flächen auch bei anderen Wänden des Herdes auf analoge Weise vorgesehen sein könnten. Das Gesamtergebnis würde darin bestehen, daß sie Energie, die aus dem Inneren des Herdraums auf sie auftrifft, zu den zentralen Teilen des Herdes umleiten wurden.

Die zeitlich veränderliche Impedanz der dynamischen" Abstrahleinrichtung und die Empfindlichkeit der Impedanz der statischen Abstrahleinrichtung bezüglich Veränderungen der Dielektrizitätskonstante von erhitzten Speisen in dem Herdraum beeinflussen gemeinsam den Betrieb und die Wirksamkeit des Anregungssystems des Mikrowellenherdes 10.

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Dieser Aspekt der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 beschrieben, wobei zuerst die Auswirkung der zeitlich veränderlichen Impedanz der dynamischen Abstrahleinrichtung betrachtet wird.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bildet die Drehantenne 50 die dynamische Abstrahleinrichtung. Die Impedanzbelastung, die diese Antenne darstellt, verändert sich, wenn sich die Antenne dreht. Diese Veränderung in Abhängigkeit von der Antennenposition dürfte wenigstens zum Teil auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß, wenn sich die Antenne dreht, sich die Reflexionswinkel der von der Antenne abgestrahlten Energie, die von den Herdraumwänden reflektiert wird, verändern. Die resultierende Veränderung der zurück zu der Antenne reflektierten Energie ändert entsprechend die Impedanz, die durch die Antenne dem Magnetron dargeboten wird. Diese Veränderungen dürften auch zumindest zum Teil auf Veränderungen der Modenkopplung zurückzuführen sein, wenn sich die Position der Abstrahlteile in dem Herdraum verändert. Das Diagramm in Fig. 8 zeigt die Ausgangsleistung der Antenne 50, dargestellt durch eine Kurve 180, und der geschlitzten Abstrahlkammer 52, dargestellt durch eine Kurve 182, für eine Belastung in Form einer Speise, die aus einem gelben Blechkuchen (yellow sheet cake) besteht. Das Diagramm ist eine Skizze von Kurven, die empirisch erhalten worden sind, während die Antenne mit viel langsamerer Geschwindigkeit (ungefähr 0,67 U/min) als im normalen Betrieb gedreht worden ist, und zwar zu dem Zweck, die Erscheinungen klar sichtbar zu machen. Der Teil der Kurven zwischen den Linien 184 und 186 stellt 45° Drehung der Antenne 50 dar (ungefähr 11 s). Aus Fig. 8 ist zu erkennen, daß die Ausgangsleistung der Antenne und der Kammer jeweils um einen nominellen Mittelwert schwingt, wenn sich die Antenne dreht. Die Energieaufteilung auf die Antenne

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3ο ι O /

und die Kammer schwankt also um einen nominellen Mittelwert, Die Schwingungen sind so, daß, wenn die Antennenausgangsleistung maximal ist, die Kammerausgangsleistung minimal ist, und umgekehrt.

Diese Leistungsverschiebung zwischen dem oberen und dem unteren Strahler, wenn sich die Antenne dreht, trägt zur verbesserten Kochleistung bei, weil sie der Energie, die der Speise während Spitzen in der Leistungskurve entweder von oben oder von unten zugeführt wird, gestattet, sich in der. Speise während der Relaxationsperiode zwischen den Spitzen auszubreiten, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß die Speise an relativ heißen Stellen zu stark gekocht wird, verringert wird. Die genauen Gründe sind zwar nicht völlig geklärt, angesichts der beträchtlich verbesserten Gleichförmigkeit des Kochens gegenüber anderen Systemen, · in denen diese Leistungsschwankungen· zwischen dem oberen und dem unteren Strahler nicht auftreten, ist jedoch anzunehmen, daß die Leistungsschwankungen einen beträchtlichen Beitrag, zu der verbesserten Leistung des Mikrowellenherdes nach der Erfindung leisten.

Als nächstes wird die Empfindlichkeit der Leistungsverteilung gegenüber den Parametern der die Belastung darstellenden Speise betrachtet. Fig. 9 zeigt eine Schar von Kurven, die die mittlere Ausgangsleistung der Antenne und der Kammer über typischen Kochperioden für drei.repräsentative Speisen darstellen. Die Messungen, aus denen diese Kurven erhalten worden sind, wurden durch die Verwendung von Doppelrichtkopplern erzielt, die an den Hohlleiterabschnitten .64 und 66 befestigt waren. Die Kurven stellen die Gesamtleistung (die Summe aus Vorwärts- und Rückwärtsleistung) dar, die jedem Hohlleiter zugeführt wurde. Die Kurven in Fig. 9 sind zwar als glatte Kurven

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dargestellt, es ist jedoch klar, daß diese Kurven die mittlere Ausgangsleistung darstellen und daß die Kurven der tatsächlichen Ausgangsleistung so wie die Kurven nach Fig. 8 schwingen würden; die Frequenz der Schwingungen wird hauptsächlich durch die Drehgeschwindigkeit der Antenne bestimmt.

Die Kurven a. und.a₂ stellen die mittlere Ausgangsleistung der Antenne bzw. der Kammer für einen feuchten Blechkuchen dar. Die Kurven a.. und a_ konvergieren mit fortschreitendem Kochvorgang, was eine allmähliche Verschiebung der mittleren Energieaufteilung auf die Antenne und die Kammer über dem KochVorgang markiert. Diese allmähliche Verschiebung dürfte hauptsächlich auf die Änderung der Dielektrizitätskonstante des Kuchens während des Backens desselben zurückzuführen sein. Die resultierende Änderung der Sendeimpedanz für die Kammer ändert den Impedanzausgleich an der Verbindungsstelle der Hohlleiter 64 und 66, was zur Folge hat, daß ein größerer Teil der Gesamtenergie aus dem Magnetron dem unteren Hohlleiter zugeführt wird. Die Kurven b. und b-, stellen die Ausgangsleistungskurven für zwei Süßkartoffeln dar, die sich auf der Tragplatte 37 über der Kammer 52 befinden. Diese Kurven bleiben mit fortschreitendem Kochvorgang verhältnismäßig eben. Die Kurven C₁ und Cj stellen die Leistungsverteilung für eine Belastung dar, die aus vier Speckstreifen besteht, welche sich auf einem Keramikteller auf der Tragplatte 37 befinden. Diese Kurven, die konvergieren, sich kreuzen und dann divergieren, zeigen noch eine weitere Art des Ansprechens auf Impedanzänderungen, wenn der Speck gekocht wird.

Aus vorstehenden Darlegungen ist zu erkennen, daß die allmähliche Leistungsverschiebung über der Kochperiode für unterschiedliche Speisen unterschiedlich und manchmal sehr unterschiedlich ist. Es ist jedoch anzunehmen, daß

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die allmähliche Leistungsverschiebung auf sich ändernde Parameter der Speise hin, während diese kocht, ungeachtet dessen, ob der untere Teil hoch beginnt und niedrig endet, niedrig beginnt und hoch endet oder schwingt, wie bei Speck, zu der größeren Gleichmäßigkeit der Energieverteilung in dem Herdraum führt, gemittelt über der Kochperiode, und somit zu der verbesserten Kochleistung des Mikrowellenherdes nach der Erfindung beiträgt.

Das Anregungssystem für den Mikrowellenherd 10 arbeitetfolgendermaßen. Energie aus dem Magnetron 40 pflanzt sich von dem mittleren Hohlleiterabschnitt 62 zu den Hohlleiterabschnitten 64 und 66 fort. In dem Verbindungsbereich, wo die Abschnitte 64 und 66 mit dem zentralen Abschnitt 62 verbunden sind, wird die Energie aufgeteilt, wobei sich ein Teil nach unten zu jedem Hohlleiterabschni.tt ausbreitet, Die Mikrowellenenergie wird auf die Hohlleiteräbschnitte in Abhängigkeit von der Sendeimpedanz aufgeteilt, die in dem Verbindungsbereich durch jeden Hohlleiterabschnitt 64, 66 dargeboten wird, wie oben beschrieben.

Die Mikrowellenenergie, die sich längs des ersten Hohlleiterabschnitts 64 zu der Antennensonde ausgebreitet hat, wird an den Antennenstreifenleiter 80 durch die Antennensonde 86 angekoppelt und breitet sich längs des Streifenleiters zu den Endstrahlern 82 und 84 aus. Die Energie wird von den Strahlern 82 und 84 in Verbindung mit dem Energiediagramm, das von der geschlitzten Kammer 52 abgestrahlt wird, abgestrahlt. Die Strahlen, die von jedem Strahler 82 und 84 ausgehen, bestrahlen den Herdraum, wenn sich die Antenne dreht, um die Speise in dem Herdraum hauptsächlich von oben her zu bestrahlen. Energie, die auf die Seitenwände und auf die abgewinkelten unteren Wände auftrifft, wird jedoch reflektiert und trifft auf die Speise auch von den Seiten und von unten her auf. Wenn sich die

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Antenne dreht, verändert sich die Ausrichtung der Strahler, was zur vorübergehenden Kopplung von unterschiedlichen TM-Moden in dem Herdraum führt.

Mikrowellenenergie, die sich längs des zweiten Hohlleiterabschnitts 66 ausgebreitet hat, tritt in die Kammer 52 ein und wird über die Schlitze 58 in den Herdraum 24 abgestrahlt. Die Schlitzkonfiguration bewirkt, daß die Abstrahlung aus jedem Schlitz 5& konstruktiv mit der Abstrahlung aus benachbarten Schlitzen interferiert, wobei der Gesamteffekt darin besteht, daß ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm gehalten wird, welches durch die Brechungswirkung der Tragplatte 37 seitlich zerstreut wird.

Wenn sich die Antenne 50 dreht, verändert sich der Prozentsatz der Energie aus dem Magnetron 40, der sich zu der Kammer 52 fortpflanzt. Obgleich das Strahlungsdiagramm der : Kammer 52 im wesentlichen stationär bleibt, ändert sich die Intensität der Strahlung, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Besondere Teile der Speise, die erhitzt wird, sind daher von unten her abgestrahlter Energie veränderlicher Intensität ausgesetzt. Die Intensität der Energie aus der Antenne und aus der Abstrahlkammer schwingt um einen ersten bzw. einen zweiten Mittelwert, wobei der erste Mittelwert am Beginn des Kochvorganges größer ist als der zweite Mittelwert. Diese Mittelwerte können sich verändern, wenn sich die Parameter der Speise während des Kochens ändern. Diese Veränderungen der Energieintensität dürften ein Hauptfaktor bei der beträchtlichen Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Kochens sein, die bei dem hier beschriebenen Mikrowellenherd erzielt wird.

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Claims

1 River Road
Schenectady, N.Y./U.S.A.

Ansprüche:

1, Mikrowellenkochgerät, gekennzeichnet durch:
einen Herdraum (24) zur Aufnahme von zu erhitzenden Objekten, mit einer oberen Wand (28), einer unteren Wand (30), einer Rückwand (16), zwei einander gegen-r überliegenden Seitenwänden (32, 34) und einer durch eine Zugangstür an der Frontöffnung gebildeten vorderen Wand (22);

eine Mikrowellenenergiequelle (4 0);

eine dynamische Mikrowellenabstrahleinrichtung (50), die an der oberen Wand (28) angebracht ist und sich innerhalb des Herdraums (24) erstreckt, zum Abstrahlen von Mikrowellenenergie in den Herdraum;
eine statische Mikrowellenabstrahleinrichtung (52), die an der unteren Wand (30) angebracht ist, zum Abstrahlen von Mikrowellenenergie in den Herdraum; und
eine Vorrichtung (62, 64, 66, 78) zum Aufteilen der Energie aus der Quelle auf die dynamische Feldabstrahleinrichtung und die statische Feldabstrahleinrichtung in Abhängigkeit von der relativen Impedanz derselben.

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2. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die dynamische Abstrahleinrichtung (50) eine zeitlich veränderliche Impedanz hat und daß die Aufteilung der Energie der Quelle auf die dynamische Abstrahleinrichtung (50) und die statische Abstrahleinrichtung (52) sich verändert, wenn sich die Impedanz der dynamischen Abstrahleinrichtung verändert.

3. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische Feldabstrahleinrichtung (50) eine Antenne aufweist, die an der oberen Wand (28) drehbar gelagert ist, und eine Vorrichtung (126, 128, 130, 134) zum Drehen der Antenne.

4. Mikrowellenkochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Abstrahleinrichtung (52) eine hohle rechteckige Kammer aufweist, die sich längs der Innenseite der unteren Wand (30) des Herdraums (24) erstreckt und mit einem Feld von Abstrahlschlitten (58) zum Einkoppeln von Energie aus der Kammer (52) in den Herdraum (24) versehen ist, wobei die Schlitze so angeordnet sind, daß ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm in dem Herdraum ausgebildet und aufrechterhalten wird.

5. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Aufteilen der Energie einen Hohlleiter aufweist, der einen zentralen Abschnitt (62) hat, welcher Mikrowellenenergie aus der Quelle (40) empfängt, sowie einen ersten und einen zweiten Zweigabschnitt (64, 66), die sich von dem zentralen Abschnitt aus erstrecken, um Mikrowellenenergie aus der Quelle in die dynamische bzw. die statische Abstrahleinrichtung (50,

52) einzukoppeln, wobei der erste und der zweite Abschnitt mit dem zentralen Abschnitt an einer Schnittstelle verbun-

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den sind, die als gekrümmter Stufenteil (78) ausgebildet ist, welcher die Energie auf den ersten und den zweiten Abschnitt (64, 66) aufteilt.

6. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine dielektrische Tragplatte (37), die zu erhitzende Objekte in dem Herdraum (24) aufnimmt und sich in diesem im wesentlichen horizontal und in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Schlitze (58) er- . streckt.

7. Mikrowellenkochgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Drehen der Antenne einen Motor (126) aufweist, der außerhalb des Herdraums (24) befestigt und mit einer Sonde (86) in Antriebsverbindung ist.

8. Mikrowellenkochgerät, gekennzeichnet durch:

einen kastenartigen Herdraum (24) zur Aufnahme von zu erhitzenden Objekten, der durch sechs Wände (16, 22, 28, 30, 32, 34) begrenzt ist, von denen eine aus einer Zugangstür besteht;

eine Mikrowellenenergieguelle (40); eine erste und eine zweite Abstrahleinrichtung (50, 52), die jeweils neben einer ersten bzw. einer zweiten der sechs Wände angeordnet sind, zum Einleiten von Mikrowellenenergie aus der Quelle in den Herdraum, wobei die erste Abstrahleinrichtung eine dynamische Abstrahleinrichtung ist, die eine zeitlich veränderliche Impedanz hat, und wobei die zweite Abstrahleinrichtung eine statische Abstrahleinrichtung ist;

einen Hohlleiter mit einem zentralen Abschnitt (62), der Mikrowellenenergie aus der Quelle empfängt, sowie mit einem ersten' und einem zweiten Zweigabschnitt (64, 66),

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die sich von dem zentralen Abschnitt aus erstrecken, um die Mikrowellenenergie in die erste bzw. die zweite Abstrahleinrichtung (50, 52) einzukoppeln; wobei die Mikrowellenenergie auf die erste und die zweite Abstrahleinrichtung in Abhängigkeit von der zeitlich veränderlichen Impedanz der ersten Abstrahleinrichtung (50) aufgeteilt wird.

9. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abstrahleinrichtung (50) eine Antenne aufweist, die an der ersten Wand (28) drehbar gelagert ist, und eine Vorrichtung (126, 128, 130, 134) zum Drehen der Antenne, wobei die Antenne eine Sonde (86) aufweist, die sich durch die erste Wand (28) in den ersten Abschnitt (64) des Hohlleiters erstreckt, um die Antenne mit dem Hohlleiter elektrisch zu koppeln.

10. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 9-, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (50) einen mittenyersorgten Mikrowellenstreifenleiter (80) aufweist, der sich parallel zu der ersten Herdraumwand (28) erstreckt und an jedem Ende durch einen Strahler (82, 84) abgeschlossen ist, welcher gegen die erste Herdraumwand abgewinkelt ist, und daß die Sonde (86) aus dem Streifenleiter an einer Stelle zwischen den Strahlern durch die erste Herdraumwand hindurch in den ersten Abschnitt (64) des Hohlleiters vorsteht, wobei die Strahler jeweils im wesentlichen eine TM-Modenanregung in dem Herdraum (24) bewirken.

11. Mikrowellenkochgerät nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abstrahleinrichtung (52) eine hohle Kammer aufweist, die längs der zweiten Herdraumwand (30) gebildet ist, zum Empfangen von Energie aus dem zweiten Abschnitt (66) des Hohlleiters, wobei über der Länge der Kammer mehrere Schlitze (58) zum Ab-

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strahlen von Mikrowellenenergie in den Herdraum (24) gebildet sind, die so angeordnet sind, daß in dem Herdraum ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm geschaffen wird, dessen Intensität sich mit der Impedanz der ersten Abstrahleinrichtung (50) ändert.

12. Mikrowellenkochgerät, gekennzeichnet durch: einen Herdraum (24) zur Aufnahme von zu erhitzenden Objekten, mit einer oberen Wand (28) , einer unteren Wand (30), einer Rückwand (16) , zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (32, 34) und einer durch eine Zugangstür an der Frontöffnung gebildeten vorderen Wand (22); eine Mikrowellenenergiequelle (4 0); eine Antenne (50) , die an der oberen Wand (28) drehbar gelagert ist und einen mittenversorgten Mikrowellenstreifenleiter (80) aufweist, der in einem vorbestimmten Abstand von der oberen Wand angeordnet ist, sich im wesentlichen parallel zu dieser erstreckt und an entgegengesetzten Enden durch zwei Strahler (84, 86) abgeschlossen ist, die sich jeweils unter einem Winkel ( oC) in Richtung weg von der oberen Wand erstrecken, und eine Sonde (86), die von einer Stelle zwischen den Enden des Streifenleiters vorsteht;

eine dielektrische Buchse (106), die in einem Loch (92) befestigt ist, das in der oberen Wand gebildet ist, zum drehbaren Lagern der Sonde in dem Loch; eine hohle, rechteckige Abstrahlkammer (52) , die sich längs der unteren Wand (30) des Herdraums (24) erstreckt und ein Feld von Abstrahlschlitzen (58) hat, welche über der Länge der Kammer gebildet sind und zum Abstrahlen von Mikrowellenenergie aus der Kammer in den Herdraum dienen, wobei die Schlitze so angeordnet sind, daß in dem Herdraum ein im wesentlichen stationäres Strahlungsdiagramm gebildet wird;
einen Hohlleiter mit einem zentralen Abschnitt (62) zum

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Empfangen von Energie aus der Quelle (40), mit einem ersten Zweigabschnitt (64), der sich von dem zentralen Abschnitt aus über das die Sonde aufnehmende Loch (92) hinaus erstreckt, und mit einem zweiten Zweigabschnitt (66) , der sich von dem zentralen Abschnitt aus zu der Abstrahlkammer (52) erstreckt, um Energie aus der Quelle in die Kammer einzukoppeln, wobei sich die Sonde in den ersten Zweigabschnitt (64) erstreckt, um Energie aus der Quelle elektrisch mit der Antenne zu koppeln; und

einen Motorantrieb (126) zum Drehen der Antenne (50); wobei die Antenne der Quelle eine Impedanz darbietet, die sich in Abhängigkeit von ihrer Winkelausrichtung in dem Herdraum (24) verändert, wenn sich die Antenne dreht, und wobei sich die Aufteilung der Mikrowellenenergie aus der Quelle (40) auf die Antenne (50) und die Kammer (52) gemäß der Antennenimpedanz verändert.

13. Mikrowellenkochgerät, gekennzeichnet durch: einen Herdraum (24) zur Aufnahme von zu erhitzenden Objekten, mit einer oberen Wand (28) , einer unteren Wand (30), einer Rückwand (16), zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (32, 34) und einer durch eine Zugangstür an der Frontöffnung gebildeten vorderen Wand (22); eine Mikrowellenenergiequelle (4 0); eine Tragplatte (37), auf die in dem Herdraum zu erhitzende Objekte gestellt werden, wobei die Ebene der Tragplatte die Kochebene in dem Herdraum ist;

eine Antenne (50) zum Abstrahlen von Mikrowellenenergie in den Herdraum (24), die an der oberen Wand (28) drehbar gelagert ist und eine Impedanz hat, die sich verändert, wenn sich die Antenne dreht;

eine Vorrichtung (126, 128, 130, 134) zum Drehen der Antenne;
eine statische Mikrowellenabstrahleinrichtung (52), die

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eine Impedanz hat, welche sich ändert, wenn sich die Dielektrizitätskonstante des in dem Herdraum zum Erhitzen aufgenommenen Objekts ändert;

einen Hohlleiter zum Aufteilen der Energie aus der Quelle auf die Antenne und die statische Einrichtung in Abhängigkeit von deren Impedanzen, so daß, wenn sich die Antenne dreht, deren Ausgangsleistung um einen ersten Mittelwert schwingt und die Ausgangsleistung der statischen Einrichtung um einen zweiten Mittelwert schwingt, wobei die Antennenausgangsleistung ein relatives Maximum und ein relatives Minimum ist, wenn die Ausgangsleistung der statischen Einrichtung ein relatives Minimum bzw. ein relatives Maximum ist, und wobei der erste und der zweite Mittelwert sich ändern, wenn sich die Dielektrizitätskonstante des zu erhitzenden Objekts auf der Tragplatte während des Kochens ändert.

14. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mittelwert am Anfang größer ist als der zweite Mittelwert.

15. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Einrichtung (52) eine hohle, rechteckige Kammer aufweist, die sich quer über die untere Wand (30) insgesamt in der Mitte derselben erstreckt und mit Abstrahlschlitzen (58) über ihrer Länge zum Erzeugen eines im wesentlichen stationären Strahlungsdiagramms in dem Herdraum (24) versehen ist.

16. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (50) ein Strahlungsdiagramm hat, das gewisse Gebiete relativ niedriger Energiedichte in der Kochebene aufweist, und daß die Schlitze (58) so angeordnet sind, daß das stationäre Strahlungsdiagramm Ge-

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biete relativ hoher Energiedichte in der Kochebene in wenigstens einigen der Gebiete niedriger Energiedichte des Strahlungsdiagramms der Antenne ergibt.

17. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Impedanz der Kammer (52) in Abhängigkeit von der Anzahl der Schlitze (58), die durch das auf der Tragplatte (37) stehende Objekt abgestimmt sind, ändert.

18. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (50) eine Sonde (86) aufweist, die in einem Loch (92) in der oberen Wand (28) des Herdraums (24) drehbar gelagert ist, einen mittenversorgten Mikrowellenstreifenleiter (80), der durch die Sonde (86) in einem vorbestimmten Abstand von der oberen Wand abgestützt ist und sich im wesentlichen parallel zu der oberen Wand erstreckt, und zwei Strahler (82, 84), die den Streifenleiter an entgegengesetzten Enden abschließen und sich jeweils unter einem Winkel (6L) bezüglich des Streifenleiters zur TM-Modenanregung des. Herdraums erstrecken.

19. Mikrowellenkochgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter einen zentralen Abschnitt (62) zum Empfangen von Energie aus der Quelle (40), einen ersten Abschnitt (64), der sich von dem zentralen Ab- . schnitt aus durch den Herdraum (24) zu dem Loch (92) erstreckt, um Energie aus der Quelle in die Antenne (50) einzukoppeln, und einen zweiten Abschnitt (66) aufweist, der sich längs einer Seitenwand (32) des 'Herdraums nach unten erstreckt, um Energie aus der Quelle in die Abstrahlkammer (52) einzukoppeln.

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