DE3904087C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenofen gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Ein bekannter Mikrowellenofen dieser Art (JP-OS 53-14 442) besitzt einen durch eine Tür verschließbaren, durch Ofenwände begrenzten Heizraum, wobei in der oberen Ofenwand eine Öffnung vorgesehen ist. Oberhalb dieser Öffnung befindet sich ein Dom, in dem ein Koppelstift sitzt, welcher die über einen langgestreckten Wellenleiter zugeführte Mikro­ wellenenergie durch ein strahlungsdurchlässiges Wärmeschild in den Heizraum abstrahlt. Zusätzlich sind Widerstandsheizelemente vorgesehen, von welchen das eine der oberen Ofenwand und das andere der unteren Ofenwand benachbart angeordnet ist. Zwischen diesen Heizelementen befindet sich eine Tragvorrichtung für zu garendes Gut. Das obere Heizelement dieser Grillheizstabeinrichtung ist somit mit Abstand vor dem Wärmeschild angeordnet. Bei diesem Aufbau wird die in den Dom eingekoppelte und durch den Wärmeschild in den Heizraum abzustrahlende Mikrowellenenergie durch die obere Grillheizstabeinrichtung eingespeist, wobei als Abstrahlungsfläche der durch den Dom bestimmte Querschnitt maßgeblich ist. Hierdurch ist nicht zu vermeiden, daß in der Mitte des Heizraumes Zonen mit erhöhter Mikrowellenenergiedichte auftreten. Hierdurch besteht die Gefahr einer ungleichmäßigen Erwärmung von im Heizraum untergebrachten, sich weitläufig über den Gargutträger erstreckenden Nahrungsmitteln.

Es ist auch ein Mikrowellenofen bekannt (DE 31 42 633 A1), bei dem ein Dom mit weiteren Mikrowelleneinspeisungseinrichtungen in der unteren Ofenwand eines Heizraumes vorgesehen ist, in den somit die Mikrowellen­ energie von unten eingespeist wird.

Nahe der oberen Ofenwand befindet sich dabei eine Grillheizstab­ einrichtung. Bei diesem Aufbau wird das zu erwärmende Gut in einer Ebene oberhalb des Domes und unterhalb der Grillheizstabeinrichtung ange­ ordnet. Abgesehen davon, daß hierbei die den Dom nach oben abdeckende Scheibe im Betrieb einer erheblichen Verschmutzung ausgesetzt ist, wird hier das zu behandelnde Gut von unterschiedlichen Seiten mit Mikrowellen­ energie vom Dom her und mit Wärmestrahlungsenergie von der Grillheiz­ stabeinrichtung her beaufschlagt. Dabei ist auch hier die Abstrahlung der Mikrowellenenergie auf den mittleren Bereich des Heizraumes gerichtet, so daß die Mikrowellenenergiedichte im Zentrum des Heizraumes ebenfalls erhöhte Werte aufweist.

Schließlich bei einem weiteren bekannten Mikrowellenofen (DE 33 26 514 A1) ragt von oben in den Heizraum ein Koppelstift mit einem Antennenarm, wobei der Koppel­ stift in einen oberhalb des Heizraumes angeordneten langgestreckten Wellenleiter reicht und von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Antennenarm kreist in einer waagerechten Ebene innerhalb des Heizraumes, wobei sich seitlich neben der Drehebene im Heizraum Heizelemente als Grillheizstabeinrichtung befinden. Bei diesem Aufbau wird durch den rotierenden Antennenarm zwar eine Verteilung der Mikrowellenenergie über einen größeren Bereich des Heizraumes ermöglicht, jedoch überdecken hierbei die mit weitem Abstand von einander angeordneten Grillheiz­ stabeinrichtungen nur äußere Randzonen des Heizraumes, so daß bei Grillbetrieb im Mittelabschnitt des Heizraumes nur eine ungenügende Beaufschlagung des Grillgutes mit Wärmestrahlung erreicht wird. Der Antennenarm ist hierbei als V- oder Y-förmiger Blechstreifen horizontal angeordnet.

Bekannt ist auch ein Mikrowellenofen (DE 25 16 622 B1), bei dem ein Koppelstift Mikrowellenenergie unmittelbar in einen an der oberen Ofenwand vorgesehenen, in den Heizraum hineingerichteten Dom ragt. Galvanisch getrennt von diesem Koppelstift ist ein Wellenrührer in einem Lager aus dielektrischem Material in einer horizontalen Ebene drehbar. Eine dem Rand des Domes radial übergreifende dielektrische Scheibe dient dabei als Abstützung für das Lager und greift radial über den Umfang des Domes hinaus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen integrierten Mikro­ wellenofen der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Gleich­ mäßigkeit der Mikrowellenenergieabstrahlung weiter verbessert wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Ofen durch die im Kennzeichen des ersten Anspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer Ausgestaltung eines Mikrowellenofens gemäß der Erfindung ist die Grillheizstabeinrichtung in das zur Impedanzanpassung erforderliche Koppelsystem als großflächiger Mikrowellenstrahler einbezogen, der infolge seiner resonanten Ausbildung wie eine gut angepaßte Antenne nur geringe Mikrowellenverluste aufweist. Da die Grillheizstabeinrichtung zu­ dem in der Flächenausdehnung wesentlich größer als die der Einkopplung dienende Öffnung des Doms in der Ofenwand ist, wird gleichzeitig eine über den Heizraum gleichmäßig verteilte Energieabstrahlung erzielt. Dieses Antennensystem bildet somit einen optimalen Koppelraum zur leistungsmäßigen Anpassung des Heizraums an die Leistungsdaten des Mikrowellengenerators. Die Grillheizstabeinrichtung kann daher groß­ flächig über den waagerechten Querschnitt des Heizraumes reichen, so daß auch ein gleichmäßiges Grillergebnis sichergestellt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert:

Die Zeichnung zeigt einen Mikrowellenofen im Querschnitt.

Der integrierte Mikrowellenofen besteht aus einem ersten Koppelraum A und dem eigentlichen Heizraum B, der mit den verschiedensten zu er­ wärmenden Speisen (Nahrungsmitteln) beschickt werden kann. Zur Anpassung des Magnetrons (1) an den Koppelraum A dient ein rechteckförmiger Wellenleiter (2), der nur wenig von der üblichen Norm abweicht. Der Wellenleiter ist zur Anpassung an beiden Enden in bestimmten Abständen A1 und A2 kurzgeschlossen. Der Abstand A1 ist der Abstand zwischen der Kurzschlußebene und der Ebene, in der die Magnetron-Antenne (5) ein­ gekoppelt wird. Der Abstand A2 ist der Abstand zwischen der Kurzschluß­ ebene am anderen Ende des Wellenleiters und der Ebene, in der der KoppeIstift (6) zum Dom überkoppelt. Der Abstand A3 zwischen dem Koppelstift (6) zum Dom überkoppelt. Der Abstand A3 zwischen dem Koppel­ stift und der Magnetron-Antenne dient neben anderen Eigenschaften haupt­ sächlich zur Anpassung der Magnetronquelle an den kombinierten Koppel­ raum.

Die mikrowellentechnische Trennwand zwischen den Räumen A und B bildet ein durchgehender Grill (7). Im Gegensatz zu den Geräten, die den Stand der Technik darstellen, hat der Grill an der Stelle der Mikrowellenein­ kopplung keine Öffnung. Der Grill ist an der Stelle (9) der Rückwand der Backmuffel (3) mittig schwenkbar befestigt und an mindestens zwei Stel­ len an den Seitenwänden gelagert.

Mit Dom wird hier eine rechteckige oder runde Ausstülpung in der oberen Ofenwand (Ofendecke) bezeichnet. Die geometrischen Abmessungen des Doms sind so realisiert, daß der Dom in der oberen Ofenwand mit dem flachen Raum zwischen Grill und der oberen Ofenwand einen Koppelraum A bildet. Der Dom ist in der Mitte der oberen Backofenwand angeordnet. Dabei ist die Mitte sowohl zwischen der Schottwand und der Tür als auch zwischen den Seitenwänden gemeint.

Über das drehend ausfgeführte Koppelelement, bestehend aus einem runden vertikalen Stab und einem horizontalen geknickten Blechstreifen in V- bzw. Y-Form, wird die Energie vom Wellenleiter (2) in den Koppelraum A eingekoppelt. Der Dom bildet in Verbindung mit der dielektrischen Schei­ be (4) und den Zwischenraum bis zum Grill ein resonantes System. Dabei hat die elektrische Scheibe eine verkürzende Wirkung und dient zudem der notwendigen Abdichtung des Domes gegenüber Feuchtigkeit etc. aus den Räumen A und B. Der Grill stellt in Verbindung mit dem Raum A, also einschließlich des Doms, der dielektrischen Scheibe und des Koppelstifts, die Antenne oder, besser ausgedrückt, das Antennensystem für den Raum B dar.

Der Koppelstift wird mittels eines dielektrischen Stabes (8), der ein­ seitig gelagert ist und durch einen Motor M mit Getriebe angetrieben wird, in eine relativ langsame Drehung versetzt (10 Umdr./Min.).

Durch ein zusätzlich vorgesehenes Störglied in Form eines mitdrehenden Reflektors (6a) wird die Verteilung positiv beeinflußt. Der Reflektor hat die Form eines Kegelmantelausschnittes und ist über einen horizon­ talen, dielektrischen Stab (6b) mit dem Koppelelement in Wirkverbindung gebracht.

Der Raumbereich UV der Umlufterzeugung, -erwärmung und -verteilung (also Ventilator und Heißluftheizelement etc. enthaltend) wird durch eine Schottwand (10), die einerseits hochfrequenzdicht ist und andererseits die Funktion der aerodynamischen Verteilung der Umlauft erfüllt, vom Raum B getrennt. Die HF-Dichtigkeit wird teilweise durch direktes Verschrauben mit der Backmuffel und durch sogenannte λ/4-Fallen erzeugt (λ=Wellenlänge der Mikrowelle). Im Bereich der Luftansaugung sind durch geeignete Löcher die aerodynamischen Anforderungen, aber auch die Anforderungen an die Hochfrequenzdichtigkeit erfüllt.

Das Beschicken der Backofenmuffel (3) geschieht durch eine Tür (11). Die Tür ist um ein Gelenk schwenkbar gelagert. Die Hochfrequenzabdichtung der Tür wird durch ringsum angebrachte λ-/2-Fallen sichergestellt. Zusätzlich ist noch eine ebenfalls hochfrequenzwirksame Dichtung zwi­ schen Backofenmuffel und Tür verlegt, die aber außerdem den Austritt der Kochdünste aus dem Ofen verhindert. Die Tür besitzt ferner einen Aus­ tritt, der optisch die Beobachtung des Innenraumes B gestattet, aber die hochfrequenzmäßige Abschirmung auf einen kleineren Wert als das gefor­ derte Höchstmaß (5 mW/qcm) garantiert. Die hochfrequenzdichte Verbindung zwischen der geschlossenen Tür und der Backofenmuffel wird dem Stand der Technik entsprechend ausgeführt.

Es wird eine Ausführung der Falle mit einem sogenannten doppelt geknickten Sack (in der englischen Sprache mit "choke" bezeichnet) verwendet (Meinke/Grundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Ausgabe 1962, S. 389-399). Diese Mikrowellenfalle kommt in ihrer Wirkung einem Sperrfilter gleich. Durch Querschlitze längs des Umfangs des Türrahmens werden mögliche Resonanzer­ scheinungen vermieden, die zu eventuell unzulässig hoher Leckstrahlung führen können.

Im Backofenbereich B sind schließlich noch Tragegitter (12) angebracht, die je nach Anforderung Metall-Einbschubteile, Metallgitterroste oder Keramik- bzw. Glaseinschubteile aufnehmen können. Der Abstand der Querstreben des Tragegit­ ters ist optional gleich oder ungleich angeordnet.

Claims (7)

1. Mikrowellenofen mit einem durch eine Tür (11) verschließbaren, durch Ofenwände begrenzten Heizraum (3), mit einer Öffnung in der oberen Ofenwand, oberhalb der ein Dom (D) angeordnet ist, in welchen ein Koppelstift (6) ragt, der durch einen Durchbruch in einen oberhalb des Doms (D) vorgesehenen langgestreckten Wellen­ leiter (2) reicht, in welchen entfernt vom Koppelstift (6) ein Mikrowellengenerator (1, 5) Mikrowellenenergie einspeist, und mit einer im Abstand (A3) vor der in der oberen Ofenwand vorgesehenen Öffnung im Heizraum (3) angeordenten Grillheizstabeinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (D) mit dem Koppelstift (6) und der Grillheizstabeinrichtung (7) als ein resonantes Antennen­ system für die Mikrowellen ausgebildet ist.

2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung vom Dom (D) zur Grillheizstabeinrichtung (7) hin eine dielektrische Scheibe (4) angeordnet ist.

3. Mikrowellenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Wellenleiters (2) der Antrieb für einen den Koppelstift (6) tragenden dielektrischen Stab (8) angeordnet ist.

4. Mikrowellenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Koppelstiftes (6) mittels eines dielektrischen Stabes (6b) ein Reflektor (6a) angeordnet ist.

5. Mikrowellenofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Stab (8) mit seinem einen Ende, das den Koppelstift (6) trägt, in den Dom (D) eingreift.

6. Mikrowellenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Koppelstiftes (6) ein V- oder Y-förmiger Blechstreifen horizintal angeordnet ist.

7. Mikrowellenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Koppelstiftes (6) mittels eines dielektrischen Stabes (6b) ein Reflektor (6a) angeordnet ist.