DE3703133A1 - METHOD AND DEVICE FOR COMPARISONING THE HEATING OF FOOD IN A COOKER HEATED WITH MICROWAVE ENERGY - Google Patents

Abstract

The known methods for homogenising the field distribution in a cooking space heated by microwaves, such as rotating antennas, rotating plates and wave stirrers, are relatively expensive. The characteristic impedance is periodically changed by means of a rotating element (5) arranged in the waveguide (3) between the magnetron (1) and the injection aperture (6) into the cooking space (2). In this way, the output frequency of the magnetron is also changed, resulting in homogenisation of the field. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergleichmäßigung der Erwärmung von Speisen in einem mit Mikrowellen­ energie beheizten Gargerät und eine Vorrichtung zur Durch­ führung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for equalization heating food in one with microwaves Energy heated cooking device and a device for through implementation of this procedure.

Bei einem Mirkowellenofen werden in einen als Resonanz­ kammer wirkenden Garraum, welcher von den metallischen Wänden der Garmuffel umschlossen wird, die von einem Magnetron erzeugten Mikrowellen eingespeist. Es ist dabei möglich die Ausgangssonde des Magnetrons unmittelbar in den Garraum zu führen. Zur Verbesserung der Gleichförmig­ keit der Erwärmung des Gargutes ist es bereits bekannt sogenannte Drehantennen vorzusehen, welche das Mikrowellen­ feld relativ zum ruhenden Gargut bewegen. Abgesehen davon, daß die direkte Einspeisung der Mikrowellen in den Garraum große Anpassungsschwierigkeiten des Magnetrons an unterschiedliche Beschickung des Garraumes mit sich bringt, ist eine solche Konstruktion sehr aufwendig. Auch verbleibt wegen der unterschiedlichen Resonanz­ struktur des Garraumes eine Ungleichmäßigkeit der Er­ wärmung. In a microwave oven, resonate into one chamber-like cooking chamber, which of the metallic Walls of the Garmuffel is enclosed by a Magnetron generated microwaves fed. It is there possible the output probe of the magnetron directly in to guide the cooking space. To improve uniformity speed of heating the food is already known to provide so-called rotating antennas, which microwave Move the field relative to the food at rest. Except that the direct feed of the microwaves into the Cooking space great adjustment difficulties of the magnetron different loading of the cooking space with itself brings, such a construction is very complex. Also remains because of the different resonance structure of the cooking compartment an irregularity of the Er warming.  

Es ist heute allgemein üblich, die Antennensonde des Magnetrons in eine Wellenleitung einzusetzen, wobei die Antennensonde im Abstand von einem Viertel der Wellen­ länge von einem kurzgeschlossenen Ende der Wellenleitung eingesetzt ist, so daß möglichst die gesamte Mikrowellen­ energie in die andere Richtung ausgekoppelt wird. Das dem kurzgeschlossenen Ende der Wellenleitung gegenüber­ liegende Ende mündet im allgemeinen über eine Einkopplungs­ öffnung zwischen Wellenleiter und Garraum in die Gar­ muffe. Zur Vergleichmäßigung der Erwärmung ist es dabei üblich, in der Nähe der Einkopplungsöffnung einen soge­ nannten "Wellenrührer" anzuordnen. Die DE-PS 26 22 363 zeigt einen solchen Wellenrührer, dessen Rührflügel unter dem Magnetron aber über dem Garraum angeordnet und vom Garraum durch eine Wand getrennt sind. Eine ähnliche Ausführung zeigt die DE-OS 29 21 266 in Fig. 2. Die Wellen­ rührer haben die Aufgabe mit ihren sich drehenden Flügeln die Mikrowellen unterschiedlich zu reflektieren und so ein Streufeld in den Garraum einzuspeisen. Auch solche Konstruktionen sind aufwendig, ebenso wie die bekannten Drehteller. Bei denen das Gargut in dem Garraum stetig bewegt wird, um eine gleichmäßige Erwärmung zu erzielen.It is common today to use the antenna probe of the magnetron in a waveguide, the antenna probe being inserted at a distance of a quarter of the wavelength from a short-circuited end of the waveguide, so that the entire microwave energy is coupled out in the other direction. The end opposite the short-circuited end of the waveguide generally opens into the cooking sleeve via a coupling opening between the waveguide and the cooking space. To make the heating more uniform, it is customary to arrange a so-called "wave stirrer" in the vicinity of the coupling opening. DE-PS 26 22 363 shows such a wave stirrer, the stirring blades of which are arranged under the magnetron but above the cooking space and are separated from the cooking space by a wall. A similar design shows DE-OS 29 21 266 in Fig. 2. The wave stirrers have the task of reflecting the microwaves differently with their rotating wings and thus feeding a stray field into the cooking space. Such constructions are also complex, as are the known turntables. In which the food is constantly moved in the cooking space in order to achieve uniform heating.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nachteil von Mikrowellenöfen, daß nämlich das Erwärmungsgut aufgrund einer ungleichmäßigen Feldverteilung inhomogen erwärmt wird, durch eine einfache Maßnahme zu beheben.The invention has for its object the disadvantage of microwave ovens, namely because of the heating material an inhomogeneous heating of an uneven field distribution will fix by a simple measure.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die an sich unerwünschte Änderung der Belastungsimpedanz des Magnetrons bei unter­ schiedlicher Beschickungsbedingung dazu benutzt, eine Frequenzänderung des Magnetrons herbeizuführen und da­ durch eine gleichmäßige Erwärmung des Gargutes zu erzielen. To solve this task, the undesirable in itself Change in magnetron's load impedance at under different loading conditions used to Bring about frequency change of the magnetron and there to achieve by uniform heating of the food.  

Im Patentanspruch 1 sind die zur Lösung der Aufgabe dienenden Merkmale angegeben.In claim 1 are to solve the problem serving characteristics specified.

Durch die periodische Veränderung des Wellenwiderstandes ergibt sich eine periodische Veränderung der Ausgangs­ frequenz des Magnetrons und diese Frequenzänderung be­ wirkt in dem als Resonator dienenden Garraum die An­ regung unterschiedlicher Resonanzformen. Die Überlagerung verschiedener Resonanzformen führt zu einem in der Summe gleichmäßigen Erwärmungsergebnis.By periodically changing the wave resistance there is a periodic change in the output frequency of the magnetron and this frequency change be acts in the cooking chamber serving as a resonator stimulation of different forms of resonance. The overlay different forms of resonance leads to a total uniform heating result.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is an embodiment of the invention shown. It shows

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung zur Mikrowellen­ einspeisung, Fig. 1 shows schematically the device for feeding microwaves,

Fig. 2 den periodischen Verlauf der Eingangsimpedanz eines Mikrowellenofens im Smith-Diagramm. Fig. 2 shows the periodic course of the input impedance of a microwave oven in the Smith chart.

Zwischen dem die Mirkowellen erzeugenden Magnetron 1 und dem Garraum 2 ist der Hohlleiter 3 angeordnet. Vor der Rückwand 4 des dem Magnetron abgewandten Ende des Hohl­ leiters 3 ist der Drehkörper 5 angeordnet, welcher aus einer parallel zur Rückwand verlaufenden und um seine Mittellängsachse drehbaren Platte besteht. Der Wellen­ widerstand der vom Magnetron 1 durch den Hohlleiter 3 über die Einkopplungsöffnung 6 in den Garraum kann durch den Drehkörper 5 periodisch verändert werden. Diese Änderung des Eingangswiderstandes des Ofens wirkt auf das Magnetron 1 zurück indem dessen Ausgangsfrequenz periodisch verändert wird. Wie aus dem Diagramm nach Fig. 2 zu entnehmen ist, kann die Änderung bei einer Ausgangs­ frequenz von 2,450 GHz bis zu ±10 MHz betragen, wodurch sich eine Überlagerung verschiedener Resonanzformen er­ gibt. Dies führt zu einer gleichmäßigen Erwärmung des Gargutes. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht nicht auf der Umlenkung der Mikrowellen durch einen komplizierten "Wellenrührer", sondern durch die "Längenänderung" des Hohlleites, der die Mikrowellen in den Garraum einkoppelt. Dies erfolgt durch ein einfaches Blechteil. Während in der gezeigten Stellung der Platte des Drehkörpers der Hohlleiter verkürzt ist, ist in der gestrichelten Stellung diese Platte praktisch nicht wirksam. Bei Drehung der Platte in Pfeilrichtung ändert sich somit ständig und periodisch der Wellenwiderstand. Die Einkopplungsöffnung 6 ist in bekannter Weise durch eine für Mikrowellen durchlässige Wand 7 abgedeckt, welche verhindert, daß aus dem Garraum schädliche Einflüsse auf das Magnetron einwirken können. Üblich sind hierfür hochtemperaturbeständige dielektrische Materialien wie Keramik oder Borsilikatglas.The waveguide 3 is arranged between the magnetron 1 that generates the microwaves and the cooking chamber 2 . In front of the rear wall 4 of the end of the hollow conductor 3 facing away from the magnetron, the rotating body 5 is arranged, which consists of a plate running parallel to the rear wall and rotatable about its central longitudinal axis. The wave resistance of the magnetron 1 through the waveguide 3 via the coupling opening 6 into the cooking space can be changed periodically by the rotating body 5 . This change in the input resistance of the furnace affects the magnetron 1 by periodically changing its output frequency. As can be seen from the diagram of FIG. 2, the change can be at an output frequency of 2.450 GHz up to ± 10 MHz, which results in an overlay of different forms of resonance. This leads to an even heating of the food. The effect of the device according to the invention is not based on the deflection of the microwaves by a complicated "wave stirrer", but on the "change in length" of the waveguide, which couples the microwaves into the cooking space. This is done using a simple sheet metal part. While the waveguide is shortened in the position of the plate of the rotating body shown, this plate is practically ineffective in the dashed position. When the plate rotates in the direction of the arrow, the wave resistance changes constantly and periodically. The coupling opening 6 is covered in a known manner by a wall 7 which is permeable to microwaves and which prevents harmful influences from the cooking chamber from acting on the magnetron. High-temperature resistant dielectric materials such as ceramics or borosilicate glass are common for this.

Eine gute Wirkung des Drehkörpers 5 ist gegeben, wenn er sich im Abstand zwischen λ/4 und λ/2 von der Rückwand 4 und oberhalb der Einkopplungsöffnung 6 befindet.The rotating body 5 has a good effect if it is located at a distance between λ / 4 and λ / 2 from the rear wall 4 and above the coupling opening 6 .

Claims (7)

1. Verfahren zur Vergleichmäßigung der Erwärmung von Speisen in einem mit Mikrowellenenergie beheizten Garge­ rät, dessen Garraum von einem Magnetron über einen Wellenleiter mit Mikrowellen beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der durch den Wellenleiter zum Garraum geführten Mikrowellen durch ein innerhalb des Wellenleiters angeordnetes und periodisch bewegtes elektrisches oder dielektrisches Drehelement (5) verändert wird.1. A method for equalizing the heating of food in a microwave heated oven advises the cooking chamber is loaded with microwaves from a magnetron via a waveguide, characterized in that the wave resistance of the microwaves guided through the waveguide to the cooking chamber is arranged by an inside the waveguide and periodically moving electrical or dielectric rotating element ( 5 ) is changed. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei einem Mikrowellenofen mit einem von der Mikroenergiequelle zum Garraum führenden länglichen Hohl­ leiter, welcher an seinem dem Mikrowellenerzeuger abgewandten Ende mit einer senkrecht zu einer Einkopplungsöffnung zwischen Hohlleiter und Garraum angeordneten Rückwand abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß sich vor der Rückwand (4) des Hohlleiters (3) eine die Rückwand veränderliche ab­ schirmender Drehkörepr (5) befindet.2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, in a microwave oven with an elongated hollow conductor leading from the micro energy source to the cooking space, which ends at its end facing away from the microwave generator with a rear wall arranged perpendicular to a coupling opening between the waveguide and the cooking space, characterized in that that in front of the rear wall ( 4 ) of the waveguide ( 3 ) is a variable from the rear wall shielding Drehkörepr ( 5 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) aus einer um seine Mittellängsachse drehbaren Platte besteht.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rotating body ( 5 ) consists of a plate rotatable about its central longitudinal axis. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) im Abstand λ/4 bis λ/2 vor der Rückwand (4) angeordnet ist. 4. Apparatus according to claim 1 and / or 3, characterized in that the rotary body ( 5 ) is arranged at a distance λ / 4 to λ / 2 in front of the rear wall ( 4 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper etwa im Ab­ stand 3λ/8 vor der Rückwand (4) angeordnet ist.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the rotary body was in about 3 λ / 8 from the rear wall ( 4 ) is arranged. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einkopplungs­ öffnung (6) unterhalb des Drehkörpers (5) befindet.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the coupling opening ( 6 ) is located below the rotating body ( 5 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Ausgangs­ frequenz von 2,450 GHz auf ±10 MHz erfolgt.7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that a change in output frequency from 2.450 GHz to ± 10 MHz.