DE102011089191A1

DE102011089191A1 - Household appliance for heating food

Info

Publication number: DE102011089191A1
Application number: DE102011089191A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Thimm
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-06-20
Also published as: WO2013092477A1

Abstract

Ein Mikrowellenofen zum Erwärmen von Lebensmitteln mittels elektromagnetischer Wellen (38) weist einen Garraum zur Aufnahme zu erwärmender Lebensmittel und eine Vorrichtung zum Erzeugen von in den Garraum einzuleitenden elektromagnetischen Wellen (38) auf. Der Garraum ist mit einer Abschirmung (36) gegen unerwünschtes Ausbreiten der elektromagnetischen Wellen (38) nach außen versehen, die zumindest teilweise ein Material aufweist, das die elektromagnetischen Wellen absorbiert, insbesondere mit leitfähigen Kohlenstoffstrukturen wie Carbon-Nanotubes.A microwave oven for heating food by means of electromagnetic waves (38) has a cooking chamber for receiving food to be heated and a device for generating electromagnetic waves (38) to be introduced into the cooking chamber. The cooking chamber is provided with a shield (36) against unwanted propagation of the electromagnetic waves (38) to the outside, which at least partially comprises a material which absorbs the electromagnetic waves, in particular with conductive carbon structures such as carbon nanotubes.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zum Erwärmen von Lebensmitteln mittels elektromagnetischer Wellen. The invention relates to a household appliance for heating food by means of electromagnetic waves.

Derartige Haushaltsgeräte sind allgemein unter den Bezeichnungen Mikrowellenherd, Mikrowellenofen, Mikrowellengerät oder auch umgangssprachlich kurz Mikrowelle bekannt. Darin wird Gargut durch Absorption der namensgebenden Mikrowellenstrahlung, nämlich von elektromagnetischen Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz, aufgeheizt. Die Frequenz der elektromagnetischen Wellen ergibt sich aus der Notwendigkeit der Abschirmung eines Garraumes gegen ungewolltes Austreten dieser Wellen aus dem Garraum beziehungsweise überhaupt nach außerhalb. Die Abschirmwirkung wird im Stand der Technik mit einem Faradayschen Käfig und in Türbereichen mittels so genannter Resonanzdichtungen vorgenommen. Die Abschirmung, insbesondere die Resonanzdichtung, wirkt, je nach deren Ausgestaltung, jeweils nur abschirmend gegen eine definierte Frequenz, wobei sich hier die bereits genannten 2,45 GHz etabliert haben. Diese Frequenz ist jedoch ein Kompromiss, in den die Wirkung der elektromagnetischen Wellen auf das Gargut, insbesondere darin enthaltenes Wasser als Dipol, den Garraum, die Abschirmung und dergleichen einfließt. Such household appliances are generally known under the designation microwave oven, microwave oven, microwave oven or colloquially short microwave. In it, food is heated by absorption of the eponymous microwave radiation, namely by electromagnetic waves with a frequency of 2.45 GHz. The frequency of the electromagnetic waves results from the necessity of shielding a cooking chamber against unwanted leakage of these waves from the oven or even to the outside. The shielding effect is carried out in the prior art with a Faraday cage and in door areas by means of so-called resonance seals. The shield, in particular the resonant seal, acts, depending on their design, in each case only shielding against a defined frequency, in which case the already mentioned 2.45 GHz have become established. However, this frequency is a compromise, in which the effect of the electromagnetic waves on the food, in particular water contained therein as a dipole, the cooking chamber, the shield and the like flows.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Haushaltsgerät zum Erwärmen von Lebensmitteln mit elektromagnetischen Wellen zu schaffen, bei dem ein breites Frequenzspektrum der verwendeten elektromagnetischen Wellen zum Erhitzen des Gargutes benutzt werden kann.The invention has for its object to provide a household appliance for heating food with electromagnetic waves, in which a wide frequency spectrum of the electromagnetic waves used for heating the food can be used.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Die nachfolgenden, jedoch nicht erschöpfend aufgezählten Merkmale und Eigenschaften werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander und in beliebiger Kombination für das Haushaltsgerät. Des Weiteren ist die Reihenfolge der aufgelisteten Merkmale nicht bindend, sondern kann vielmehr entsprechend eines optimierten Haushaltsgerätes geändert und kombiniert werden. This object is achieved by a household appliance with the features of claim 1. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated herein by express reference. The following, but not exhaustive enumerated features and properties are described in part only once, but apply independently and in any combination for the household appliance. Furthermore, the order of the listed features is not binding, but rather can be changed and combined according to an optimized home appliance.

Es ist ein Haushaltsgerät zum Erwärmen von Lebensmitteln mittels elektromagnetischer Wellen vorgesehen, wobei das Haushaltsgerät einen Garraum zur Aufnahme zu erwärmender Lebensmittel sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen der in den Garraum einzuleitenden elektromagnetischen Wellen aufweist, wobei der Garraum eine Abschirmung gegen unerwünschtes Ausbreiten der elektromagnetischen Wellen außerhalb eines definierten Bereichs aufweist. Die Abschirmung besteht erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einem Material, das elektromagnetische Wellen absorbiert. Das sind vorteilhaft leitfähige Kohlenstoffstrukturen, insbesondere in Form von Carbon-Nanotubes oder einer Graphen-Beschichtung. Eine derartige Abschirmung mit Carbon-Nanotubes ist beispielsweise als Radarwellen absorbierendes Material für die Beschichtung von Militärflugzeugen mit sogenannten Tarnkappen- oder Stealth-Eigenschaften bekannt, siehe WO 2010/144 183 A1 . It is a household appliance for heating food provided by means of electromagnetic waves, wherein the household appliance has a cooking chamber for receiving food to be heated and a device for generating the electromagnetic waves to be introduced into the oven, the cooking chamber shielding against unwanted propagation of the electromagnetic waves outside of a defined area. The shield according to the invention consists at least partially of a material that absorbs electromagnetic waves. These are advantageously conductive carbon structures, in particular in the form of carbon nanotubes or a graphene coating. Such a shielding with carbon nanotubes is known, for example, as radar-wave absorbing material for the coating of military aircraft with so-called stealth or stealth characteristics, see WO 2010/144 183 A1 ,

Dieses absorbierende Material kann, je nach Zusammensetzung, gegenüber elektromagnetischen Wellen verschiedene Eigenschaften aufweisen. Bevorzugt absorbiert und/oder reflektiert das Material elektromagnetische Wellen eines breiten Frequenzspektrums vorzugsweise vollständig, oder, sofern im Rahmen der Erfindung sinnvoll, auch nur teilweise. This absorbing material may, depending on its composition, have different properties from electromagnetic waves. Preferably, the material absorbs and / or reflects electromagnetic waves of a broad frequency spectrum preferably completely or, if sensible within the scope of the invention, only partially.

Diese elektromagnetischen Wellen werden mittels einer speziellen Vorrichtung erzeugt, die beispielsweise ein sogenanntes Magnetron sein kann. Dessen Funktionsweise, unterschiedliche Ausgestaltungen sowie Steuerungsmöglichkeiten sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Die elektromagnetischen Wellen können beispielsweise mittels sogenannter Hohlleiter an unterschiedliche Austrittsstellen in den Garraum verteilt werden.These electromagnetic waves are generated by means of a special device, which may for example be a so-called magnetron. Its mode of operation, different configurations and control options are known in principle to the person skilled in the art. The electromagnetic waves can be distributed for example by means of so-called waveguide to different exit points in the oven.

Mittels der von dem Magnetron erzeugten elektromagnetischen Wellen werden elektrische Dipole in zu erwärmenden Lebensmitteln zum Schwingen angeregt. Vorzugsweise sind die zu erwärmenden Lebensmittel also wenigstens wasserhaltig. Allerdings ist es, sofern für die Anwendung im erfindungsgemäßen Haushaltsgerät sinnvoll, auch möglich, dass entgegen der bekannten Mikrowellenherde mit dem erfindungsgemäßen Mikrowellenherd auch jeder andere elektrische Dipol, jedes andere Dipolmolekül in Lebensmitteln, aber auch in anderen Gegenständen, zum Schwingen angeregt und somit also erwärmt werden kann. By means of the electromagnetic waves generated by the magnetron, electric dipoles are excited to vibrate in foods to be heated. Preferably, the food to be heated so at least containing water. However, if it makes sense for the application in the household appliance according to the invention, it is also possible that, contrary to the known microwave ovens with the microwave oven according to the invention, any other electric dipole, any other dipole molecule in food, but also in other objects, excited to vibrate and thus heated can be.

Im allgemeinen Sprachgebrauch hat sich der Begriff Mikrowelle für elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 300 GHz etabliert, was Wellenlängen von 1 mm bis 30 cm entspricht. Sofern es im Rahmen der Erfindung als sinnvoll erscheint, sind auch alle anderen elektromagnetischen Wellen außerhalb dieses Mikrowellenbereiches mittels der erfindungsgemäßen Abschirmung abschirmbar. In common usage, the term electromagnetic wave microwave has established itself in a frequency range of 1 GHz to 300 GHz, which corresponds to wavelengths of 1 mm to 30 cm. If it appears to be useful in the context of the invention, all other electromagnetic waves outside of this microwave range by means of the shielding of the invention are shielded.

Vorteilhaft wird durch die Erfindung erreicht, dass ein breites Frequenzspektrum von elektromagnetischen Wellen verwendet werden kann, ein Mikrowellengerät also nicht wie seither auf eine einzige verwendbare Frequenz von beispielsweise 2,45 GHz beschränkt ist. Die Verwendung verschiedener Frequenzen bringt unterschiedliche Eindringtiefen, Wirkungsquerschnitte, Energiemengen und dergleichen mit sich, die zur besseren Erwärmung verschiedener Lebensmitteln verwendet werden können. Mittels der erfindungsgemäßen Abschirmung ist also der zu wählende Frequenzbereich bzw. die zu wählende Frequenz nicht abhängig von der Bauart des Garraums bzw. des Haushaltsgerätes. Es ermöglicht eine bessere und effektivere Nutzung der elektromagnetischen Wellen sowie eine schnellere, gleichmäßigere und auch energiesparendere Erwärmung von Lebensmitteln. Advantageously, it is achieved by the invention that a broad frequency spectrum of electromagnetic waves can be used, that is, a microwave device is not limited to a single usable frequency of, for example, 2.45 GHz, as it has been since. The use of different frequencies brings different penetration depths, cross sections, amounts of energy and the like, which can be used to better heat different foods. By means of the shield according to the invention, therefore, the frequency range to be selected or the frequency to be selected is not dependent on the design of the cooking chamber or of the household appliance. It allows a better and more effective use of electromagnetic waves as well as a faster, more uniform and also more energy-saving heating of food.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht die Abschirmung vollständig aus dem genannten Material mit leitfähigen Kohlenstoffstrukturen, das insbesondere Carbon-Nanotubes oder Graphen aufweist. Diese Abschirmung ist vorteilhaft an allen Innenflächen des Haushaltsgerätes vorgesehen, die einem zu erwärmenden Gargut zugewandt sind, aber auch die Vorrichtung zum Erzeugen der elektromagnetischen Wellen umgeben können. In Bereichen von Übergängen zwischen einzelnen Bauteilen wie beispielsweise einem Innenraum und darin anschließender Tür bzw. einem Innenraum und einem darin angesetzten Magnetron oder dergleichen sind vorteilhaft Überlappungen des Materials und/oder so genannte Resonanzdichtungen odgl. vorgesehen.In an embodiment of the invention, the shield consists entirely of said material with conductive carbon structures, which in particular comprises carbon nanotubes or graphene. This shield is advantageously provided on all inner surfaces of the household appliance, which are facing a food to be heated, but can also surround the device for generating the electromagnetic waves. In areas of transitions between individual components such as an interior and subsequent door or an interior and an attached therein magnetron or the like overlaps of the material and / or so-called resonance seals or the like are advantageous. intended.

In Weiterbildung der Erfindung ist das absorbierende Material, das insbesondere Carbon-Nanotubes oder Graphen aufweist bzw. ist, in ein Textil odgl. eingearbeitet, vorzugsweise in ein Textil, das Kohlefasern aufweist. Auf diese Weise können unter anderem Compositbauteile Verwendung finden. Aber auch eine Auskleidung eines Innenraumes mit dem Textil bzw. der Ersatz von einzelnen Abschnitten einer Garraumwandung mittels eines solchen Textils ist möglich.In a further development of the invention, the absorbent material, which in particular has carbon nanotubes or graphene or is in a textile or the like. incorporated, preferably in a textile which has carbon fibers. In this way, among other composite components can be used. But also a lining of an interior with the textile or the replacement of individual sections of a Garraumwandung means of such a textile is possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Material, das insbesondere Carbon-Nanotubes oder Graphen aufweist, einer Oberflächenbeschichtung beigemischt. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise ein Lack, Harz, Pulver und dergleichen sein. Hierdurch wird ermöglicht, dass die herkömmlichen Blech- oder Kunststoffgehäuse herkömmlicher Haushaltsgeräte zum Erwärmen mittels elektromagnetischer Wellen um eine Absorptionsschicht ergänzt werden. Dies ist vorteilhaft, da ja bereits Anlagen für die Herstellung und Fertigung solcher Teile aus Metall und/oder Kunststoff bestehen und diese Teile ohnehin lackiert und/oder beschichtet werden. Es kann also gleichzeitig eine Farbgestaltung sowie das Aufbringen der Abschirmschicht erfolgen. In a further embodiment of the invention, the material, which in particular has carbon nanotubes or graphene, admixed with a surface coating. Such a coating may be, for example, a varnish, resin, powder and the like. This makes it possible that the conventional sheet metal or plastic housing of conventional household appliances for heating by means of electromagnetic waves are supplemented by an absorption layer. This is advantageous, since there are already systems for the production and manufacture of such parts made of metal and / or plastic and these parts are already painted and / or coated. It can therefore be done simultaneously a color design and the application of the shielding.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Garraum im Wesentlichen vollständig aus dem Werkstoff mit dem absorbierenden Material hergestellt, vorzugsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff odgl. hergestellt, in den die genannten leitfähigen Kohlenstoffstrukturen eingearbeitet sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist zumindest der Garraum eine Oberflächenbeschichtung auf, der solches Material beigemischt ist wie insbesondere Carbon-Nanotubes oder Graphen. In a further development of the invention, the cooking chamber is made substantially entirely of the material with the absorbent material, preferably of a carbon fiber composite material or the like. prepared, in which said conductive carbon structures are incorporated. In a further embodiment of the invention, at least the cooking chamber has a surface coating, which is admixed with such material as, in particular, carbon nanotubes or graphene.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Garraum eine Öffnung auf, die mit einer türartigen Verschlussvorrichtung verschließbar ist, wobei vorzugsweise die Verschlussvorrichtung mit einer Abschirmung versehen ist, die der Abschirmung des übrigen Garraumes entspricht. Dabei ist die Abschirmung vorteilhaft durchsichtig bzw. transparent für eine üblicherweise durchsichtige türartige Verschlussvorrichtung. Dazu eignen sich neben an sich bekannten ITO-Schichten aus transparentem Zinnoxid, die auch absorbierende Wirkung für elektromagnetische Wellen aufweisen, Schichten aus Graphen. Diese sind wegen ihrer sehr geringen Dicke, teilweise hinab bis zu wenigen Atomlagen oder sogar Monolagen, auch transparent im Gegensatz zu normalen CNT-Schichten. In an embodiment of the invention, the cooking chamber has an opening which is closable with a door-like closure device, wherein preferably the closure device is provided with a shield which corresponds to the shielding of the remaining cooking space. The shield is advantageously transparent or transparent for a usually transparent door-like closure device. In addition to known ITO layers of transparent tin oxide, which also have an absorbing effect for electromagnetic waves, layers of graphene are suitable for this purpose. These are because of their very small thickness, sometimes down to a few atom layers or even monolayers, also transparent in contrast to normal CNT layers.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Übergangsbereich zwischen dem Garraum und der Verschlussvorrichtung eine Resonanzdichtung und/oder eine Dichtlippe odgl. vorgesehen. Die Dichtlippe odgl. zur Abschirmung besteht zumindest abschnittsweise aus einem absorbierenden Material, das insbesondere anteilig leitfähige Kohlenstoffstrukturen wie Carbon-Nanotubes oder Graphen aufweist, bevorzugt zwischen 1% und 60%, besonders bevorzugt zwischen 1% und 20%, und zwar bezogen auf das Volumen. Die genannten Anteile können im Wesentlichen auf die gesamte Abschirmung übertragen werden, da sich gezeigt hat, dass die genannten Anteile die gewünschten Abschirmeffekte zuverlässig ermöglichen. In a further embodiment of the invention, a resonance seal and / or a sealing lip or the like is in a transition region between the cooking chamber and the closure device. intended. The sealing lip or the like. for shielding consists at least in sections of an absorbent material, in particular proportionally conductive carbon structures such as carbon nanotubes or graphene, preferably between 1% and 60%, more preferably between 1% and 20%, based on the volume. The stated proportions can be transferred essentially to the entire shield, since it has been shown that the stated proportions reliably enable the desired shielding effects.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Abschirmung wenigstens zwei Schichten auf, die unterschiedliche Anteile von genanntem absorbierendem Material aufweisen, nämlich eine erste, oberflächennahe Schicht mit geringerer Dichte des absorbierenden Materials, und eine zweite, oberflächenferne Schicht mit vergleichsweise höherer Dichte des absorbierenden Materials. In Weiterbildung der Erfindung weist die erste Schicht eine Dichte von Bestandteilen auf, die die Absorption bewirken, die der Schicht Reflektionseigenschaften gegenüber elektromagnetischen Wellen verleiht, die im Wesentlichen der von Luft entsprechen. Die zweite Schicht weist eine Dichte von solchem absorbierendem Material auf, die eine im Wesentlichen vollständige Absorption der elektromagnetischen Wellen ermöglicht. Auf diese Weise werden die elektromagnetischen Wellen von der Oberfläche der Beschichtung durch die erste Schicht hindurch auf die zweite Schicht geleitet. In an embodiment of the invention, the shield comprises at least two layers having different proportions of said absorbent material, namely a first, lower density, near-surface layer of the absorbent material, and a second, lower surface, relatively higher density layer of the absorbent material. In a development of the invention, the first layer has a density of constituents which bring about the absorption which gives the layer reflection properties with respect to electromagnetic waves which essentially correspond to those of air. The second layer faces a density of such absorbent material that allows for substantially complete absorption of the electromagnetic waves. In this way, the electromagnetic waves are conducted from the surface of the coating through the first layer to the second layer.

Vorteilhaft kann die erste Schicht ausgebildet sein, um den Durchtritt der elektromagnetischen Wellen lediglich unidirektional zu ermöglichen, also nur in eine Richtung. Vorzugsweise geht diese Richtung von der dem Garraum zugewandten Oberfläche zur zweiten Schicht hin, sperrt jedoch in entgegengesetzter Richtung. Hierdurch würde eine Reflektion der elektromagnetischen Wellen an der Oberfläche, sofern für die Anwendung sinnvoll, vollständig vermieden. Je nach zu erreichenden Eigenschaften der Schichten kann durch entsprechendes anteiliges Beimengen des absorbierenden Materials ggf. auch eine teilreflektierende Wirkung erzielt werden.Advantageously, the first layer may be formed to allow the passage of the electromagnetic waves only unidirectional, so only in one direction. This direction preferably proceeds from the surface facing the cooking chamber to the second layer, but blocks in the opposite direction. As a result, a reflection of the electromagnetic waves on the surface, if useful for the application, completely avoided. Depending on the properties of the layers to be achieved, it is also possible, if appropriate, to achieve a partially reflecting effect by appropriate proportionate incorporation of the absorbent material.

In Ausgestaltung der Erfindung wirkt die Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich zwischen 0,1 MHz und 60 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 300 MHz und 5 GHz. In an embodiment of the invention, the shield against electromagnetic waves in a frequency range between 0.1 MHz and 60 GHz, in particular in a frequency range between 300 MHz and 5 GHz.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erzeugt die Vorrichtung zum Erzeugen der elektromagnetischen Wellen, also das Magnetron, elektromagnetische Wellen mit vorzugsweise veränderbaren Frequenzen in einem Bereich zwischen 0,1MHz und 60GHz, insbesondere in einem Bereich zwischen 300MHz und 5GHz, wobei die Frequenzen vorzugsweise stufenlos veränderbar sind. Der Frequenzbereich zwischen 300MHz und 5GHz hat sich als ideales Spektrum für die Erwärmung von Lebensmitteln herausgestellt. Die stufenlose Einstellbarkeit ermöglicht das Abdecken des zu verwendenden Spektrums beispielsweise in Kaskaden und/oder Salven von Wellenemissionen. In a further embodiment of the invention generates the device for generating the electromagnetic waves, ie the magnetron, electromagnetic waves with preferably variable frequencies in a range between 0.1MHz and 60GHz, in particular in a range between 300MHz and 5GHz, the frequencies are preferably continuously variable , The frequency range between 300MHz and 5GHz has proven to be the ideal range for food warming. The stepless adjustability makes it possible to cover the spectrum to be used, for example in cascades and / or bursts of wave emissions.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Abschirmung beständig gegenüber Einwirkung von Temperaturen bis 500°C, insbesondere gegen Temperaturen bis 240°C. In weiterer Ausgestaltung ist das Haushaltsgerät ein Mikrowellenofen. Besonders bevorzugt ist das Haushaltsgerät ein Kombigerät, in dem ein Mikrowellenofen beispielsweise mit einer Grillfunktion und/oder weiteren Garfunktionen kombiniert ist. In an embodiment of the invention, the shield is resistant to the action of temperatures up to 500 ° C, especially against temperatures up to 240 ° C. In a further embodiment, the household appliance is a microwave oven. Particularly preferably, the household appliance is a combined appliance in which a microwave oven is combined, for example, with a grill function and / or further cooking functions.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Haushaltsgerät eine Erkennungsvorrichtung für das Erkennen der Art, der Temperatur, des Gewichtes, der Dichte und/oder des Volumens eines zu erwärmenden Lebensmittels auf. Diese Erkennungsvorrichtung kann optisch, sensorisch und/oder elektrisch wirken, beispielsweise über Gassensoren. Alternativ können auch Temperatursensoren im Haushaltsgerät bzw. für das Lebensmittel vorhanden sein. In a further development of the invention, the household appliance has a recognition device for detecting the type, the temperature, the weight, the density and / or the volume of a food to be heated. This recognition device can act optically, sensory and / or electrically, for example via gas sensors. Alternatively, temperature sensors may also be present in the household appliance or for the food.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Erkennungsvorrichtung ausgebildet, um die Art, das Gewicht und/oder das Volumen eines zu erwärmenden Lebensmittels mittels von dem zu erwärmenden Lebensmittel reflektierter elektromagnetischer Wellen zu erkennen. In Ausgestaltung der Erfindung wandeln die in der Abschirmung enthaltenen leitfähigen Kohlenstoffstrukturen absorbierte elektromagnetische Wellen in auswertbare elektrische Signale um. Durch das Erkennen des Gargutes sowie seiner Parameter kann das Haushaltsgerät im Wesentlichen automatisch Einstellungen wie beispielsweise Leistung, Frequenzspektrum, Einwirkdauer odgl. einstellen.In an embodiment of the invention, the detection device is designed to detect the type, weight and / or volume of a food to be heated by means of the food to be heated reflected electromagnetic waves. In an embodiment of the invention, the conductive carbon structures contained in the shield convert absorbed electromagnetic waves into evaluable electrical signals. By recognizing the food and its parameters, the household appliance can essentially automatically settings such as power, frequency spectrum, exposure time odgl. to adjust.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Einzelne Merkmale können jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischenüberschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features are apparent from the claims and from the description and drawings. Individual features may each be implemented alone or in combination in the form of subcombinations in one embodiment of the invention and in other fields, and may be advantageous and protectable embodiments for which protection is claimed. The subdivision of the application into individual sections and subheadings does not limit the statements made thereunder in their generality.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die in den einzelnen Fig. gezeigten Ausführungsformen weisen teilweise Merkmale auf, die die anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht aufweisen. Die Merkmale können jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, beliebig miteinander kombiniert werden. In den schematischen Zeichnungen zeigen:Various embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. The embodiments shown in the individual figures have some features which the other illustrated embodiments of the invention do not have. However, the features may be combined with one another without departing from the scope of the invention. In the schematic drawings show:

1 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes, 1 an isometric view of a household appliance according to the invention,

2 einen Ausschnitt einer einem Garraum zugewandten Oberfläche mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung gemäß einer ersten Ausführung, 2 a detail of a cooking chamber facing surface with a shield according to the invention according to a first embodiment,

3 ein Ausschnitt gemäß 2 gemäß einer zweiten Ausführung, 3 a section according to 2 according to a second embodiment,

4 ein Ausschnitt gemäß 2 gemäß einer dritten Ausführung, 4 a section according to 2 according to a third embodiment,

5 ein Ausschnitt gemäß 2 gemäß einer vierten Ausführung, sowie 5 a section according to 2 according to a fourth embodiment, as well

6 ein Ausschnitt gemäß 2 gemäß einer fünften Ausführung. 6 a section according to 2 according to a fifth embodiment.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments

Die 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes 10, das hier ein sogenannter Mikrowellenofen 12 ist. Das Haushaltsgerät 12 weist ein Gehäuse 14 auf, in dem ein Garraum 16, eine Vorrichtung 18 zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen, eine türartige Verschlussvorrichtung 20 zum Verschließen des Garraumes 16 sowie eine Steuerung 22 angeordnet sind. The 1 shows an isometric view of a household appliance according to the invention 10 , this is a so-called microwave oven 12 is. The household appliance 12 has a housing 14 in which a cooking space 16 , a device 18 for generating electromagnetic waves, a door-like shutter device 20 for closing the cooking chamber 16 and a controller 22 are arranged.

Die Vorrichtung 18 zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen, die in den Garraum 16 eingeleitet werden, ist ein so genanntes Magnetron. Der Garraum 16 dient zur Aufnahme von in 1 nicht dargestelltem Gargut, insbesondere Lebensmitteln. In dem Garraum 16 kann hierzu eine Aufnahmevorrichtung odgl. vorgesehen sein, beispielsweise ein an sich bekannter Drehteller, ist aber in 1 nicht näher dargestellt. The device 18 for generating electromagnetic waves entering the cooking chamber 16 is initiated, is a so-called magnetron. The cooking space 16 serves to accommodate in 1 not shown Gargut, especially food. In the oven 16 can this purpose a receiving device or the like. be provided, for example, a known turntable, but is in 1 not shown in detail.

Die Steuerung 22 umfasst ein Panel 24 mit einer optischen Anzeige 26 sowie tastenartigen Eingabevorrichtungen 28. Weiterhin umfasst die Steuerung 22 einen Drehwahlregler 30 für im Wesentlichen beliebige Eingaben wie Zeitvorwahlen, Produktangaben odgl., sowie eine Erkennungsvorrichtung 32 für das Erkennen von Art, Gewicht und/oder Volumen eines in dem Garraum 16 angeordneten Gargutes. The control 22 includes a panel 24 with an optical display 26 as well as key-type input devices 28 , Furthermore, the controller includes 22 a rotary dial controller 30 for substantially any inputs such as time preselections, product information or the like, as well as a recognition device 32 for recognizing the type, weight and / or volume of one in the oven 16 arranged food.

Im Wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des Haushaltsgerätes 10, die eine Trennfläche bildet zwischen einem Bereich, in dem elektromagnetische Wellen vorhanden sein dürfen und einem Bereich, in dem keine elektromagnetischen Wellen vorhanden sein dürfen, ist mit einer in 1 nicht dargestellten Abschirmung versehen. Die Abschirmung kann abschnittsweise auf die innere Oberfläche des Garraumes 16 aufgebracht sein oder auch selbst den Garraum 16 bilden. Im Übergangsbereich zwischen dem türartigen Verschluss 20 und dem Garraum 16 ist ebenfalls eine Abschirmung vorgesehen, und zwar so, dass diese das Austreten elektromagnetischer Wellen über den Verschlussspalt zwischen türartigem Verschluss 20 und Garraum 16 verhindert. Diese Abschirmung kann beispielsweise eine zuvor genannte Resonanzdichtung odgl. sein.Essentially the entire inner surface of the household appliance 10 , which forms an interface between a region in which electromagnetic waves may be present and a region in which no electromagnetic waves may be present, with an in 1 provided shielding not shown. The shield can be partially on the inner surface of the cooking chamber 16 be applied or even the cooking space 16 form. In the transition area between the door-like closure 20 and the cooking space 16 Shielding is also provided in such a way as to prevent electromagnetic waves from escaping through the closure gap between the door-like closure 20 and cooking space 16 prevented. This shield may, for example, a previously mentioned resonance seal or the like. be.

In 2 ist ein Wandabschnitt 34 des Garraumes 16 der 1 dargestellt, auf dem eine Abschirmung 36 aufgebracht ist. Die Abschirmung 36 besteht aus einem absorbierenden Material, in dem vorteilhaft leitfähige Kohlenstoffstrukturen wie Carbon-Nanotubes odgl. enthalten sind. Mittels dieses Materials werden elektromagnetische Wellen 38 absorbiert. Die Abschirmung 36 kann ggf. auch lediglich teilweise auf einer Oberfläche aufgebracht sein, beispielsweise wenn eine kombinierte Abschirmwirkung, nämlich aus faradayscher Wirkung und der Wirkung der leitfähigen Kohlenstoffstrukturen bzw. Carbon-Nanotubes, erzielt werden soll. Alternativ zu Carbon-Nanotubes können auch Graphen-Schichten als Abschirmung vorgesehen sein. Dies bietet sich insbesondere für die Innenseite des türartigen Verschlusses 20 an, da Graphenschichten aufgrund ihrer geringen Dicke von Natur aus transparent sind. Alternativ können für die Tür 20 auch ITO-Schichten verwendet werden, die ebenfalls transparent und gleichzeitig ausreichend absorbierend sind. In 2 is a wall section 34 of the cooking space 16 of the 1 shown on which a shield 36 is applied. The shield 36 consists of an absorbent material in which advantageously conductive carbon structures such as carbon nanotubes or the like. are included. This material becomes electromagnetic waves 38 absorbed. The shield 36 If appropriate, it may also be applied only partially to a surface, for example if a combined shielding effect, namely of faraday effect and the effect of the conductive carbon structures or carbon nanotubes, is to be achieved. As an alternative to carbon nanotubes, graphene layers can also be provided as a shield. This is particularly suitable for the inside of the door-like closure 20 because graphene layers are inherently transparent due to their small thickness. Alternatively, for the door 20 also ITO layers are used, which are also transparent and at the same time sufficiently absorbent.

Im Unterschied zu 2 ist in 3 ein Wandabschnitt 34 dargestellt, auf dem eine erste Schicht als Abschirmung 36 sowie eine zweite Schicht als Abschirmung 40 aufgebracht ist. Die zweite Schicht 40 ist hierbei ausgebildet, um elektromagnetische Wellen 38 vollständig passieren zu lassen. Die erste Schicht 36 ist ausgebildet, um diese elektromagnetischen Wellen 38 vollständig zu absorbieren. Die zweite Schicht Abschirmung 40 kann zusätzlich ausgebildet sein, um eine Rückreflektion in den Bereich ihrer räumlichen Herkunft zu unterbinden, also unidirektional passierbar ausgebildet sein, wie es zuvor erläutert worden ist. In contrast to 2 is in 3 a wall section 34 shown on which a first layer as a shield 36 and a second layer as a shield 40 is applied. The second layer 40 is here designed to electromagnetic waves 38 to let pass completely. The first shift 36 is designed to handle these electromagnetic waves 38 to absorb completely. The second layer shielding 40 may additionally be designed to prevent back reflection in the region of their spatial origin, so be formed unidirectionally passable, as has been previously explained.

In 4 ist der Wandabschnitt 34 mit der Abschirmung 36 wie zuvor versehen, die mit einer zusätzlichen Oberflächenbeschichtung 42 versehen ist, beispielsweise als Schutz und/oder Dekor. Diese kann beispielsweise ein Lack, ein Harz, eine Pulverbeschichtung odgl. sein. Gemäß 4 ist diese Oberflächenbeschichtung 42 ausgebildet, um elektromagnetische Wellen 38 im Wesentlichen ungehindert passieren zu lassen oder zu reflektieren. Die Absorption der elektromagnetischen Wellen 38 findet in der Abschirmung 36 statt. In 4 is the wall section 34 with the shield 36 as previously provided with an additional surface coating 42 is provided, for example as protection and / or decor. This can, for example, a paint, a resin, a powder coating or the like. be. According to 4 is this surface coating 42 trained to electromagnetic waves 38 to pass or reflect essentially unhindered. The absorption of electromagnetic waves 38 takes place in the shield 36 instead of.

In 5 ist der Wandabschnitt 34 lediglich mit einer absorbierenden Oberflächenbeschichtung 44 versehen, diese kann eine Oberflächenbeschichtung gemäß der in 4 sein, wobei dieser dann eben vorteilhaft leitfähige Kohlenstoffstrukturen bzw. Carbon-Nanotubes für die absorbierenden Eigenschaften zugemischt sind.In 5 is the wall section 34 only with an absorbent surface coating 44 This may provide a surface coating according to the in 4 be, which are just then advantageously mixed conductive carbon structures or carbon nanotubes for the absorbent properties.

In 6 ist der Wandabschnitt 46 mit der Oberflächenbeschichtung 42 gemäß 4 versehen. Gemäß dieser Ausgestaltung ist dieser Wandabschnitt 46 sowie die dazugehörende, hier nicht näher dargestellte Wand selbst aus einem Material gefertigt, das die genannten leitfähigen Kohlenstoffstrukturen aufweist, also selbst elektromagnetische Wellen absorbiert. In 6 is the wall section 46 with the surface coating 42 according to 4 Mistake. According to this embodiment, this wall section 46 and the associated, not shown here wall itself made of a material having said conductive carbon structures, so even absorbs electromagnetic waves.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2010/144183 A1 [0005] WO 2010/144183 A1 [0005]

Claims

Haushaltsgerät zum Erwärmen von Lebensmitteln mittels elektromagnetischer Wellen, wobei das Haushaltsgerät (10) einen Garraum (16) zur Aufnahme zu erwärmender Lebensmittel und eine Vorrichtung (18) zum Erzeugen der in den Garraum (16) einzuleitenden elektromagnetischen Wellen (38) aufweist, wobei der Garraum (16) eine Abschirmung (36, 40, 44, 46) gegen unerwünschtes Ausbreiten der elektromagnetischen Wellen (38) außerhalb eines definierten Bereichs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (36, 40, 44, 46) zumindest teilweise aus einem Material besteht, das elektromagnetische Wellen (38) absorbiert. Household appliance for heating food by means of electromagnetic waves, wherein the domestic appliance ( 10 ) a cooking space ( 16 ) for receiving food to be warmed and a device ( 18 ) for generating the in the cooking space ( 16 ) electromagnetic waves ( 38 ), wherein the cooking space ( 16 ) a shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) against unwanted propagation of the electromagnetic waves ( 38 ) outside a defined range, characterized in that the shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) is at least partially made of a material containing electromagnetic waves ( 38 ) absorbed.

Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Material leitfähige Kohlenstoffstrukturen aufweist, insbesondere in Form von Carbon-Nanotubes oder einer Graphen-Beschichtung. Domestic appliance according to claim 1, characterized in that the absorbent material has conductive carbon structures, in particular in the form of carbon nanotubes or a graphene coating.

Haushaltsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (36, 40, 44, 46) vollständig aus dem absorbierenden Material besteht.Domestic appliance according to claim 1 or 2, characterized in that the shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) consists entirely of the absorbent material.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material in ein Textil odgl. eingearbeitet ist, vorzugsweise in ein Textil, das Kohlefasern aufweist. Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that this material in a textile or the like. is incorporated, preferably in a textile which has carbon fibers.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material einer Oberflächenbeschichtung (44) beigemischt ist, wobei vorzugsweise zumindest der Garraum (16) eine Oberflächenbeschichtung (44) aufweist, der leitfähige Kohlenstoffstrukturen beigemischt sind.Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the material of a surface coating ( 44 ) is admixed, wherein preferably at least the cooking chamber ( 16 ) a surface coating ( 44 ), which are mixed with conductive carbon structures.

Haushaltsgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Garraum (16) aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff oder dergleichen hergestellt ist, in den leitfähige Kohlenstoffstrukturen eingearbeitet sind. Domestic appliance according to claim 1 to 4, characterized in that the cooking space ( 16 ) is made of a carbon fiber composite material or the like incorporated with conductive carbon structures.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Garraum (16) eine Öffnung aufweist, die mit einer türartigen Verschlussvorrichtung (20) verschließbar ist, wobei vorzugsweise die Verschlussvorrichtung (20) mit einer Abschirmung (36, 40, 44, 46) versehen ist, die transparent ist.Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the cooking space ( 16 ) has an opening provided with a door-like closure device ( 20 ) is closable, wherein preferably the closure device ( 20 ) with a shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) which is transparent.

Haushaltsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich zwischen dem Garraum (16) und der Verschlussvorrichtung (20) eine Resonanzdichtung und/oder eine Dichtlippe vorgesehen ist, die zur Abschirmung zumindest abschnittsweise aus einem Material besteht, das elektromagnetische Wellen (38) absorbiert, wobei es insbesondere anteilig leitfähige Kohlenstoffstrukturen bzw. Carbon-Nanotubes aufweist, vorzugsweise mit einem Anteil zwischen 1% und 60%. Domestic appliance according to claim 7, characterized in that in a transition region between the cooking chamber ( 16 ) and the closure device ( 20 ) a resonance seal and / or a sealing lip is provided, which at least partially consists of a material for shielding the electromagnetic waves ( 38 ), wherein it has in particular proportionally conductive carbon structures or carbon nanotubes, preferably in a proportion between 1% and 60%.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (36, 40, 44, 46) wenigstens zwei Schichten (36, 40) aufweist, die unterschiedliche Anteile von absorbierendem Material aufweisen, nämlich eine erste, oberflächennahe Schicht (40) mit geringer Dichte von absorbierendem Material und eine zweite, oberflächenferne Schicht (36) mit vergleichsweise höherer Dichte von absorbierendem Material. Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) at least two layers ( 36 . 40 ), which have different proportions of absorbent material, namely a first, near-surface layer ( 40 ) with a low density of absorbent material and a second, surface-distant layer ( 36 ) with a comparatively higher density of absorbent material.

Haushaltsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (40) eine solche Dichte von absorbierendem Material aufweist, die der ersten Schicht Reflektionseigenschaften gegenüber elektromagnetischen Wellen (38) verleiht, die im Wesentlichen der von Luft entsprechen, und dass die zweite Schicht (36) eine Dichte von absorbierendem Material für die Fähigkeit zur im Wesentlichen vollständigen Absorption von elektromagnetischen Wellen (38) aufweist.Domestic appliance according to claim 9, characterized in that the first layer ( 40 ) has such a density of absorbing material that the first layer reflection properties against electromagnetic waves ( 38 ), which correspond substantially to that of air, and that the second layer ( 36 ) a density of absorbent material for the ability to substantially completely absorb electromagnetic waves ( 38 ) having.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen (38) in einem Frequenzbereich zwischen 0,1MHz und 60GHz wirkt, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 300MHz und 5GHz.Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the shield against electromagnetic waves ( 38 ) operates in a frequency range between 0.1MHz and 60GHz, especially in a frequency range between 300MHz and 5GHz.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (18) zum Erzeugen der elektromagnetischen Wellen elektromagnetische Wellen (38) mit vorzugsweise veränderbaren Frequenzen in einem Bereich zwischen 0,1MHz und 60GHZ erzeugt, insbesondere in einem Bereich zwischen 300MHz und 5GHz, wobei die Frequenzen vorzugsweise stufenlos veränderbar sind.Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 18 ) for generating the electromagnetic waves electromagnetic waves ( 38 ) with preferably variable frequencies in a range between 0.1 MHz and 60 GHz, in particular in a range between 300 MHz and 5 GHz, the frequencies preferably being infinitely variable.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (36, 40, 44, 46) beständig gegenüber Temperaturen bis 500°C ist, insbesondere gegenüber Temperaturen bis 240°C.Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the shield ( 36 . 40 . 44 . 46 ) resistant to temperatures up to 500 ° C, in particular to temperatures up to 240 ° C.

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mikrowellenofen (12) ist. Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that it is a microwave oven ( 12 ).

Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (10) eine Erkennungsvorrichtung (32) für das Erkennen von Art, Temperatur, Gewicht, Dichte und/oder Volumen eines zu erwärmenden Lebensmittels aufweist, wobei vorzugsweise die Erkennungsvorrichtung (32) ausgebildet ist, um die Art, das Gewicht und/oder das Volumen eines zu erwärmenden Lebensmittels mittels von dem zu erwärmenden Lebensmittel reflektierter elektromagnetischer Wellen (38) zu erkennen, wobei insbesondere das in der Abschirmung (36, 40, 44, 46) enthaltene absorbierende Material absorbierte elektromagnetische Wellen (38) in auswertbare elektrische Signale umwandelt zur Auswertung durch die Erkennungsvorrichtung (32). Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the domestic appliance ( 10 ) a recognition device ( 32 ) for detecting the type, temperature, weight, density and / or volume of a food to be heated, wherein preferably the recognition device ( 32 ) is designed to be the type that Weight and / or volume of a food to be heated by means of electromagnetic waves reflected by the food to be heated ( 38 ), in particular that in the shield ( 36 . 40 . 44 . 46 Absorbing material absorbed electromagnetic waves ( 38 ) into evaluable electrical signals for evaluation by the recognition device ( 32 ).