BRPI0714898A2

BRPI0714898A2 - conjuntos diretores de campo

Info

Publication number: BRPI0714898A2
Application number: BRPI0714898-4A
Authority: BR
Inventors: Nicole L Blankenbeckler; William R Corcoran Jr; Dariusz Wlodzimirez Kawka
Original assignee: Du Pont
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2013-05-21
Also published as: US20070181568A1; AR062594A1; JP2010503152A; WO2008027191A2; JP5340154B2; CN101690394A; WO2008027191A3; EP2057865A2; AU2007290767A1; WO2008027191A9; US8367988B2

Abstract

CONJUNTOS DIRETORES DE CAMPO. Um conjunto diretor de campo inclui pás condutoras de eletricidade posicionadas entre si e com relação a um membro de suporte plano para evitar o aquecimento excessivo do susceptor em um forno de micro- ondas descarregado.

Description

"CONJUNTOS DIRETORES DE CAMPO" Referência Cruzada a Pedido Relacionado

4,

O presente pedido reivindica o benefício dos Pedidos Provisórios , Norteamericanos n° 60/841.108, que foi depositado em 29 de agosto de 2006, e 60/751.544, que foi depositado em 19 de dezembro de 2005, e são incorporados como parte do presente para todos os propósitos.

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um conjunto diretor de campo que resiste ao aquecimento excessivo quando utilizado em um forno de micro-

ondas descarregado.

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

O objeto descrito no presente é descrito nos pedidos copendentes

a seguir, depositados simultaneamente com o presente e atribuídos ao

cessionário da presente invenção: -15 Arc-Resistant Microwave Susceptor Assembly (CL-3624);

Field Director Assembly Having Are-Resistant Conduetive Vanes

(CL-3630); e

Mierowave Suseeptor Assembly Having Overheating Proteetion

(CL-3534).

Antecedentes da Invenção

Fornos de micro-ondas utilizam energia eletromagnética em freqüências que vibram moléculas em um produto alimentício para gerar calor. O calor gerado desta forma aquece ou cozinha o alimento. O alimento, entretanto, não é elevado a uma temperatura suficientemente alta para dourar a sua superfície até uma textura crocante (e ainda manter o alimento comestível).

Para atingir esta estética visual e táctil, um susceptor formado de um substrato que possui um material susceptor a perda sobre ele pode ser ,colocado ao Iado da superficie do alimento. Quando exposto a energia de micro-ondas, ο material do susceptor e aquecido a uma temperatura suficiente ,para dourar e tornar crocante a superficie do alimento.

As paredes de um forno de micro-ondas frequentemente impoem condigoes delimitadoras que causam variagao da distribuigao da energia do campo eletromagnetico no interior do volume do motor. Estas variagoes de intensidade e direcionalidade do campo eletromagnetico, particularmente ο componente de campo eletrico daquele campo, criam regioes relativamente quentes e frias no forno. Estas regioes quentes e frias causam ο aquecimento ou ο cozimento irregular do alimento. Caso um material susceptor de micro- ondas esteja presente, ο efeito de dourado e crocancia tambem e irregular.

Para combater este efeito de aquecimento irregular, pode ser utilizada uma mesa giratoria para girar um produto alimenticio ao Iongo de um trajeto circular no interior do forno. Cada parte do alimento e exposta a um nivel mais uniforme de energia eletromagnetica. O efeito medio ocorre, entretanto, ao Iongo de trajetos em circunferencia e nao ao Iongo de trajetos radiais. Desta forma, ο uso da mesa giratoria cria faixas de aquecimento irregular no interior

do alimento.

Este efeito pode ser compreendido mais completamente a partir

das ilustra9oes em diagrama das Figuras 1A e 1 B.

A Figura 1A e uma vista plana do interior de um forno de micro- ondas que exibe cinco regioes (H1 a H5) com intensidade de campo eletrico relativamente alta ("regioes quentes") e duas regioes C1 e C2 com intensidade de campo eletrico relativamente baixa ("regioes frias"). Um produto alimenticio F que possui qualquer formato arbitrario e disposto sobre um susceptor S que, p0r sua vez, e colocado sobre uma placa giratoria T. O susceptor S e sugerido pelo circulo pontilhado enquanto a mesa giratoria e representada pelo circulo em Iinha solida em negrito. Tres Iocais representatives sobre a superficie do ρ rod UtO alimenticio F sao ilustrados pelos pontos J, K e L. Os pontos J1 K e L estao localizados, respectivamente, nas posigoes radiais P1, P2 e P3 da mesa giratoria T. A medida que a mesa giratoria T gira, cad a ponto segue um trajeto circular atraves do forno, conforme indicado pelas Iinhas tracejadas circulares.

Como se pode apreciar a partir da Figura 1A, durante uma revolugao completa, ο ponto J passa atraves de uma Cinica regiao H1 com intensidade de campo eletrico relativamente alta. Durante a mesma revolugao, ο ponto K passa atraves de uma Cinica regiao menor H5 com intensidade de campo eletrico relativamente alta, enquanto ο ponto L experimenta tres regiaes H2, H3 e H4 com intensidade de campo eletrico relativamente alta. A rotagao da mesa giratoria ao Iongo de uma revolugao completa expoe, portanto, cada um dos pontos J, K e L a uma quantidade total de energia eletromagnetica diferente. As diferengas da exposigao de energia em cada um dos tres pontos durante uma rotagao completa sao ilustradas pela plotagem da Figura 1B.

Devido ao nCimero de regides quentes encontradas e regioes frias evitadas, os pontos JeL experimentam consideravelmente mais exposigao a energia que ο Ponto K. Caso a regiao do produto alimenticio nas proximidades do trajeto do ponto J seja considerada totalmente cozida, a regiao do produto alimenticio nas proximidades do trajeto do ponto L provavelmente estara cozida em excesso ou excessivamente dourada (caso ο susceptor esteja presente). Por outro lado, a regiao do produto alimenticio nas proximidades do trajeto do ponto K provavelmente estara mal cozida.

Como ο cozimento nao uniforme devido a presenga de regioes quentes e frias e indesejavel, concluiu-se que e vantajoso empregar um conjunto susceptor formado por meio da combina^ao de uma estrutura diretora de campo com um susceptor. A estrutura diretora de campo inclui uma ou mais pas, em que cada qual possui uma parte condutora sobre um suporte de papelao. A estrutura diretora de campo reduz os efeitos de regioes com intensidade de campo eletrico relativamente alta e baixa no interior de um forno de micro-ondas redirecionando e reposicionando estas regioes, de forma que ο alimento se aquega, cozinhe e doure de maneira mais uniforme. O uso da estrutura diretora de campo isoladamente (ou seja, sem um susceptor) tambem

foi considerado vantajoso.

Quando um conjunto susceptor e colocado em um forno de micro- ondas "descarregado" (ou seja, um forno sem a presenga de um produto alimenticio ou outro artigo) e ο forno e energizado, vem sendo observados problemas prejudiciais energizados de aquecimento excessivo do susceptor e/ou aquecimento excessivo da estrutura diretora de campo e/ou formagao de arco.

Por "aquecimento excessivo do susceptor" (ou termos similares), indica-se ο aquecimento do material susceptor com perdas ate ο ponto de queima do substrato susceptor.

"Aquecimento excessivo da estrutura diretora de campo" (ou termos similares) indica ο aquecimento do suporte de papelao das pas ate ο seu ponto de queima. Esse aquecimento excessivo pode ser causado pelo calor gerado por um material susceptor com perdas ou pela formagao de arco.

"Formagao de arco" (ou termos similares) e uma descarga eletrica que ocorre quando um campo eletrico com alta intensidade excede ο Iimite de decomposigao de ar. A formagao de arco ocorre tipicamente nas proximidades das partes condutoras de eletricidade das pas, particularmente ao Iongo das extremidades e, especialmente, em qualquer canto agudo. A formagao de arco pode causar a descoloragao ou carbonizagao do suporte de papelao das pas ou, em casos extremos, a sua ignigao e queima.

Os expedientes mais comuns de prevengao da formagao de arco sao impraticaveis em aplicagoes de fornos de micro-ondas. Estes expedientes tambem nao sao apropriados para embalagens descartaveis de alimentos de - conveniencia.

Em vista do acima, acredita-se ser vantajoso fornecer uma ,'estrutura diretora de campo e um conjunto susceptor que a incorpore e evite a ,ocorrencia de formagao de arco, a ocorrencia de aquecimento excessivo do diretor de campo e a ocorrencia de aquecimento excessivo do susceptor.

Descricao Resumida da Invencao A presente invengao refere-se a um conjunto diretor de campo que nao se aquece excessivamente quando colocado em um forno de micro- ondas "descarregado", ou seja, um forno sem a presenga de um produto alimenticio ou outro artigo. O forno de micro-ondas e operativo para gerar uma onda eletromagnetica constante que possui um comprimento de onda previamente determinado.

O conjunto diretor de campo inclui um membro de suporte geralmente piano que possui uma ou mais pas conectadas mecanicamente a ele. Cada pa possui uma parte condutora de eletricidade sobre si. A parte condutora de eletricidade geralmente possui formato retangular com uma dimensao de Iargura e comprimento previamente determinada e possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade sobre ela. A parte condutora de eletricidade da pa pode ser formada a partir de uma placa metalica com menos de 0,1 milimetro de espessura.

A parte condutora de eletricidade de cad a pa e disposta ao menos em uma distancia proxima previamente determinada do membro de suporte piano. A distancia proxima previamente determinada repousa na faixa de 0,025 vezes ο comprimento de onda a 0,1 vezes ο comprimento de onda. No caso preferido, a distancia proxima previamente determinada e definida por uma fronteira de um material com condutividade mais baixa sobre a pa entre a parte condutora da pa e ο membro de sustentagao.

A primeira extremidade da parte condutora sobre cad a uma das pas e disposta em uma distancia de pelo menos uma distancia de separagao previamente determinada do centra geometrico do membro de sustentagao -piano. A distancia de separa9§o previamente determinada e de pelo menos 0,16 vezes ο comprimento de onda.

Breve Descricao das Figuras

A presente invengao sera compreendida mais completamente a partir da descri?ao detalhada a seguir, tomada em conjunto com as figuras anexas, que formam uma parte do presente pedido e nas quais:

- a Figura 1A e uma vista plana que exibe regioes com

diferente intensidade de campo eletrico em um forno de micro-ondas e que

exibe os trajetos seguidos por tres pontos discretos, J, K e L Iocalizados em posigoes radiais correspondentes P1, P2 e P3 sobre uma mesa giratoria;

- a Figura 1B e uma plotagem que exibe a exposigao de energia total para uma rota?ao total da mesa giratoria em cad a um dos pontos

discretos identificados na Figura 1A;

- a Figura 2 e uma vista pictorica de um conjunto susceptor com partes do susceptor piano rompidas para clareza e que exibe varias formas de extremidades das pas da estrutura diretora de campo com as partes condutoras das pas em contato direto com ο susceptor piano;

a Figura 3 e uma vista pictorica similar a Figura 2 que exibe

as pas da estrutura diretora de campo com as partes condutoras das pas espagadas a partir do susceptor piano;

- as Figuras 4A a 4C sao vistas planas que ilustram, respectivamente, pas com extremidades geralmente retas, extremidades

dobradas e extremidades curvas que se estendem geralmente de forma transversal ao Iongo do susceptor piano em dire9oes compensadas a partir de uma Iinha geralmente radial do conjunto susceptor;

as Figuras 4D a 4F sao vistas planas que ilustram, respectivamente, pas com extremidades geralmente retas, extremidades dobradas e extremidades curvas que se estendem geralmente de forma transversal ao Iongo do susceptor piano em uma diregao que intersecciona uma Iinha geralmente radial do conjunto susceptor;

- as Figuras 5A e 5B sao vistas em eleva^ao tomadas ao Iongo das Iinhas de observagao 5-5 na Figura 2, que ilustram, respectivamente, uma pa do diretor de campo que possui uma conexao fixa a um susceptor piano e uma conexao articulada flexivel, em que a pa no Ciltimo caso e exibida nas posigoes armazenada e desdobrada;

- a Figura 6 e uma vista pictorica que ilustra ο efeito de atenuagao de uma Cinica pa condutora de eletricidade transversal sobre os vetores de campo constituintes do componente de campo eletrico no piano do susceptor piano;

- a Figura 7A e uma vista plana, geralmente similar a Figura 1A, que exibe ο efeito da estrutura diretora de campo de um conjunto susceptor de acordo com a presente inven^ao sobre regioes com aIta intensidade de campo eletrico e que exibe novamente os trajetos seguidos por tres pontos discretos J, K e L Iocalizados em posigoes radiais correspondentes P1, P2 e P3 sobre uma mesa giratoria;

- a Figura 7B e uma plotagem similar a Figura 1B que exibe total exposi^ao de energia para uma rotagao total da mesa giratoria em cada ponto discreto, com a forma de onda da Figura 1B sobreposta para facilidade de comparagao;

- as Figuras 8A, 9A e 10A sao vistas pictoricas de varias implementagoes preferidas de um conjunto susceptor de acordo com a presente inven^ao, com partes do susceptor piano rompidas para clareza;

- as Figuras 8B, 9B e 10B sao vistas planas do conjunto susceptor exibido nas Figuras 8A, 9A e 10A, respectivamente; ： - a Figura 11 e uma vista pictorica de uma estrutura diretora

de campo de acordo com a presente inven^ao implementada utilizando uma ，Cinica pa curva;

^ - a Figura 12 e uma vista pictorica de uma estrutura diretora

de campo de acordo com a presente invengao com a presente invengao implementada utilizando uma pa plana com uma Cinica Iinha de dobra;

- as Figuras 13A e 13B sao vistas pictoricas e em elevagao correspondentes de uma estrutura diretora de campo de acordo com a presente invengao implementada utilizando uma pa plana com duas Iinhas de

dobra;

- as Figuras 14 e 15 sao vistas pictoricas de duas implementa9oes adicionais de uma estrutura diretora de campo de acordo com a presente invengao, em que cada qual possui uma serie de pas conectadas de forma flexivel para formar uma estrutura que pode entrar em coiapso;

a Figura 16 e uma vista pictorica de um conjunto diretor de

campo de acordo com a presente inven^ao em que pelo menos uma pa e sustentada sob re um substrato nao condutor;

- as Figuras 17 e 18 sao plotagens dos resultados dos Exemplos 6 e 7, respectivamente;

a Figura 19 e uma vista pictorica que exibe varias

configuragoes de pas da estrutura diretora de campo com partes condutoras que possuem diferentes formatos e posigoes;

- a Figura 20 e uma vista plana de um conjunto susceptor que incorpora uma estrutura diretora de campo de seis pas utilizada nos

Exemplos 9 a 23;

- a Figura 21 e uma vista com dimensoes ampliadas que exibe uma configuragao de pa que possui uma parte condutora de eletricidade

retangular que ocupa toda a area da pa; , - a Figura 22 e uma vista com dimensoes ampliadas que

exibe uma configuragao de pa que possui uma parte condutora de eletricidade

w

-· geralmente retangular que possui cantos arredondados e uma parte de fronteira nao condutora envolvente;

a Figura 23 e uma vista com dimensoes ampliadas que

exibe uma configura?ao de pa que possui uma parte condutora de eletricidade geralmente retangular que possui cantos arredondados;

- as Figuras 24, 25 e 26 sao vistas com dimensoes ampliadas que exibem moldes de pas que possuem duas partes condutoras de

eletricidade geralmente retangulares espagadas entre si, em que as partes condutoras possuem cantos arredondados e possuem cantos nao condutores que rodeiam cad a parte condutora;

- a Figura 27 ilustra ο aquecimento excessivo tipico do

susceptor nos Exemplos 24 a 34;

a Figura 28 e uma vista ampliada que exibe ο aquecimento

excessivo tipico do susceptor e fusao do revestimento de polimero protetor

sobre ο susceptor;

- a Figura 29 exibe os resuItados dos Exemplos 35 a 40; e

- a Figura 30 exibe os resultados dos Exemplos 61 a 64.

Descricao Detalhada da Invencao

Ao Iongo de tod a a descrigao detalhada a seguir, caracteres de referencia similares referem-se a elementos similares em tod as as figuras.

Com referencia as Figuras 2 e 3，e exibida uma vista pictorica estilizada de um conjunto susceptor indicado geralmente pelo algarismo de

referencia 10 de acordo com a presente invengao. O conjunto susceptor 10 possui um eixo de referencia 10A que se estende atraves do seu centra geometrico 10C. O conjunto susceptor encontra-se, durante a utiliza^ao,

disposto no interior da cavidade ressonante sobre ο interior de um forno de micro-ondas Μ. O forno M e sugerido apenas em forma de contorno nas Figuras. Durante a opera^ao, uma fonte no forno produz uma onda eletromagnetica que possui um comprimento de onda previamente ^ determinado. Um forno de micro-ondas tipico opera em uma frequencia de 2450 MHz1 produzindo uma onda que possui um comprimento de onda da ordem de 12 cm (doze centimetros). As paredes W do micro-ondas M impoem condi9oes de fronteira que causam variapao da distribuigao da energia do campo eletromagnetico no interior do volume do forno. Isso gera um padrao de energia de onda constante no interior do volume do forno. O conjunto susceptor 10 compreende um susceptor geralmente

piano convencional 12 que possui uma estrutura diretora de campo indicada de forma geral no aigarismo de referenda 14 a ele conectado. Como se desenvolvera no presente, a estrutura diretora de campo 14 e iitil para redirecionar e reposicionar as regioes com alta e baixa intensidade de campo eletrico do padrao de onda constante no interior do volume do forno. Quando utilizada em conjunto com uma mesa giratoria, as posi90es das regioes redirecionadas e reposicionadas sao continuamente alteradas, de forma a aumentar a uniformidade do aquecimento, cozimento ou dourado de um produto alimenticio colocado sobre um conjunto susceptor 10 que inclui a estrutura diretora de campo 16.

Na realizagao exibida nas Figuras 2 e 3’ a estrutura diretora de campo 14 e disposta sob ο susceptor piano 12, embora deva-se apreciar que estas posigoes relativas podem ser invertidas. Sejam quais forem as posigoes relatives correspondentes da estrutura diretora de campo 14 e do susceptor piano 12’ um produto alimenticio (nao exibido) sendo aquecido, cozido ou dourado ou outro artigo e tipicamente colocado em contato com ο susceptor piano 12.

O susceptor piano 12 exibido nas figuras possui contorno >· geralmente circular, embora possa exibir qualquer formato previamente determinado desejado consistente com ο produto alimenticio a ser aquecido, -1 cozido ou dourado no interior do forno M. Conforme exibido na parte em 丄 detalhe circulada da Figura 2，ο susceptor piano 12 compreende um substrato 12S que possui uma camada de perda eletrica 12C sobre ele. A camada 12C e tipicamente um revestimento fino de aluminio depositado a vacuo.

O substrato 12S pode ser elaborado com qualquer dentre uma serie de materials utilizados convencionalmente com este proposito, tais como cartao, papelao, fibra de vidro ou um material polimerico tal como tereftalato de polietileno, tereftalato de polietileno estabilizado a quente, polietileno ester cetona, naftalato de polietileno, celofane, poli-imidas, polieterimidas, poliesterimidas, poliarilatos, poliamidas, poliolefinas, poliaramidas ou tereftalato de policiclo-hexilenodimetileno. O substrato 12S pode ser omitido caso a camada de perda eletrica 12C seja autossustentante. A estrutura diretora de campo 14 inclui uma ou mais pas 16. Na

realizagao ilustrada nas Figuras 2 e 3, sao exibidas cinco pas 16-1 a 16-5. As Figuras 4A a 4F ilustram conjuntos susceptores 10 em que a estrutura diretora de campo 14 possui um niimero N de pas 16 que varia de duas a seis. De forma geral, pode-se utilizar qualquer niimero conveniente de pas 1, 2, 3’·..，N, dependendo do tamanho do susceptor piano e do comprimento de extremidades, configuragao, orientagao e disposigao das pas.

Para fins de ilustragao, as pas exibidas nas Figuras 2 e 3 exibem uma serie de contornos de extremidades, como sera discutido.

As partes frontal e traseira de cada pa definem uma extensao 16S. Nas Figuras 2 e 3, a extensao 16S de cada pa 16 e ilustrada como geralmente retangular, embora deva-se apreciar que a extensao de uma pa pode ser configurada convenientemente na forma de qualquer figura plana, tal

como um triangulo, um paralelogramo ou um trapezoide. Se desejado, a V extensao 16S de uma pa pode ser curvada em uma ou mais diredoes.

Pelo menos uma parte da superficie da parte frontal e/ou traseira ,de cad a uma das pas 16 e condutora de eletricidade. Qualquer regiao das Figuras 2 e 3 que possui sombras hachuradas indica uma parte condutora de eletricidade 16C de uma pa 16. Uma parte nao condutora de eletricidade 16N de uma pa 16 e indicada pela sombra pontilhada.

Cada pa possui uma extremidade 16F que se estende entre uma primeira extremidade 16D e uma segunda extremidade 16E. A extremidade 16F de uma pa pode exibir qualquer dentre uma serie de contornos. A extremidade 16F de uma pa pode ser, por exemplo, reta, conforme ilustrado pelas pas 16-1 a 16-3. Alternativamente, a extremidade 16F de uma pa pode ser curvada ou dobrada ao Iongo de uma ou mais Iinhas de dobra ou curva 16L, conforme sugerido pela pa 16-4. Alem disso, ο contorno da extremidade 16F de uma pa pode ser curvo, conforme sugerido pelas pas 16-5 (Figuras 2 e

3) e pela pa 16-1' (Figura 3).

Uma pa pode possuir a sua primeira extremidade 16D e a sua segunda extremidade 16E dispostas em qualquer ponto de origem e termino correspondente previamente determinado sobre ο susceptor piano 12. A distancia ao Iongo da extremidade 16F de uma pa entre a sua primeira extremidade 16D e a sua segunda extremidade 16E define ο comprimento de extremidade da pa. As pas na estrutura diretora de campo 14 podem possuir qualquer comprimento de extremidade desejado, sujeito a ressalva referente ao comprimento da parte condutora 16C mencionada abaixo.

As pas 16 podem ser construidas integralmente com uma placa condutora de eletricidade ou outro material. Neste caso, toda a superficie 16S da pa e condutora de eletricidade (conforme exibido, por exemplo, na Figura 2 para a pa 16-1). O comprimento e a Iargura da parte condutora 16C

correspondem, portanto, ao comprimento e a Iargura de extremidade da pa. ■· Alternativamente, uma pa pode ser construida na forma de uma

estrutura em camadas formada com um substrato dieletrico com um material

W

-condutor de eletricidade Iaminado ou revestido sobre a parte frontal e/ou traseira da sua extensao, no tod ο ou em parte. Uma forma de construgao podera utiIizar um substrato de papelao ao qual e aplicada uma fita de folha condutora de eletricidade com fundo adesivo.

Se fornecido ao Iongo de menos da extensao total de uma pa, a parte condutora de eletricidade 16C pode por si pr0pria exibir qualquer formato conveniente, tal como trapezoidal (conforme exibido para as pas 16-2 e 16-3) OU retangular (tal como para as pas 16-4 e 16-5 e pa 16-1，da Figura 3). A dimensao de Iargura da parte condutora de eletricidade 16C da pa devera ser de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 vezes ο comprimento de onda gerado no forno. A parte condutora 16C da pa possui um comprimento que devera ser de pelo menos cerca de uma distancia aproximada de cerca de 0,25 vezes ο comprimento de onda da energia eletromagnetica gerada no forno. Um comprimento de onda de cerca de duas vezes ο comprimento de onda da energia eletromagnetica gerada no forno define um Iimite superior pratico.

Seja qual for ο formato da parte condutora, pode ser desejavel ter raios ou "arredondar" os cantos para evitar a formagao de arco, como sera desenvolvido com relapao a Figura 19.

A selegao do formato e do comprimento da parte condutora de eletricidade da pa e do espagamento da parte condutora do piano susceptor e outras pas permite que ο efeito atenuante de campo da pa seja definido com mais precisao.

Seja qual for ο local dos seus pontos de origem e termino, uma pa

pode tambem ser disposta para passagem atraves do centra geometrico 10C. A Figura 2 exibe um trajeto de uma pa com extremidades retas 16-1 que se

estende atraves do centra geometrico 10C a partir de uma primeira extremidade 16d que se origina de local adjacente a periferia do susceptor. A Figura 3 exibe ο trajeto de uma pa com extremidades curvas 16-1’ que se

V

-estende atraves do centra geometrico 10C a partir de uma primeira “ extremidade 16D que se origina nas proximidades do centra geometrico 10C. Todas as outras pas nas Figuras 2 e 3 possuem trajetos que se originam em um ponto de origem nas proximidades do centra geometrico 10C e estendem-

se para fora a partir dele.

As pas 16 estendem-se em uma diregao geralmente radial com relagao ao centra geometrico 10C do conjunto susceptor 10. As pas 16 podem apresentar-se em espagos angulares em volta do centra 10C em angulos de separagao iguais ou desiguais. O angulo 18 entre as pas 16-1 e 16-2, por exemplo, pode ser menor que ο angulo 20 entre as pas 16-2 e 16-3.

Dever-se-a apreciar que a expressao "geralmente radial" (ou termos similares) nao necessita que cad a pa deva repousar exatamente sob re um raio que emana do centro 10C. As pas podem ser, por exemplo, compensadas ou inclinadas com relasao ao raio. As Figuras 4A a 4C ilustram, respectivamente, pas com extremidades retas 16T, pas com extremidades dobradas 16B e pas com extremidades curvas 16V que sao compensadas com relagao a Iinhas radiais R que emanam do centro geometrico 10C. De forma similar, as Figuras 4D a 4F ilustram, respectivamente, pas com extremidades retas 16T, pas com extremidades dobradas 16B e pas com extremidades curvas 16R que sao inclinadas com relagao a Iinhas radiais R que emanam do centro geometrico 10C. Outras disposigoes das pas podem ser utilizadas para atingir a orientagao transversal das pas 16 com rela^ao ao susceptor piano 12. Cada pa 16 e conectada fisicamente (ou seja, mecanicamente) ao

susceptor piano 12 em um ou mais pontos de conexao. Uma conexao entre uma pa 16 e ο susceptor piano 12 pode ser uma conexao fixa ou uma conexao

articulavel flexivel. , Uma conexao fixa e exibida na Figura 5A. Em uma conexao fixa,

uma pa 16 e fixada por um adesivo apropriado 24 em uma orientagao fixa -previamente determinada com relagao ao susceptor piano 12. A orientagao da _ pa 16 encontra-se preferencialmente em um angulo de inclina^ao na faixa de cerca de 45° (quarenta e cinco graus) a cerca de 90° (noventa graus) com relagao ao susceptor piano, embora orientagoes angulares menores possam fornecer um efeito utW. No caso de maior preferencia, a pa 16 e substancialmente ortogonal ao susceptor piano 12.

Uma conexao articulavel flexivel e exibida na Figura 5B. Nesta disposigao, uma pa 16 e fixada ao susceptor piano 12 por meio de uma articulagao 26. A articula^ao pode ser elaborada com uma fita flexivel. Em uma conexao articulavel, a pa 16 e m0vel a partir de uma posigao armazenada (exibida em Iinhas tracejadas na Figura 5B) na qual ο piano da pa e substancialmente paralelo ao susceptor piano ate uma posigao desdobrada (exibida em Iinhas de contorno solido na Figura 5B). A articula^ao pode ser equipada com uma parada apropriada, de forma que, na posigao desdobrada, a pa seja mantida em um angulo de inclinagao desejado, preferencialmente na faixa de cerca de 45° (quarenta e cinco graus) a cerca de 90° (noventa graus) com rela^ao ao susceptor piano e, de maior preferencia, substancialmente ortogonal ao susceptor piano 12.

Seja qual for a forma de construgao, configuragao da extensao da pa, forma da parte condutora, contorno de extremidades da pa, comprimento de extremidades da pa, comprimento da parte condutora da pa, trajeto da pa com relagao ao centro do susceptor e orientagao da pa com relagao ao piano do susceptor, a parte condutora de eletricidade 16C da pa 16 deve estar disposta em uma distancia de nao mais que uma distancia proxima previamente determinada da camada com perdas eletricas 12C do susceptor piano 12. De forma geral, a distancia proxima previamente determinada devera ·. ser de nao mais de uma distancia cerca de 0,25 vezes ο comprimento de onda da energia eletromagnetica gerada no forno. Dever-se-a compreender que, -desde que esteja presente um produto alimenticio ou outro artigo, a distancia —proxima previamente determinada pode ser zero, ο que significa que a parte condutora 16C da pa entra em contato eletrico com a camada de perda 12C do susceptor piano.

Em uma implementagao tipica, exibida na Figura 2’ a camada com perdas 12C e sustentada sobre um substrato dieletrico 12S, de tal forma que a extremidade da parte condutora 16C da pa seja espagada da camada com perdas 12C somente pela espessura do substrato 12S. A dimensao vertical das partes nao condutoras 16N pode ser utilizada para controlar a aItura em que ο susceptor piano 12 e sustentado no interior do forno M.

Alternativamente, como se pode observar por meio da Figura 3, as partes nao condutoras 12N das pas podem ser dispostas ao Iado do susceptor piano 12. Esta disposigao possui ο efeito de espagamento das partes condutoras 16C das pas para Ionge da camada com perdas 12C em distancias maiores que a espessura do substrato 12S. Se desejado, partes nao condutoras adicionais 16N podem ser dispostas ao Iongo da extremidade oposta das pas para obter os beneficios de controle de aItura discutidos acima. O susceptor piano 12 e uma extensao 16S de uma pa 16

interseccionam-se ao Iongo de uma Iinha de intersecgao 12L que se estende em uma diregao geralmente transversal com relagao ao susceptor piano 12. Quando interseccionada com ο susceptor piano 12’ uma pa com extremidades retas 16 produzira uma Iinha de intersecgao reta 12L. Uma pa 16 que possui uma extremidade dobrada ou uma extremidade curva, quando interseccionada com ο susceptor piano 12’ produzira uma Iinha de intersecgao dobrada ou curva 12L, respectivamente. A magnitude do angulo de dobra ou do formato de

curvatura da Iinha de intersecgao, conforme venha a ser ο caso, dependera do t angulo de inclinapao entre a pa e ο susceptor piano. Quer a Iinha de intersecgao seja uma Iinha reta, Iinha dobrada ou Iinha curva, a extensao da

ν

-· superficie condutora da pa repousara ao Iongo da Iinha de intersecgao.

Apos a descrigao dos varios detalhes estruturais de um conjunto susceptor 10 de acordo com a presente invengao, pode ser agora discutido ο seu efeito sob re uma onda eletromagnetica constante.

A Figura 6 e uma representa^ao de diagrama esquematico no qual uma realizagao de um conjunto susceptor 10 que possui uma Cinica pa com extremidades retas 16 e conectado em uma orientagao substancialmente ortogonal com relagao a superficie inferior de um susceptor piano 12. Um conjunto de eixos cartesianos e posicionado para originar-se no centro geometrico 10C do conjunto 10. O conjunto 10 e disposto de tal forma que ο susceptor piano 12 repouse no piano cartesiano X-Y e que a parte condutora 16C da superficie 16S da pa 16 repouse no piano cartesiano X-Y. A Iinha de intersecgao 12L definida ao Iongo da conexao entre a pa 16 e ο susceptor piano 12 esteride-se transversalmente atraves da camada com perdas 12C do susceptor piano 12 e e orientado ao Iongo do eixo X, conforme ilustrado. A parte condutora 16C da superficie 16S da pa 16 repousa em uma distancia previamente determinada D na diregao Z da camada com perdas sob re ο susceptor piano 12. A parte condutora 16C da superficie 16S possui uma espessura (ou seja, sua dimensao Y) maior que a profundidade do efeito de pele de um condutor na frequencia de opera^ao de micro-ondas.

Uma onda eletromagnetica e composta de campos eletricos e magneticos em oscilagao ortogonal mCitua. A qualquer momento, uma onda eletromagnetica constante inclui um componente de campo eletrico E. A qualquer momento, ο componente de campo eletrico E e orientado em uma dada diregao no espago cartesiano e pode possuir qualquer valor dado.

O proprio campo eletrico E pode ser resolvido em tres veto res t componentes, que sao Ex, Ey e Ez. Cada vetor componente e orientado ao Iongo do seu eixo de coordenada correspondente. Dependendo do valor do campo eletrico E, cad a vetor componente possui um valor previamente determinado de "x", "y" ou "z" unidades, conforme venha a ser ο caso. Um corolario da Lei de Eletromagnetismo de Faraday diz que a

condipao fronteiriga do campo eletrico tangencial na superficie intermediaria entre dois meios deve ser continua ao Iongo daquela superficie. Um exemplo especifico dessa interface de meios e aquela entre um condutor perfeito e ο ar. Por defini^ao, um condutor perfeito deve possuir um campo eletrico zero no seu interior. Particularmente1 portanto, ο componente tangencial do campo eletrico no interior da superficie condutora deve ser zero. Desta forma, a partir da condigao de continuidade de fronteiras determinada acima, ο campo eletrico tangencial no ar fora do condutor tambem deve ser zero. Desta forma, nos temos a regra geral que ο componente tangencial do campo eletrico na superficie de um condutor perfeito e sempre zero. Caso ο condutor seja bom, mas nao perfeito, ο componente tangencial do campo eletrico na superficie pode ser diferente de zero, mas permanece muito pequeno. Desta forma, qualquer campo eletrico que sai da superficie de um bom condutor deve ser substancialmente normal aquela superficie. A aplicagao desta Iei da fisica determina que, dentro da extensao

da pa 16 que possui a parte condutora 16C, permite-se apenas a existencia do vetor componente do campo eletrico que possui orienta9§o perpendicular aquela superficie, ou seja, ο vetor E. Os vetores componentes do campo eletrico que repousam em qualquer piano tangente a superficie da pa (ou seja, ο vetor Ex e ο vetor Ez) nao sao permitidos. Na Figura 6, ο piano tangente e ο piano da parte condutora da superficie da pa.

Caso a parte condutora 16C da pa 16 se encontrasse em contato

eletrico com a camada de perda 12C, ο valor do vetor componente Ex que ^ repousa ao Iongo da Iinha de intersecsao 12L e ο valor do vetor componente Ez seriam de zero, pelas razoes discutidas acima. A parte condutora 16C,

ν

entretanto, nao se encontra em contato eletrico com a camada com perdas 12C, mas sim e espagada dela pela distancia D. A parte condutora da superficie da pa, entretanto, exerce um efeito atenuante que possui a sua agao mais pronunciada na extensao da parte condutora da superficie da pa.

Desta forma, os vetores componentes Ex e Ez do campo eletrico da onda possuem apenas intensidades atenuadas "xa" e "za". Os valores de intensidade "xa" e "za" possuem algum valor de intensidade menor que "x" e "z", respectivamente. A atenuapao do componente de campo eletrico da onda eletromagnetica no piano tangente a superficie da pa resulta em aumento do componente do campo eletrico em orientagao perpendicular a parte condutora da superficie da pa. Desta forma, ο vetor componente Ey possui um valor de intensidade aprimorado "ye" maior que ο valor de intensidade de "y". O grau de atenuagao do componente vetor Ex depende da

magnitude da distancia D e da orientagao da parte condutora 16C com relagao a camada de perdas 12C. O efeito de atenuagao e mais pronunciado quando a distancia D for de menos de um quarto (0,25) do comprimento de onda para um forno de micro-ondas tipico ao Iongo de uma distancia de cerca de 3 cm (tres centimetros). Em um angulo de inclinagao de menos de noventa graus, ο proprio campo permitido (ou seja, ο campo normal para a superficie condutora da pa) possuira componentes que agem no piano susceptor.

Este efeito e utilizado pelo conjunto susceptor 10 de acordo com a presente invengao para redirigir e reposicionar as regioes com intensidade de campo eletrico relativamente aIta no interior de um forno de micro-ondas.

A Figura 7A e uma vista plana estilizada, geralmente similar a Figura 1A, que ilustra ο efeito de uma pa 16 a medida que ela e conduzida por

uma mesa giratoria T na diregao de rotagao exibida pela seta. A pa e exibida , em forma de contorno e a sua espessura e exagerada para clareza de explicagao.

-= Considere-se a situagao na Posigao 1, perto da qual a pa

encontra em primeiro Iugar a regiao quente H2. Pelas razoes explicadas anteriormente, somente e permitida a existencia de um vetor de campo eletrico que possui intensidade atenuada no segmento da regiao quente H2 sobreposta pela pa 16. Muito embora seja somente permitida a existencia de um campo atenuado, entretanto, ο teor de energia do campo eletrico nao pode simplesmente desaparecer. Ao contrario, a agao de atenua^ao na regiao que se estende a partir da parte condutora da pa manifesta-se causando ο reposicionamento da energia do campo eletrico do seu local original A no susceptor piano 12 para um local deslocado A’. Este reposicionamento de energia e ilustrado pela seta de deslocamento D.

A medida que ο varrimento rotacional conduz a pa 16 para a Posi^ao 2’ obtem-se um resuItado similar. A agao de atenuagao da pa novamente permite apenas a existencia de um campo atenuado na regiao que se estende a partir da parte condutora da pa. A energia no campo eletrico posicionado originalmente no local B sob re ο susceptor piano 12 desloca-se para ο local B', conforme sugerido pela seta de deslocamento D'. Reposicionamentos e redirecionamentos de energia similares

ocorrem a medida que a pa 16 varre todas as regioes H1 a H5 (Figura 1A) com intensidade de campo eletrico relativamente alta.

O uso da presente invengao em um forno de micro-ondas que possui um aparelho agitador de modo resuItara no mesmo efeito. A Figura 7B e uma plotagem que exibe total exposigao de energia

para uma rotagao completa da mesa giratoria em cad a ponto discreto J, K e L. A forma de onda correspondente da plotagem da Figura 1B e sobreposta sobre

ela. . Fica claro a partir da Figura 7B que a presenga de um conjunto

susceptor 10 que possui ο diretor de campo 14 de acordo com a presente invengao resulta em uma exposigao total de energia que e substancialmente uniforme. Como resultado, ο aquecimento, cozimento e dourado de um produto alimenticio colocado sobre ο conjunto susceptor 10 sera aprimorado com relagao a situagao existente no estado da tecnica.

As Figuras 8A e 8B, 9A e 9B e 10A e 10B ilustram construgoes preferidas de um conjunto susceptor de acordo com a presente invengao.

As Figuras 8A e 8B exibem um conjunto susceptor 102 que inclui uma estrutura diretora de campo 142 que possui cinco pas com extremidades retas 162-1 a 162-5. As cinco pas 162-1 a 162-5 sao fixadas ao Iado inferior de um susceptor piano 12. As pas repousam em uma posigao substancialmente ortogonal ao susceptor piano 12 e sao dispostas em angulos iguais em volta do centro 10C. A pa 162-1 estende-se atraves do centro 10C, enquanto as pas l62-2 a 162-5 originam-se nas proximidades do centro 10C. A parte condutora 162C cobre toda a superficie de cada pa. Se desejado, as extremidades inferiores de pas do diretor de campo 142 podem ser adicionalmente sustentadas sobre um membro de sustentagao piano nao condutor 32. O membro de sustenta^ao pode ser conectado a todas ou a algumas pas. As Figuras 9A e 9B exibem um conjunto susceptor 103 que inclui

uma estrutura diretora de campo 143 que possui duas pas com extremidades curvas 163-1 e 163-2. As duas pas 163-1 e 163-2 sao fixadas ao Iado inferior de um susceptor piano 12. As pas repousam em posigao substancialmente ortogonal ao susceptor piano 12 e sao dispostas em angulos iguais em volta do centro 10C. As pas interseccionam-se nas proximidades do centro 10C. A parte condutora 163C cobre toda a superficie de cada pa. Novamente1 um membro de sustentagao piano nao condutor 32 pode sustentar adicionalmente as extremidades inferiores de pas do diretor de campo 143, se desejado. As Figuras 10A e 10B exibem um conjunto susceptor 104 que inclui uma estrutura diretora de campo 144 que possui seis pas com extremidades retas 164-1 a 164-6. As seis pas 164-1 a 164-6 sao fixadas ao Iado inferior de um susceptor piano 12. As pas repousam em posipao substancialmente ortogonal ao susceptor piano 12 e sao dispostas em angulos iguais em volta do centro 10C. Todas as pas originam-se nas proximidades do centra 10C. A parte condutora 164C cobre toda a superficie de cada pa. Pode ser utilizado um membro de sustenta^ao piano nao condutor 32.

Se desejado, as proprias pas 164-1 e 164-4 podem ser conectadas por um comprimento de membro nao condutor 164N. O membro 164N e exibido na Figura 10A em contorno tracejado com sombreamento pontilhado.

Em um segundo aspecto, a presente invengao refere-se a varias implementagoes de uma estrutura diretora de campo autossustentante que pode entrar em colapso que realiza os ensinamentos da presente invengao.

As Figuras 11, 12, 13A e 13B ilustram uma estrutura diretora de campo form ad a a partir de uma Cinica pa. Em cada implementag:ao’ a pa possui uma zona de inflexao por meio da qual uma pa plana pode ser moldada na forma de uma estrutura autossustentante em uma orientagao previamente determinada com relagao a um piano de referencia RP previamente determinado disposto no interior do forno M. O piano RP pode ser definido convenientemente como um piano no qual a superficie de uma mesa giratoria ou a superficie de um produto alimenticio ou outro artigo e disposta no interior do fomo.

Na Figura 11, a estrutura diretora de campo 145 e implementada utilizando uma Cinica pa curva 165. A pa 165 pode ser curva ou pode possuir uma regiao de flexao ou curvatura 165R definida entre as primeira e segunda extremidades 165D e 165E. A parte condutora 165C cobre toda a superficie da pa. Durante a utilizagao, a pa 165 pode ser moldada na forma de uma estrutura .. autossustentante disposta em uma orientagao previamente determinada com relagao a um piano de referenda previamente determinado RP. ， Na estrutura diretora de campo 146 exibida na Figura 12, a pa 166

^ possui uma Cinica Iinha de dobra ou curva 166L-1 no presente. Durante a utilizapao’ a pa 166 pode ser curvada ou dobrada ao Iongo da Iinha de dobra 166L-1 para definir uma estrutura autossustentante que repousa em uma orientagao previamente determinada com relagao a um piano de referenda RP previamente determinado no interior do forno M. O mesmo efeito pode ser atingido por meio de fixagao flexivel de duas pas com extremidades retas ao Iongo de uma Iinha de conexao flexivel no Iugar da Iinha de dobra ou curva.

As Figuras 13A e 13B sao vistas pictoricas e em eleva^ao correspondentes de uma estrutura diretora de campo 147 implementada utilizando uma pa plana condutora 167 com duas Iinhas de dobra 167L-1 e 167L-2. A dobra da pa 167 ao Iongo das Iinhas de dobra 167L-1 e 167L-2 forma abas 16rE-1 e 167E-2 que servem para sustentar a pa plana em uma orientagao previamente determinada desejada com rela^ao ao piano de referenda RP previamente determinado no interior do forno M.

As Figuras 14 e 15 sao vistas pictoricas de duas implementagoes adicionais de uma estrutura diretora de campo autossustentante que pode entrar em colapso de acordo com a presente invengao. Cada estrutura diretora de campo possui um conjunto de pas que inclui uma serie de pas conectadas de forma flexivel para formar uma estrutura que pode tornar-se

autossustentante.

Na estrutura diretora de campo 148 exibida nas Figuras 14 e 15, ο conjunto de pas compreende as pas 168-1 a 168-5, em que cada pa possui uma superficie condutora de eletricidade sobre ela. Cada pa e conectada de forma flexivel em um ponto de conexao 168F a pelo menos uma outra pa. As pas

conectadas de forma flexivel podem ser abanadas para perto e para Ionge umas das outras, conforme sugerido pelas setas 168J. Durante a utilização, com as pás no conjunto espalhadas entre si, o diretor de campo pode ser autossustentante com cada pá no conjunto sendo disposta em uma orientação previamente determinada com relação a um plano de referência RP previamente determinado no interior do forno. Em uma realização modificada, uma escora 168S pode ser conectada à extremidade livre de cada uma dentre pelo menos três pás. As escoras são fabricadas com qualquer material transparente à energia de micro-ondas.

A estrutura diretora de campo 149 exibida na Figura 15 compreende um par de pás 169-1 e 169-2, em que cada pá possui uma superfície condutora de eletricidade sobre si. Cada pá é conectada de forma flexível em um ponto de conexão 169F à outra pá. As pás conectadas de forma flexível podem ser abanadas para perto e para longe umas das outras, conforme sugerido pelas setas 169J. Durante o uso, com as pás no conjunto espalhadas entre si, o diretor de campo pode ser autossustentante em que cada pá no conjunto está disposta em uma orientação previamente determinada com relação a um plano de referência previamente determinado

no interior do forno.

Embora as pás em cada uma das realizações ilustradas na Figura 11 a 15 sejam exibidas com as partes condutoras estendendo-se ao longo de toda a superfície da pá, dever-se-á compreender que a parte condutora de qualquer uma das pás pode exibir qualquer formato alternativo.

Dever-se-á também apreciar que uma estrutura diretora de campo de acordo com a presente invenção não necessita tornar-se passível de colapso, mas sim tornar-se autossustentante utilizando um membro de sustentação não condutor apropriado. A Figura 16 é uma vista pictórica de um conjunto diretor de campo indicado geralmente pelo caractere de referência 31. O conjunto diretor de campo 31 exibido na Figura 16 compreende pelo menos uma pá 16 conectada a um membro de sustentação não condutor plano 32, por meio do qual a superfície condutora da pá é orientada em uma orientação - previamente determinada (exibida como geralmente ortogonal ao membro de sustentação). Caso sejam fornecidas pás adicionais, essas pás adicionais são sustentadas sobre o mesmo membro de sustentação. As pás podem ou não ser conectadas entre si, conforme o desejado. O membro de sustentação pode ser conectado acima ou abaixo da(s) pá(s).

Também se deverá apreciar que qualquer realização de uma estrutura diretora de campo que se encontre dentro do escopo da presente invenção pode ser utilizada com um susceptor plano separado (descrito anteriormente). Também se deverá apreciar que, para alguns produtos alimentícios, pode ser desejável colocar um segundo susceptor plano acima do produto alimentício ou embalar o produto alimentício com um susceptor flexível.

Exemplos 1 a 8

A operação da estrutura diretora de campo e um conjunto

susceptor de acordo com a presente invenção pode ser compreendida mais claramente a partir dos exemplos a seguir.

Introdução: para todos os exemplos a seguir, foram utilizadas pizzas de micro-ondas disponíveis comercialmente (Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno®, 280 gramas) nos experimentos de cozimento.

Um susceptor plano compreendido de uma camada fina de alumínio depositado em vapor em sanduíche entre um filme de poliéster e papelão recebeu a pizza na embalagem. Este susceptor plano foi utilizado com várias implementações da estrutura diretora de campo de acordo com a presente invenção, como será discutido. A extremidade do papelão fornecido foi moldada para formar uma bandeja de cozimento em forma de "U" invertido para separar o susceptor plano em cerca de 2,5 cm acima de uma mesa giratória no forno de micro-ondas. Um anel de crocância (destinado a dourar as extremidades da pizza) fornecido com a pizza na embalagem não foi utilizado.

Em todos os exemplos, o susceptor plano foi colocado

ψ

diretamente sobre uma mesa giratória de um forno de micro-ondas. Em todos os exemplos, pizzas congeladas foram colocadas diretamente sobre o susceptor plano e cozidas sob potência plena por cinco minutos, exceto para o Exemplo 5, que foi cozido em uma potência mais baixa por sete minutos e meio.

Para fins de comparação, um grupo de três pizzas foi cozido utilizando apenas o susceptor plano sem uma estrutura diretora de campo e um outro grupo de três pizzas foi cozido utilizando o susceptor plano com uma estrutura diretora de campo de acordo com a presente invenção.

As pás de cada diretor de campo foram construídas utilizando placa de alumínio com 0,05 milímetros de espessura, papelão e fita.

Para os Exemplos 1 a 7, a estrutura diretora de campo foi colocada no espaço sob o susceptor plano. Para o Exemplo 8, a estrutura diretora de campo foi posicionada acima da pizza.

Dourado ε medições de perfil de dourado

O percentual de dourado e o perfil de dourado da crosta inferior da pizza foram medidos seguindo-se um procedimento descrito em Papadakis, S. E. et al, A Versatile and Inexpensive Technique for Measuring Color of Foods, Food Technology 5 4 (12), págs. 48-51 (2000). Foi configurado um sistema de iluminação e uma câmera digital (Nikon, modelo D1) foi utilizada para obter imagens da crosta inferior após o cozimento. Um programa de software de gráficos e imagens disponível comercialmente foi utilizado para converter parâmetros coloridos no modelo colorido L-a-b, o modelo colorido preferido para pesquisa alimentícia. Seguindo a sugestão do procedimento em referência, o percentual de área dourada foi definido como percentual de pixels com um valor L de claridade de menos de 153 (em uma escala de claridade de O a 255, em que 255 é o mais claro). Seguindo-se a metodologia descrita no procedimento em referência, foi calculado o perfil de dourado (ou seja, o

ρ

percentual de área dourada em função da posição radial).

A imagem da crosta inferior foi dividida em diversos anéis concêntricos e foi calculado o valor L médio para cada anel.

Acredita-se que os exemplos a seguir ilustrem os aprimoramentos de dourado e uniformidade de dourado que resultaram do uso de diferentes estruturas diretoras de campo de acordo com a presente invenção.

Exemplo 1

Uma Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno® foi

cozida em um forno de micro-ondas marca General Electric (GE) de 1100 Watts modelo n° JES1036WF001, da forma descrita na introdução. Ao empregar-se um diretor de campo, utilizou-se a estrutura diretora de campo de acordo com a Figura 14 (sem as escoras 168S). A pá 168-1 apresentou uma dimensão de comprimento de 17,5 centímetros e uma dimensão de largura de 2 centímetros. As pás 168-2 a 168-5 possuíam uma dimensão de comprimento de 8 cm e uma dimensão de largura de 2 cm cada uma.

Após o cozimento, foi obtida uma imagem da crosta inferior com a câmara digital, conforme descrito. A partir dos dados de imagens, o percentual de área dourada foi calculado utilizando os procedimentos descritos. O percentual médio de área dourada para as pizzas cozidas sem um diretor de campo foi determinado como sendo de 40,3%. O percentual médio de área dourada para as pizzas cozidas com um diretor de campo foi determinado como sendo de 60,5%. Exemplos 2 a 5

O experimento descrito no Exemplo 1 foi repetido em quatro fornos de micro-ondas de diferentes fabricantes. O fabricante do forno, número de modelo, potência total em Watts e tempo de cozimento para cada exemplo encontram-se resumidos na Tabela 1. A tabela relata o percentual de área dourada atingido com e sem um diretor de campo. Dever-se-á observar que o percentual de área dourada aumentou em todos os casos.

Tabela 1

Comparação do Percentual de Área Dourada Com ε Sem Diretor de Campo

Exemplo

Marca do forno

Potência em Watts

Modelo n°

Tempo de cozimento

GE

1100

JES1036WF001

min

Sharp

1100

R-630DW

min

Panasonic

1250

NN5760WA

min

Whirlpool

1100

MT4110SKQ

6 min

Goldstar

700

MAL783W

7,5 min

Percentual de área dourada

Com diretor de campo

Sem diretor de campo

60,5%

40,3%

70,7%

55,2%

61,7%

50,3%

60,7%

15,3%

51,4%

31,5%

Exemplo 6

Uma Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno®, 280 gramas, foi cozida em um forno marca Sharp de 1100 Watts, modelo R- 630DW. Ao empregar-se uma estrutura diretora de campo, foi utilizada a estrutura diretora de campo de acordo com a Figura 15. As pás 169-1 e 169-2 apresentaram uma dimensão de comprimento de 22,9 cm e uma dimensão de largura de 2 cm. O raio de curvatura para cada parte de uma pá curvada que se estende a partir do ponto de conexão 169F foi de cerca de 5,3 cm e o ângulo

de arco foi de cerca de 124 graus. Após o cozimento, foi obtida uma imagem da crosta inferior com a

câmera digital e foi calculado o percentual de área dourada, tudo conforme descrito.

O percentual médio de área dourada para as pizzas cozidas sem um diretor de campo foi de 55,2%. O percentual médio de área dourada para as pizzas cozidas com o diretor de campo foi determinado como sendo de 73,8%. O perfil de dourado foi plotado e é exibido na Figura 17. Exemplo 7

O experimento descrito no Exemplo 6 foi repetido utilizando um - forno marca Panasonic de 1300 Watts, modelo NN5760WA. O percentual médio de área dourada para a pizza cozida sem um diretor de campo foi de 50,3%. O percentual médio de área dourada para as pizzas cozidas com uma estrutura de diretor de campo foi determinado como sendo de 51,7%. O perfil de dourado substancialmente uniforme que se segue a partir do uso da presente invenção pode ser observado por meio da plotagem exibida na Figura 18. A partir da observação da Figura 18, pode-se apreciar que o perfil de dourado ao longo do raio aumentou muito com o uso de uma estrutura diretora de campo.

Exemplo 8

O experimento descrito no Exemplo 1 foi repetido em um forno de micro-ondas marca Goldstar de 700 Watts, modelo MAL783W. Ao empregar-se uma estrutura diretora de campo, foi utilizada a estrutura diretora de campo de acordo com a Figura 14 com as escoras 168S. As escoras possuíam cinco centímetros de altura e foram colocadas sobre a mesa giratória para sustentar o diretor de campo pouco acima da pizza. A estrutura diretora de campo mal tocou o topo da pizza após a elevação da crosta da pizza. Após o cozimento (por sete minutos e meio em potência plena do

forno utilizado), foi obtida uma imagem da crosta inferior com a câmera digital e foi calculado o percentual de área dourada, tudo conforme descrito.

O percentual de área dourada para a pizza cozida sem um diretor de campo foi de 31,5%. O percentual de área dourada para a pizza cozida com

um diretor de campo foi de 65,1%.

Quando um conjunto susceptor de micro-ondas tal como descrito acima é colocado em um forno de micro-ondas "descarregado" (ou seja, um forno sem a presença de um produto alimentício ou outro artigo), vêm sendo observados vários problemas prejudiciais. Os problemas são particularmente agudos em fornos com alta potência (ou seja, fornos que possuem avaliações , de potência tipicamente de mais de 900 Watts). Em alguns casos, o conjunto susceptor de micro-ondas pode aquecer-se excessivamente mesmo na presença de um artigo.

À medida que a camada com perdas 12C do susceptor plano 12 se aquece excessivamente, pode ocorrer fusão ou carbonização do substrato 12S. O susceptor pode aquecer-se excessivamente até o ponto em que o substrato susceptor queima. As partes condutoras das pás da estrutura diretora de campo podem formar arco, particularmente ao longo das extremidades e especialmente nos cantos. A formação de arco causa a descoloração, carbonização ou aquecimento excessivo do suporte não condutor (tipicamente de papelão) das pás, até que ele sofre ignição em chamas. O aquecimento excessivo da estrutura diretora de campo pode também ser causado pelo aquecimento excessivo do material susceptor.

Consequentemente, acredita-se ser vantajoso fornecer uma estrutura diretora de campo e um conjunto susceptor que o incorpora e que seja "tolerante a abusos", ou seja, uma estrutura que evite a ocorrência de formação de arco e/ou a ocorrência de aquecimento excessivo do diretor de campo e/ou a ocorrência de aquecimento excessivo do susceptor.

A Figura 19 é uma vista composta de um conjunto susceptor 1010 que possui uma estrutura diretora de campo 1410. As pás ilustradas na Figura 19 ilustram pás que são utilizadas nos Exemplos 9 a 64 a seguir.

O conjunto susceptor 1010 inclui um susceptor geralmente plano 12 que possui um substrato 12B com uma camada de perdas elétricas 12C, conforme descrito anteriormente com relação à Figura 2.

A estrutura diretora de campo 1410 possui pelo menos, mas preferencialmente uma série de pás 1610, cada qual conectada mecanicamente ao susceptor plano 12. Cada pá 1610-1 a 1610-8 exibida na Figura 19 é formada com um substrato 1610N de um material não condutor. Cada pá possui formato geralmente retangular. O substrato 1610N é visível em algumas das pás. O substrato 1610N pode possuir uma composição retardante de chamas a ele

aplicada.

Dever-se-á compreender que a estrutura diretora de campo 1410 pode ser alternativamente utilizada em combinação com um membro de suporte não condutor plano 32 para definir um conjunto diretor de campo indicado geralmente pelo caractere de referência 31.

Cada pá 1610 possui uma superfície 1610S que é identificada para melhor clareza de ilustração apenas para a pá 1610-6. Pelo menos uma parte 1610C da superfície 1610S de cada pá é condutora de eletricidade. Como será descrito, a parte condutora de eletricidade 1610C de cada pá 1610 é posicionada com relação ao susceptor plano 12 e configurada de várias formas para evitar problemas de aquecimento excessivo e formação de arco.

A parte condutora 1610C de cada pá 1610 possui uma primeira extremidade 1510D e uma segunda extremidade 1510E. Novamente, por motivo de clareza, as extremidades são indicadas apenas sobre a pá 1610-6. A distância entre a primeira e a segunda extremidade 1510D e 1510E define uma dimensão de comprimento previamente determinada para a parte condutora 1610C. A parte condutora 1610C de cada pá também exibe uma dimensão de largura previamente determinada. Conforme descrito anteriormente (tal como em conjunto com as Figuras 2 e 3), a dimensão de comprimento deverá estar na faixa de cerca de 0,25 a cerca de 2 (duas) vezes o comprimento de onda da onda eletromagnética corrente produzida e gerada no forno. A dimensão de largura deverá estar na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 vezes aquele

comprimento de onda.

A pá 1610-1 possui uma parte condutora 1610C-1 que ocupa toda a superfície retangular. A parte condutora 1610C-1 fica em contato com o susceptor plano 12. A pá 1610-1 é típica de uma estrutura de pá que sofreria aquecimento excessivo quando utilizada em um forno descarregado. Um susceptor 12, quando utilizado com uma estrutura diretora de campo que possui uma pá 1610-1, pode também sofrer aquecimento excessivo, o que resulta em fusão ou carbonização do substrato susceptor 12S. A parte condutora da pá 1610-1 pode formar um arco ao longo das suas extremidades

ou nos seus cantos.

A parte condutora 1610C-2 da pá 1610-2 também possui formato retangular. Esta parte condutora 1610C-2 ocupa apenas uma parte da superfície de pá, deixando parte do substrato 1610N exposta para definir um canto 19L ao longo da extremidade inferior. A parte condutora 1610C-2 fica em contato com o susceptor plano 12. Demonstrou-se que a estrutura da pá 1610-2 limita, mas não elimina o aquecimento excessivo da pá e do susceptor quando utilizada em um forno descarregado (Exemplos 36, 39). Quando utilizado com uma estrutura diretora de campo que possui uma pá 1610-2, o susceptor 12 pode também sofrer aquecimento excessivo, o que resulta em fusão ou carbonização do substrato 12S.

Como será desenvolvido, as pás 1610-3 a 1610-5, 1610-7 e 1610-8 exemplificam várias posições e/ou configurações das partes condutoras 1610C de acordo com a presente invenção que evitam os problemas de aquecimento excessivo do susceptor e/ou aquecimento excessivo do diretor de campo e/ou

formação de arco.

A pá 1610-3 é um exemplo de uma pá na qual o substrato 1610N fica em contato com o susceptor plano 12. Neste caso, a parte condutora 1610C-3 é posicionada sobre a pá de forma que uma borda superior 19T de material de substrato não condutor seja exposta ao longo da extremidade da pá adjacente ao susceptor 12. A borda 19T serve para espaçar a parte condutora 1610C-3 da pá 1610-3 em uma distância próxima previamente determinada 21D longe do susceptor 12. A dimensão 21 D, medida em uma direção ortogonal ao - plano do susceptor 12, repousa em uma faixa de 0,025 a 0,1 vezes o comprimento de onda da onda eletromagnética corrente produzida no forno de micro-ondas no qual está sendo utilizado o conjunto susceptor 1010. Isso significa que a dimensão 21D deverá ser de pelo menos 0,025 vezes o comprimento de onda. Além disso, a dimensão 21D deverá ser de não mais de 0,1 vezes aquele comprimento de onda (ou seja, a dimensão 21D < 0,1 vezes aquele comprimento de onda). Dever-se-á observar que a distância máxima 17D indicada anteriormente e a distância máxima exibida pelo caractere de referência D na Figura 6 (ou seja, 0,25 comprimentos de onda) é dimensionada com a compreensão expressa de que o forno de micro-ondas no qual a pá seria utilizada estaria carregado.

A parte condutora 1610C-4 da pá 1610-4 é dimensionada de tal forma que parte do seu substrato 1610N seja exposta para definir bordas radialmente interna e externa 19D e 19E, respectivamente. Além disso, são expostas uma borda superior 19T e uma borda inferior 19L de material de substrato 16N.

A pá 1610-5 é um exemplo de uma pá na qual a parte condutora 1610C-5 é geralmente retangular (similar à parte condutora 1610C-4), mas com cantos arredondados. Os cantos podem ser arredondados em uma dimensão de raio 15R até a metade da dimensão da largura da parte condutora 1610C-5, inclusive (ou seja, 15R < 0,5 largura). Quando os cantos forem arredondados, o comprimento da parte condutora é definido pela extensão radial da parte condutora. A pá 1610-5 também possui bordas 19T, 19L, 19D, 19E (similares às exibidas em volta da pá 1610C-4). A dimensão da borda inferior 19L é indicada pelo caractere de referência 21L.

A pá 1610-6 também exibe uma parte condutora 1610C-6 com cantos arredondados. A parte condutora 1610C-6, entretanto, estende toda a largura da pá e entra em contato com o susceptor plano 12. Ela não é

ν

* espaçada em uma distância próxima previamente determinada do susceptor plano 12.

A pá 1610-7 é um exemplo de uma pá que possui uma parte

condutora de eletricidade 1610C-7 fabricada com uma placa metálica que é dobrada conforme indicado em 1610C-7F para definir pelo menos uma espessura dupla ao longo do seu perímetro. As bordas 19T, 19L, 19D, 19E (similares às exibidas em volta da pá 1610C-4) estão presentes ao longo do perímetro da parte condutora 1610C-7.

A pá 1610-8 possui uma parte condutora 1610C-8 que ocupa toda a superfície retangular. Para esta pá, o espaçamento necessário 21D da parte condutora 1610C-8 do susceptor 12 é atingido utilizando uma disposição de montagem na qual a pá é distanciada fisicamente do susceptor. Naturalmente, dever-se-á também apreciar que o espaçamento

necessário 21D pode também ser atingido por meio da soma da distância de separação do susceptor e da largura da borda de um valor de borda dimensionado adequadamente (ou seja, pá 1610-3, 1610-4, 1610-5 ou 1610-7).

Conforme indicado nas Figuras 19 e 20, ao utilizar-se uma série de pás, a primeira extremidade 1510D da parte condutora de cada uma das pás é disposta em uma distância de separação previamente determinada 21S do centro geométrico 12C do susceptor plano 12 ou do centro geométrico 32C do membro de sustentação plano 32, conforme venha a ser o caso. A distância de separação 21S, medida em uma direção paralela ao plano do susceptor 12 ou do membro de sustentação 31, deverá ser de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda da onda eletromagnética corrente produzida no forno de micro-ondas no qual esteja sendo utilizado o conjunto susceptor 1010.

Concluiu-se que a disposição da primeira extremidade 1510D da parte condutora 1610C de cada uma das pás na distância de separação previamente determinada 21S do centro geométrico 12C do susceptor plano 12

w

- reduz a ocorrência de aquecimento excessivo do susceptor nas proximidades do centro susceptor (Exemplos 18, 19 e 20 a 22). Também se concluiu que a disposição da parte condutora de eletricidade da pá na distância próxima previamente determinada 21D da camada com perdas elétricas do susceptor plano (mas esse espaçamento é atingido) reduz a ocorrência de aquecimento excessivo do susceptor (Exemplos 35 e 37). Redução adicional da ocorrência de aquecimento excessivo do susceptor pode ser atingida por meio do fornecimento da borda inferior 19L (Exemplos 36 e 39).

Segundo a presente invenção, a combinação da disposição das partes condutoras das pás na distância de separação previamente determinada 21S junto com a disposição das partes condutoras das pás na distância próxima previamente determinada 21D do susceptor plano evita a ocorrência de aquecimento excessivo do susceptor quando utilizado em um forno de

micro-ondas descarregado.

Também de acordo com a presente invenção, a disposição da parte condutora de eletricidade da pá na distância próxima previamente determinada 21D da camada com perdas elétricas do susceptor plano e o arredondamento dos cantos da parte condutora com o raio 15R evitam a ocorrência de formação de arco quando utilizada em um forno de micro-ondas descarregado.

Além disso, de acordo com a presente invenção, a ocorrência de formação de arco em um forno de micro-ondas descarregado é evitada pela disposição da parte condutora de eletricidade da pá na distância próxima previamente determinada 21D da camada com perdas elétricas do susceptor plano e cobertura da parte condutora de qualquer das pás 1610-3 a 1610-5, 1610- 7, 1610-8 com um material não condutor de eletricidade tal como um revestimento de pulverização poliacrílico ou de politetrafluoroetileno ou uma fita de póli-imida.

Ainda de acordo com a presente invenção, a disposição da parte condutora de eletricidade da pá na distância próxima previamente determinada 21D da camada com perdas elétricas do susceptor plano e o aumento da espessura do perímetro de uma parte condutora de placa fina (da forma exibida sobre a pá 1610-7) evitam a ocorrência de formação de arco quando utilizada em um forno não carregado.

Exemplos 9 a 23

Os exemplos a seguir descrevem experimentos que foram conduzidos para determinar parâmetros que reduzem ou eliminam os problemas de aquecimento excessivo e/ou formação de arco. Um forno de micro-ondas General Electric modelo JES1456BJ01 de 1100 Watts foi utilizado nos Exemplos 9 a 23. Os testes foram conduzidos com o forno não carregado, ou seja, nenhum produto alimentício ou outro artigo estava presente no forno. Estes exemplos encontram-se resumidos na Tabela 2 do presente.

O Exemplo 9 foi um exemplo de controle sem bordas e sem arredondamento de cantos da parte condutora de uma única pá.

Os Exemplos 10 a 13 e 14 a 17 testaram o efeito de uma cobertura não condutora sobre a parte condutora de uma única pá. Nos Exemplos 10 a 13, a parte condutora possuía 19 mm de largura com cantos arredondados; nos Exemplos 14 a 17, a parte condutora possuía 25,4 mm de

largura com cantos arredondados.

Os Exemplos 18 a 20 testaram o efeito de variação do espaço central entre partes condutoras radialmente opostas sobre a formação de arco

e aquecimento excessivo.

Os Exemplos 21 e 22 testaram materiais alternativos para as partes condutoras. O Exemplo 23 testou o efeito de tratamento retardante de chama do papelão sobre a formação de arco e queima.

Exemplo 9

Neste exemplo, uma única pá foi configurada e posicionada com relação ao susceptor de acordo com a pá 1610-1 da Figura 19. Uma vista com dimensões ampliadas dessa pá é exibida na Figura 21. Uma parte condutora de placa de alumínio com 0,05 mm de espessura e adesivo nas costas com 88,9 mm de comprimento por 25,4 mm de largura da Merco Co., Hackensack NJ com cantos quadrados foi aplicada a um papelão de celulose do mesmo tamanho. O papelão foi da International Paper (Padrão de Copo não revestido Fortress Grau Código 1355, 0,017/180#). A pá foi colada com fita em seguida ao lado inferior de uma disposição susceptora comercial fornecida com a Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno® (280 gramas), utilizando fita de póli-imida com 0,025 mm de espessura (fita de póli-imida Kapton® da Ε. I. DuPont de Nemours and Company). Esta configuração resultou na formação de arco em 28 segundos quando exposta descarregada em um forno de micro- ondas.

Exemplos 10 a 13 Nestes exemplos, a pá isolada foi configurada e posicionada com relação ao susceptor de acordo com a pá 1610-5 da Figura 19. Uma vista dimensionada ampliada dessa pá é exibida na Figura 22.

Os Exemplos 10 a 12 forneceram uma cobertura protetora de um material não condutor de eletricidade sobre a parte condutora de alumínio em um esforço para evitar a formação de arco. Uma versão descoberta, Exemplo

13, também foi testada como controle.

Cada pá possuía uma parte condutora com 88,9 mm de comprimento e 19,2 mm de largura cortada da mesma placa de alumínio com 0,05 mm de espessura e adesivo nas costas utilizada no Exemplo 9, aplicada a um retângulo de 101,6 por 25,4 mm do mesmo papelão de celulose do Exemplo 9. A parte condutora possuía 19,2 mm de largura, a fim de garantir que a cobertura não condutora cobrisse todas as extremidades da parte condutora de alumínio. Uma borda superior de 3,2 mm de papelão foi exposta acima da parte condutora. Uma dimensão de borda de 3,2 mm foi cerca de 0,025 vezes o comprimento de onda. A parte condutora possuía todos os cantos arredondados em um raio de 9,6 mm.

Uma borda inferior de papelão de 3,2 mm também foi exposta abaixo da parte condutora e uma borda de papelão de 6,4 mm foi exposta sobre cada extremidade.

Foram utilizados diferentes materiais não condutores como coberturas, conforme segue:

Exemplo 10: fita de póli-imida com 0,025 mm de espessura por 25,4 mm de largura (vendida com a marca comercial Kapton® da Ε. I. DuPont de Nemours and Company).

Exemplo 11: pulverização de poliacrílico da Minwax.

Exemplo 12: pulverização de politetrafluoroetileno (vendido com a marca comercial Teflon® pela Ε. I. DuPont de Nemours and Company).

Exemplo 13: sem revestimento.

Nenhuma das pás exibiu formação de arco quando exposta sem carregamento em um forno de micro-ondas por dois minutos.

Exemplos 14 a 17

Nestes exemplos, uma única pá foi configurada e posicionada com relação ao susceptor de acordo com a pá 1610-6 da Figura 19. Uma vista dimensionada ampliada dessa pá é exibida na Figura 23.

Os Exemplos 14 a 16 avaliaram as mesmas coberturas protetoras não condutoras dispostas sobre a parte condutora de alumínio dos Exemplos a 12, respectivamente, mas com a parte condutora de alumínio possuindo a mesma largura de 25,4 mm do papelão. Novamente, uma versão descoberta, Exemplo 17, foi testada como controle. Em cada um destes exemplos, a parte condutora era uma placa de alumínio com 0,05 mm de espessura com adesivo nas costas com 88,9 mm de comprimento por 25,4 mm de largura aplicada a um retângulo de 101,6 por 25,4 mm do papelão de celulose utilizado nos Exemplos 10 a 13. A parte condutora possuía todos os cantos arredondados em um raio de 12,7 mm e possuía uma borda de 6,4 mm de papelão exposto

sobre as duas extremidades.

Foram utilizados materiais não condutores diferentes como

coberturas, conforme segue:

Exemplo 14: fita de póli-imida com 0,025 mm de espessura por 25,4 mm de largura (vendida com a marca comercial Kapton® da Ε. I. DuPont

de Nemours and Company).

Exemplo 15: pulverização de poliacrílico da Minwax. Exemplo 16: pulverização de politetrafluoroetileno (vendido com a marca comercial Teflon® da Ε. I. DuPont de Nemours and Company). Exemplo 17: sem revestimento.

No Exemplo 14, a superfície da parte condutora foi coberta pela fita de póli-imida. As extremidades superior e inferior não foram cobertas pela

fita de póli-imida.

Nos Exemplos 15 e 16, a superfície da parte condutora foi coberta

pelo revestimento de pulverização poliacrílico ou de politetrafluoroetileno, respectivamente. As extremidades superior e inferior da parte condutora de alumínio foram cobertas apenas por sobrepulverização incidental dos revestimentos poliacrílicos ou de politetrafluoroetileno.

Nos Exemplos 14, 16 e 17, a extremidade inferior da parte condutora apresentou arco no centro. Esta formação de arco ocorreu logo após a sua exposição descarregada no forno de micro-ondas. No Exemplo 15, não ocorreu formação de arco. Mais especificamente, os resultados dos experimentos foram os

seguintes:

Exemplo 14: parte condutora da pá coberta com fita Kapton® com 0,025 mm de espessura, formou arco após dezesseis segundos de exposição. Exemplo 15: parte condutora da pá revestida com pulverização

poliacrílica, não formou arco em dois minutos.

Exemplo 16: parte condutora de pá revestida com pulverização de

politetrafluoroetileno (Teflon®), formou arco após doze segundos de exposição).

Exemplo 17: parte condutora de pá não revestida, formou arco

após dezessete segundos de exposição.

A Figura 20 é uma vista plana de um conjunto susceptor que incorpora um diretor de campo com seis pás utilizado nos Exemplos 18 a 23. Pode-se apreciar a partir da Figura 20 que o espaço entre extremidades ("Espaço") entre partes condutoras de pás diametralmente opostas é duas

vezes a distância de separação 21S.

Exemplo 18

Neste exemplo, cada uma das seis pás do diretor de campo da Figura 20 foi configurada com as partes condutoras de acordo com a pá 1610-5 da Figura 19.

Conforme exibido na Figura 24, havia três modelos de pás, cada qual contendo partes condutoras com 88,9 mm de comprimento por 19,2 mm de largura com todos os cantos arredondados em um raio de 9,6 mm. As partes condutoras foram cortadas da mesma placa de alumínio com 0,05 mm de espessura com adesivo nas costas utilizada para os Exemplos 9 a 17 acima. Duas destas partes condutoras foram colocadas em um retângulo de 203,2 por 25,4 mm do papelão de celulose utilizado nos Exemplos 9 a 17, de forma que houvesse uma borda de papelão de 3,2 mm exposta acima e abaixo da parte condutora e nas extremidades externas. Um espaço entre extremidades de 19,2 mm foi mantido entre as extremidades internas de cada

- parte condutora.

Cada um dentre três moldes de pás foi dobrado no meio em seguida para moldar uma forma de V e posicionado sob um susceptor com o ápice de cada V no centro do susceptor, de forma a definir uma distância de separação 21S (Figura 19) de 9,6 mm. Os moldes de pá em forma de V foram colados ao lado inferior do susceptor utilizando um adesivo hidrossolúvel tal como tipo BR-3885 da Basic Adhesives1 Inc. Os moldes foram posicionados de tal forma que as pás fossem espaçadas igualmente em um padrão radial. O conjunto susceptor totalmente montado foi disposto de tal forma que pares de partes condutoras fossem diretamente opostos em um espaço entre

extremidades de 19,2 mm.

Não houve formação de arco discernível quando este conjunto susceptor foi exposto descarregado no forno de micro-ondas, mas a montagem queimou em chamas quando o substrato de papelão no centro se aqueceu excessivamente em 47 segundos.

Exemplo 19

As pás deste Exemplo foram construídas da mesma forma que no Exemplo 18 a partir de moldes de pá conforme ilustrado na Figura 25. Os moldes de pá foram retângulos de 203,2 mm por 31,7 mm do mesmo papelão de celulose. As partes condutoras foram de 85,7 mm de comprimento e 25,4 mm de largura com todos os cantos arredondados em um raio de 12,7 mm. As partes condutoras foram fixadas aos moldes de papelão para deixar uma borda de 3,2 mm de papelão exposta acima e abaixo da parte condutora e nas extremidades externas. Um espaço entre extremidades de 25,4 mm foi mantido entre as extremidades internas de cada parte condutora.

Como no Exemplo 18, três desses moldes de pá em forma de V foram colados ao lado inferior de um susceptor, definindo uma distância de

separação 21S (Figura 19) de 12,7 mm.

Novamente, não houve arcos discerníveis quando este conjunto susceptor foi exposto ao forno de micro-ondas descarregado, mas o conjunto entrou em chamas quando as pás de papelão no centro aqueceram-se excessivamente em um minuto e dezoito segundos.

Exemplo 20

Neste exemplo, cada uma das seis pás do diretor de campo da Figura 20 foi configurada com partes condutoras de acordo com a pá 1610-5 da Figura 19.

As pás neste Exemplo também foram construídas da mesma forma que nos Exemplos 18 e 19 a partir de moldes de pás conforme ilustrado na Figura 26. Os moldes de pás foram retângulos de 203,2 mm por 31,7 mm do mesmo papelão de celulose. As partes condutoras possuíam 79,4 mm de comprimento e 25,4 mm de largura com todos os cantos arredondados em um raio de 12,7 mm. As partes condutoras foram fixadas aos moldes de papelão para deixar uma borda de 3,2 mm de papelão exposta acima e abaixo da parte condutora e nas extremidades externas. Um espaço entre extremidades de 38,1 mm foi mantido entre as extremidades internas de cada parte condutora.

Como nos Exemplos 18 e 19, três dos moldes de pás dobradas em V foram colados ao lado inferior de um susceptor, definindo uma distância de separação 21S (Figura 19) de 19,2 mm. Não houve formação de arco nem queima durante a exposição deste conjunto susceptor ao forno de micro-ondas por cinco minutos. Exemplo 21

O teste do Exemplo 20 foi repetido utilizando partes condutoras

t»

- conforme exibido na Figura 26. As partes condutoras para este exemplo foram elaboradas com placa de alumínio com 0,05 mm de espessura com adesivo

nas costas Avery-Dennison Fasson® 0817 disponível por meio da Divisão de Fitas Especializadas da Avery-Den nison, Painesville1 OH.

Não houve formação de arco nem queima durante a exposição deste conjunto susceptor descarregado no forno de micro-ondas por cinco minutos.

Exemplo 22

O teste do Exemplo 20 foi repetido utilizando partes condutoras conforme exibido na Figura 26. As partes condutoras para este exemplo foram elaboradas com uma placa de alumínio com 0,05 mm de espessura com adesivo nas costas Shurtape AF973 disponível por meio da Shurtape, Hickory, NC.

Não houve formação de arco nem queima durante a exposição deste conjunto susceptor descarregado no forno de micro-ondas por cinco minutos. A placa de alumínio desta fita apresentou resultados aceitáveis, mas o

adesivo soltou-se.

Exemplo 23

A aplicação de uma composição retardante do fogo para evitar queima espontânea das pás foi testada no Exemplo 23. O retardante de fogo utilizado foi uma resina com base aquosa conhecida como Paper Seal® da Flame Seal® Products de Houston, TX. O conjunto susceptor foi construído

como no Exemplo 18 com um espaço de 19,2 mm no centro entre cada par de partes condutoras conforme exibido na Figura 24, de forma a definir uma distância de separação 21S (Figura 19) de 9,6 mm.

Os moldes de papelão foram mergulhados em um banho do líquido retardante de chama e mantidos para secar por um dia antes da adesão das partes condutoras e montagem do conjunto susceptor.

Não houve arcos durante a exposição de um conjunto susceptor descarregado ao forno de micro-ondas por cinco minutos. Ao contrário do Exemplo 18, o conjunto não queimou em chamas, o que sugere que um tratamento retardante de fogo do papelão foi suficiente para evitar a queima.

Os testes dos Exemplos 9 a 23 encontram-se resumidos na

Tabela 2.

Tabela 2

Determinação da Formação de Arcos ε Aquecimento Excessivo

N/A indica não aplicável. ___

Ex. Dimensão Dimensão da Canto Cobertura Tipo de pá - Dist. Result. n° da pá parte arredond. Borda (topo e separ. - condutora (raio) fundo) espaço g 88,9 χ 25,4 88,9 χ 25,4 mm não nenhum 1610-1 N/A arco 28 mm nenhum seg 101,6 χ 25,4 88,9 χ 19 mm sim Kapton® 1610-5 N/A sem mm 9,5 mm 3,2 mm arco 2 min 11 101,6x25,4 88,9 χ 19 mm sim Poliacrílico 1610-5 N/A sem mm 9,5 mm 3,2 mm arco 2 min 12 101,6x25,4 88,9 χ 19 mm sim PTFE 16,0-5 N/A sem mm 9,5 mm 3,2 mm arco 2 min 13 101,6x25,4 88,9 χ 19 mm sim nenhum 16,0-5 N/A sem mm 9,5 mm 3,2 mm arco 2 min Εχ. Dimensão Dimensão da Canto Cobertura Tipo de pá - Dist. Res u It. η° da pá parte arredond. Borda (topo e se par. - condutora (raio) fundo) espaço 14 101,6 x 25,4 88,9 χ 25,4 mm sim Kapton® 1610-6 N/A Arco mm 12,7 mm nenhum 16 seg 101,6x25,4 88,9 χ 25,4 mm sim Poliacrilico 1610-6 N/A Sem mm 12,7 mm nenhum arco 2 min 16 101,6 x 25,4 88,9 x 25,4 mm sim PTFE 1610-6 N/A Arco mm 12,7 mm nenhum 12 seg 17 101,6x25,4 88,9 χ 25,4 mm sim nenhum 1610-6 N/A Arco mm 12,7 mm nenhum 17 seg 18 101,6x25,4 88,9 χ 19 mm sim nenhum 1610-5 9,5 Sem mm 9,5 mm 3,2 mm 19 mm arco, queima 47 seg centro aquec. exc. 19 101,6x31,7 85,7 χ 25,4 mm sim nenhum 1610-5 12,7 Sem mm 12,7 mm 3,2 mm 25,4 mm arco, queima 1:18 min centro aquec. exc. 101,6x31,7 79,4 χ 25,4 mm sim nenhum 1610-5 19 Sem mm 12,7 mm 3,2 mm 38,1 mm arco, sem Ex. Dimensão Dimensão da Canto Cobertura Tipo de pá - Dist. Resu It. n° da pá parte arredond. Borda (topo e separ. - condutora (raio) fundo) espaço queima 5 min 21 101,6x31,7 79,4 χ 25,4 mm sim nenhum 1610-5 19 Sem mm fita Avery/ 12,7 mm 3,2 mm 38,1 mm arco, Denison sem queima 5 min 22 101,6x31,7 79,4 χ 25,4 mm sim nenhum 1610-5 19 Sem mm fita Shurtape 12,7 mm 3,2 mm 38,1 mm arco, sem queima, ades. soltou 5 min 23 101,6x25,4 88,9 χ 19 mm sim nenhum 1610-5 9,5 Sem mm fita Avery/ 9,5 mm 3,2 mm 19 mm arco, Denison sem queima 5 min

As observações dos Exemplos 9 a 23 foram:

1. A combinação de cantos arredondados sobre a parte

condutora e uma borda de papelão (ou seja, um material com condutividade mais baixa) de pelo menos 3,2 mm (cerca de 0,025 comprimentos de onda da onda corrente presente em um forno de micro-ondas) envolvendo completamente uma parte condutora descoberta de uma pá evitou a formação de arco. Dever-se-á observar que a borda serviu para espaçar a parte condutora da pá do susceptor em uma distância próxima previamente determinada (Exemplos 18 a 23).

2. A combinação de uma borda (distância próxima i.

- previamente determinada) de pelo menos 3,2 mm e uma distância de separação das extremidades internas das partes condutoras do centro

geométrico do susceptor de 19,2 mm (cerca de 0,16 comprimentos de onda da onda corrente presente em um forno de micro-ondas), ou seja, um espaço central de 38,1 mm entre partes condutoras opostas, evitou o aquecimento excessivo e a combustão espontânea do papelão de um conjunto susceptor quando era exposto em um forno de micro-ondas descarregado (Exemplos 20

a 22).

3. A combinação de uma borda (distância próxima previamente determinada) de pelo menos 3,2 mm e uma cobertura não condutora da parte condutora evitou a formação de arco (Exemplos 10 a 12). Como se pode observar por meio dos Exemplos 14 a 16, entretanto, quando a

parte condutora era coberta com uma cobertura não condutora e nenhuma borda estava presente, ocorreu a formação de arco.

4. Aa plicação de retardante de fogo ao papelão evitou a combustão espontânea devido ao aquecimento excessivo com uma distância de separação do centro geométrico do susceptor de 9,6 mm (cerca de 0,08

comprimentos de onda), ou seja, um espaço de centro de 19,2 mm entre partes condutoras opostas.

Exemplos 24 a 64

Comentários gerais: nos Exemplos 24 a 64 a seguir, um conjunto susceptor similar ao exibido na Figura 20 foi utilizado no interior de um forno de

micro-ondas para cozinhar uma Pizza de Quatro Queijos para Micro-ondas DiGiorno® (280 gramas). Os resultados destes experimentos são descritos nas

Tabelas 3, 4A, 4B e 5 abaixo.

Os Exemplos 24 a 50 e os Exemplos 61 a 64 foram conduzidos para determinar o efeito de vários projetos de pás na eliminação do aquecimento excessivo do susceptor durante o cozimento de pizza em vários fornos de micro-ondas. Os exemplos restantes (ou seja, os Exemplos 51 a 60) foram conduzidos para determinar o efeito de vários projetos de pás sobre o dourado da pizza cozida em vários fornos de micro-ondas.

Conforme exibido na Figura 20, cada conjunto susceptor incluiu seis pás idênticas em espaços iguais de 60 (sessenta) graus de distância montadas sobre um susceptor com uma distância de separação de 9,6 mm 21S de cada parte condutora de eletricidade de uma pá até o centro

geométrico do susceptor.

Os conjuntos susceptores testados continham substratos

formados com diversos materiais. Quatro materiais de substrato suceptor diferentes foram testados em combinação com duas espessuras diferentes de metalização que formaram a camada condutora com perdas.

A parte condutora de cada pá foi elaborada utilizando uma placa de alumínio com 0,05 mm de espessura com adesivo nas costas aplicada a uma pá de papelão de celulose da International Paper conforme descrito anteriormente com relação aos Exemplos 9 a 20. Cada parte condutora possuía 88,9 mm de comprimento, mas diferentes larguras. Cada uma das Tabelas 3, 4A, 4B e 5 contém uma coluna de indicadores alfabéticos que indica o "tipo de pá" testado. Cada indicador exibe um tipo de pá conforme ilustrado na Figura 19 com a dimensão "largura" da parte condutora e "borda" conforme

Indicador Tipo de pá, Figura 19 Largura Borda A Pá 1610-1 25,4 mm nenhuma B Pá 1610-3 19,2 mm 19T 6,4 mm C Pá 161°-2 19,2 mm 19L Indicador Tipo de pá, Figura 19 Largura Borda 6,4 mm D Pá 1610-1 31,7 mm Nenhuma E Pá 1610-3 25,4 mm 19T 6,4 mm F Pá 1610-2 25,4 mm 19L 6,4 mm G Pá 1610-3 22,2 mm 19T 3,2 mm H Pá 1610-3 23,8 mm 19T 1,6 mm

10

As Tabelas 3, 4A, 4B e 5 também contêm uma coluna de indicadores alfanuméricos que indicam o "Forno" utilizado para o teste. Cada indicador corresponde a um fabricante e modelo de micro-ondas específico,

Indicador Fabricante e modelo do forno F-950 Frigidaire1 FMV156DBA, 950 watts GE-1100 General Electric, JES1456BJ01, 1100 watts GS-700 Goldstar, MAL783W, 700 watts S-1000 Sharp, R-1505F, 1000 watts S-1100 Sharp, R-630DW, HOOwatts

As Tabelas 3, 4A, 4B e 5 contêm uma coluna que indica o "Susceptor" (ou seja, o substrato 12S e a camada 12C) utilizado.

O Susceptor em alguns dos exemplos contidos nas Tabelas 3, 4A e 4B abaixo é identificado como "Controle". O susceptor "Controle" foi o fornecido com a Pizza Quatro Queijos para Micro-ondas DiGiorno® (280 gramas) mencionada anteriormente. O susceptor "Controle" incluiu um substrato de papelão. O "Susceptor" em alguns dos exemplos contidos nas Tabelas 3 e abaixo é identificado por um indicador de referência que compreende primeiro e segundo valores numéricos hifenados. O primeiro valor numérico representa o material de substrato polimérico do susceptor, enquanto o segundo valor numérico indica a espessura da metalízação da camada com perdas de susceptor (alumínio depositado a vácuo) com base na sua

densidade ótica medida.

O primeiro valor numérico indica o material de substrato

polimérico conforme segue:____

Primeiro valor numérico

10

12

13

Tipo de substrato de filme

Tereftalato de polietileno medição 300 (sem tratamento a quente) (vendido com a marca comercial Melinex® S pela Ε. I. DuPont de Nemours and Company)

Filme estabilizado a quente de tereftalato de polietileno medição 300 (vendido com a marca comercial Melinex® ST-507 pela Ε. I. DuPont de Nemours and Company)

Filme de polietileno naftaleno (PEN) de 2 mil vendido com a marca comercial Teonex® Q51 pela DuPont Teijin Films) _

O segundo valor numérico representa a medição de espessura de densidade ótica do revestimento metalizado de alumínio depositado a vácuo,

Segundo valor numérico Espessura de metalízação 3 Densidade ótica de 0,3 4 Densidade ótica de 0,4

Desta forma, para o Exemplo 29 na Tabela 3, um susceptor indicado "12-3" indica que o susceptor possuía um substrato de filme estabilizado a quente de tereftalato de polietileno medição 300 (filme Melinex® ST-507) (conforme indicado pela primeira designação numérica "12") e que a metalízação depositada a vácuo de alumínio possuía uma densidade ótica de 0,3 (conforme indicado pela segunda designação numérica "3"). Exemplos 24 a 34

Um conjunto susceptor com pás do Tipo A (conforme descrito

■t·

·> acima) foi utilizado para cozinhar uma Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno® (280 gramas) no forno S-1000" ou F-950. Como se pode observar na Tabela 3, foram utilizados quatro tipos de materiais substratos susceptores. 0 tempo de cozimento variou de cinco a seis minutos. Todos os conjuntos susceptores com pás apresentaram consistente aquecimento excessivo no centro. A severidade do aquecimento excessivo aumentou com o tempo de cozimento para cada material substrato susceptor utilizado. Exemplos do aquecimento excessivo incluíram pontos queimados e fundidos sobre a superfície do susceptor que, em alguns casos, resultaram no transporte do material susceptor fundido para o fundo da pizza, como se pode observar nas Figuras 27 e 28.

Exemplos 35 a 40

Nos Exemplos 35 a 40, a adição de uma borda de 6,4 mm de

papelão sobre o topo ou o fundo da parte condutora da pá foi testada para determinar o seu potencial de eliminação do aquecimento excessivo no centro do susceptor. Conforme resumido na Tabela 3 abaixo, nesta série de testes, uma Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno® foi cozida em um forno de micro-ondas S-1000 por seis minutos utilizando susceptores que contêm 12-3 substratos. Os conjuntos diretores de campo exibem diferentes tipos de pás A, B, C, D, EeF que foram testados. O Exemplo 35 utilizou uma pá do tipo Β; o Exemplo 36 utilizou uma pá do tipo C; o Exemplo 37 utilizou uma pá do tipo D; o Exemplo 38 utilizou uma pá do tipo Ε; o Exemplo 39 utilizou uma pá do tipo F; e o Exemplo 40 utilizou

uma pá do tipo A.

Os resultados encontram-se resumidos na Tabela 3.

Tabela 3 Determinação do Aquecimento Excessivo de Susceptor

Ex. n° Tipo de pá Susceptor Forno Tempo de cozimento, min:seg Resultado (para o susceptor) 24 nenhuma controle S-1000 6:00 sem aquecimento excessivo A controle S-1000 6:00 aquecimento excessivo 26 A controle S-1000 5:00 aquecimento excessivo 27 A 10-4 S-1000 6:00 aquecimento excessivo 28 A 10-4 S-1000 5:00 aquecimento excessivo 29 A 12-3 S-1000 5:30 aquecimento excessivo A 13-4 S-1000 5:30 aquecimento excessivo 31 nenhuma controle F-950 6:00 sem aquecimento excessivo 32 A controle F-950 5:30 aquecimento excessivo 33 A 12-3 F-950 5:30 aquecimento excessivo 34 A 13-4 F-950 5:30 aquecimento excessivo B 12-3 S-1000 6:00 sem aquecimento excessivo Ex. n° Tipo de pá Susceptor Forno Tempo de cozimento, min:seg Resultado (para o susceptor) 36 C 12-3 S-1000 6:00 aquecimento excessivo limitado 37 D 12-3 S-1000 6:00 aquecimento excessivo 38 E 12-3 S-1000 6:00 sem aquecimento excessivo 39 F 12-3 S-1000 6:00 aquecimento excessivo limitado 40 A 12-3 S-1000 6:00 aquecimento excessivo

A Tabela 3 ilustra que, para susceptores de pás que possuem uma distância de separação definida entre o lado interno da parte condutora e o centro geométrico do susceptor, a adição de uma borda superior entre o susceptor e a extremidade superior da parte condutora da estrutura de pá (tipos de pá B e E) evitou consistentemente o aquecimento excessivo do susceptor. Os susceptores com pás sem nenhuma borda (tipos de pá A e D) geraram consistentemente aquecimento excessivo no centro do susceptor. Os susceptores com pás que possuem uma borda inferior (mas não borda superior) de material não condutor ao longo da parte condutora da pá (tipos de pá C e F) reduziram um pouco a severidade do aquecimento excessivo do susceptor, mas não eliminaram completamente este problema. Estes resultados dos Exemplos 35 a 40 são ilustrados na Figura 29. Exemplos 41 a 60

Foi realizada uma série de testes de cozimento com cinco fornos de micro-ondas identificados acima. Os testes utilizaram susceptores com pás dos tipos AeB para determinar o efeito da adição de uma borda de papelão com 6,4 mm de largura superior ao longo da parte condutora da pá. Os Exemplos 41 a 50 (resumidos na Tabela 4A) e os Exemplos 51 a 60 (resumidos na Tabela 4B), respectivamente, utilizaram as mesmas condições de teste. Os Exemplos 41 a 50 determinaram aquecimento excessivo.

Os Exemplos 51 a 60 determinaram o desempenho geral de cozimento em micro-ondas, especificamente a capacidade desta configuração do conjunto susceptor de dourar uniformemente o fundo de uma pizza. O percentual de dourado ("% dourado") de uma pizza foi medido da mesma forma descrita com relação aos Exemplos 1 a 8. Foi calculada a média do percentual de dourado medido ao longo de três amostras de pizza.

Tabela 4A

Determinação de Aquecimento Excessivo

Ex. n° Tipo de pá Susceptor Forno Tempo de cozimento, min:seg Aquecimento excessivo 41 A Controle S-1100 5:00 Sim 42 B Controle S-1100 5:00 Não 43 A Controle S-1000 5:00 Sim 44 B Controle S-1000 5:00 Não 45 A Controle F-950 6:00 Sim 46 B Controle F-950 6:00 Sim 47 A Controle G-1100 5:00 Sim 48 B Controle GE-1100 5:00 Não 49 A Controle GS-700 7:00 Sim 50 B Controle GS-700 7:00 Não Tabela 4B

Determinação do Desempenho de Cozimento

Ex. n° Tipo de pá Susceptor Forno Tempo de cozim., min:seg % de dourado médio Aquec. excessivo 51 A Controle S-1100 5:00 53% Sim 52 B Controle S-1100 5:00 46% Não 53 A Controle S-1000 5:00 42% Sim 54 B Controle S-1000 5:00 37% Não 55 A Controle F-950 6:00 69% Sim 56 B Controle F-950 6:00 63% Não 57 A Controle G-1100 5:00 42% Sim 58 B Controle GE- 1100 5:00 26% Não 59 A Controle GS-700 7:00 19% Sim 60 B Controle GS-700 7:00 22% Não

Os resultados exibidos nas Tabelas 4A e 4B indicaram que, para susceptores em pás que possuem uma distância de separação definida entre o lado interno da parte condutora e o centro geométrico do susceptor, a adição de uma borda de papelão superior de 6,4 mm ao longo da parte condutora da pá (Tipo B) evitou consistentemente o aquecimento excessivo no centro do susceptor. Conforme exibido na Tabela 4B, entretanto, o desempenho de cozimento geral de um susceptor com pá do tipo B caiu (conforme comprovado por meio de percentual médio de dourado mais baixo).

Exemplos 61 a 64 Os Exemplos 61 a 64 avaliaram o efeito da largura da borda de papelão superior entre o susceptor e a extremidade superior da parte condutora da pá mediante aquecimento excessivo do susceptor. Esta série de testes também foi realizada com Pizza Quatro Queijos para Micro-Ondas DiGiorno® cozida por seis minutos em um forno de micro-ondas S-1000. Os conjuntos susceptores possuíam 12-3 materiais de substratos e tipos de pá A, B1 G e H.

Estes resultados dos Exemplos 61 a 64 são ilustrados na Figura e resumidos na Tabela 5.

Tabela 5

Determinação do Efeito de Bordas Superiores Mediante Aquecimento

Excessivo

Ex. n° Tipo de pá Susceptor Forno Tempo de cozimento, min:seg Aquecimento excessivo do susceptor 61 A 12-3 S-1000 6:00 Sim 62 B 12-3 S-1000 6:00 Não 63 G 12-3 S-1000 6:00 Não 64 H 12-3 S-1000 6:00 Sim

Estes testes indicaram que, para susceptores de pás que

possuem uma distância de separação definida entre a parte interna da parte condutora e o centro geométrico do susceptor, foi necessária uma borda de papelão superior de pelo menos 3,2 mm (ou seja, tipos de pá B e G) entre o susceptor e a extremidade superior da porta condutora da estrutura de pá para evitar o aquecimento superior do susceptor.

De forma geral, as conclusões retiradas dos Exemplos 24 a 64 para susceptores em pás que possuem uma distância de separação definida entre o lado interno da parte condutora e o centro geométrico do susceptor foram:

1. Uma borda com largura de pelo menos 3,2 mm entre o susceptor e a extremidade superior da parte condutora de uma pá evitou o aquecimento excessivo do susceptor. Dever-se-á observar que a borda serviu para espaçar a parte condutora da pá do susceptor em uma distância próxima previamente determinada.

2. Independentemente do substrato utilizado, o aquecimento excessivo no centro do susceptor ocorreu para conjuntos de susceptores que utilizam pás com uma borda superior de menos de 3,2 mm. Este resultado foi observado para todos os fornos de micro-ondas utilizados.

3. A severidade do aquecimento excessivo (queima e fusão) aumentou com o aumento do tempo de cozimento, nível de metalização mais alto do substrato susceptor ou potência de forno de micro-ondas mais alta.

Prevenção da formação de arco: quando uma estrutura diretora de campo que possui uma ou mais partes condutoras estiver presente em um forno de micro-ondas energizado (com ou sem a presença de um susceptor), a(s) parte(s) condutora(s) causa(m) um distúrbio do campo elétrico de onda corrente no forno. A(s) parte(s) condutora(s) concentra(m) o campo elétrico ao longo das suas extremidades, produzindo intensidades de campo elétrico local que são muito mais altas que o campo elétrico de base no interior do forno, ou seja, a intensidade de campo antes da introdução da(s) parte(s) condutora(s). Desde que o forno esteja carregado, estas intensidades de campo mais altas normalmente são insuficientes para causar a decomposição de ar.

Quando o forno for descarregado, entretanto (ou seja, nenhum alimento ou outro artigo está presente), o campo elétrico base aumenta até um nível acima daquele em que o alimento ou outro artigo está presente. No caso descarregado, a intensidade local do campo ao longo da extremidade de uma parte condutora pode ser suficientemente alta para exceder o limite de decomposição do ar, causando a ocorrência de uma descarga elétrica na forma de arco.

Acredita-se que, ao utilizar-se uma estrutura diretora de campo sem a presença de um susceptor, uma parte condutora deverá ser espaçada por uma borda de um material com condutividade mais baixa (tal como um dielétrico) em pelo menos uma distância próxima previamente determinada do membro de suporte plano. Preferencialmente, a borda rodeia a parte condutora. A presença da borda reduz a intensidade de campo elétrico local nas extremidades. A magnitude desta redução é aproximada pela fórmula a seguir:

E1' = Ε|/(εΓ'2 + εΓ"2)1'2

em que:

Ei é o campo elétrico local antes da adição de bordas; ΕΓ é o campo elétrico local com a borda; zr' é a constante dielétrica relativa do material de borda; e ε" é perda dielétrica relativa do material de borda.

Essencialmente, devido à presença da borda circunvizinha, os campos locais são atenuados, de forma que o limite de decomposição de ar não seja excedido, evitando assim a formação de arcos.

Ao utilizar-se o diretor de campo com um susceptor, a camada com perdas do susceptor também desempenha um papel na prevenção da formação de arco. A camada com perdas absorve parte da energia de micro- ondas no forno e a converte em calor. Esta absorção reduz a intensidade de campo elétrico no forno. O calor flui para um produto alimentício ou outro artigo presente.

Quando o forno for descarregado, entretanto, não há produto alimentício ou outro artigo presente no forno para dissipar o calor gerado pela camada com perdas. Isso resulta no rápido aquecimento excessivo que prejudica a camada com perdas e causa uma queda significativa da sua condutividade elétrica. Isso reduz a capacidade da camada com perdas de

absorver a energia de micro-ondas.

Sem esta absorção pela camada com perdas, a intensidade de campo elétrico no forno aumenta e a condição de alta intensidade de campo ao longo da extremidade de uma parte condutora pode exceder em seguida o

¥

·. limite de decomposição do ar, causando a ocorrência de uma descarga elétrica na forma de um arco.

-i

Acredita-se que, quando a(s) parte(s) condutora(s) da estrutura

diretora de campo for(em) espaçada(s) da camada com perdas por uma borda de um material dielétrico, a borda reduz a intensidade de campo elétrico local

nas extremidades.

Prevenção de aquecimento excessivo: quando uma estrutura

diretora de campo que possui duas partes condutoras estiver presente em um forno de micro-ondas energizado, é criado um campo concentrado no espaço entre essas partes condutoras. Quando um material que possui um fator de perda dielétrica moderado, tal como um membro de sustentação plano de papelão ou um susceptor, for colocado na região entre as partes condutoras ou perto dela, o campo concentrado causa o rápido aquecimento deste material. A concentração do campo é uma função do espaçamento das partes condutoras entre si. Caso as partes condutoras estejam suficientemente próximas, este campo concentrado pode causar o aquecimento excessivo suficiente do material para queima em chamas, como é o caso de papelão. O aumento do espaçamento entre as partes condutoras reduz esta concentração de campo e, portanto, evita o aquecimento excessivo.

Os técnicos no assunto, de posse do benefício dos ensinamentos da presente invenção, podem realizar modificações. Essas modificações devem ser interpretadas como incluídas no escopo da presente invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, para uso em - aquecimento de um artigo em um forno de microondas, em que o conjunto diretor de campo compreende: - um membro de sustentação geralmente plano que possui um centro geométrico; uma estrutura diretora de campo que compreende uma série de pás, cada qual conectada mecanicamente ao membro de sustentação, em que pelo menos uma parte de cada pá é condutora de eletricidade e a parte condutora de eletricidade é disposta pelo menos em uma distância próxima previamente determinada do membro de sustentação; em que a parte condutora de eletricidade de cada pá possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e a primeira extremidade da parte condutora de cada uma das pás está disposta em uma distância que é pelo menos uma distância de separação previamente determinada a partir do centro geométrico do membro de sustentação plano; de tal forma que a ocorrência de aquecimento excessivo do conjunto diretor de campo seja evitada quando ele é utilizado em um forno de micro-ondas descarregado.

2. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e em que a distância de separação previamente determinada é de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda.

3. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e em que a distância de separação previamente determinada é de pelo menos 0,025 vezes o comprimento de onda.

4. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a -t reivindicação 3, em que a distância de separação previamente determinada é de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda.

5. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e em que a distância próxima previamente determinada é de não mais de 0,1 vezes o comprimento de onda.

6. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 5, em que a distância de separação previamente determinada é de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda.

7. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e em que a distância próxima previamente determinada repousa na faixa de 0,025 vezes o comprimento de onda a 0,1 vezes o comprimento de onda.

8. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 7, em que a distância de separação previamente determinada é de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda.

9. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte condutora de eletricidade de cada pá é rodeada por uma borda de um material com condutividade mais baixa.

10. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 9, em que a parte condutora de eletricidade da pá possui uma dimensão de largura previamente determinada e um canto sobre ela, em que o canto da parte condutora de eletricidade é arredondado em um raio de até a metade da dimensão de largura, inclusive. *

11. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a 9 reivindicação 9, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e em que a borda possui uma dimensão de largura previamente determinada, em que a largura da borda de material com condutividade mais baixa é de pelo menos 0,025 vezes o comprimento de onda.

12. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 9, em que o forno de microondas é operativo para gerar urna onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado, em que a borda possui uma dimensão de largura previamente determinada e em que a borda possui uma dimensão de largura previamente determinada e a largura da borda de material de condutividade mais baixa é de não mais de 0,1 vezes o comprimento de onda.

13. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 9, em que o forno de micro-ondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado, em que a borda possui uma dimensão de largura previamente determinada e em que a borda possui uma dimensão de largura previamente determinada e a largura da borda de material de condutividade mais baixa repousa na faixa de 0,025 vezes o comprimento de onda a 0,1 vezes o comprimento de onda.

14. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte condutora de eletricidade de cada pá é coberta com um material não condutor de eletricidade.

15. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 14, em que a cobertura não condutora de eletricidade é selecionada a partir do grupo que consiste de uma fita de poli-imida, um revestimento de pulverização poliacrílico e um revestimento de pulverização de m politetrafluoroetileno.

16. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte condutora de eletricidade de cada pá compreende uma folha metálica com menos de 0,1 milímetro de espessura e em que a folha é dobrada até pelo menos o dobro da espessura ao longo do seu perímetro.

17. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de micro-ondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado, em que a parte condutora de cada pá possui uma dimensão de largura que é de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 vezes o comprimento de onda.

18. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que o forno de microondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado; e em que a parte condutora de cada pá possui uma dimensão de comprimento de cerca de 0,25 a cerca de duas vezes o comprimento de onda.

19. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte condutora de eletricidade da pá possui uma dimensão de largura previamente determinada e um canto sobre ela, em que o canto da parte condutora de eletricidade é arredondado em um raio até a metade da dimensão da largura, inclusive.

20. CONJUNTO DIRETOR DE CAMPO, para uso em um forno de microondas, em que o forno de micro-ondas é operativo para gerar uma onda eletromagnética constante que possui um comprimento de onda previamente determinado e o conjunto diretor de campo compreende: » um membro de sustentação geralmente plano que possui k. um centro geométrico; uma estrutura diretora de campo que compreende pelo menos seis pás cada uma, conectadas mecanicamente ao membro de sustentação, em que cada pá é substancialmente ortogonal com relação ao membro de sustentação plano; em que pelo menos uma parte de cada pá é condutora de eletricidade e a parte condutora de eletricidade de cada pá possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; em que a primeira extremidade da parte condutora sobre cada uma das pás está disposta em uma distância que é pelo menos uma distância de separação previamente determinada do centro geométrico do membro de sustentação plano, em que a distância de separação é de pelo menos 0,16 vezes o comprimento de onda; em que a parte condutora de eletricidade da pá está disposta pelo r menos em uma distância próxima previamente determinada do membro de sustentação plano, em que a distância próxima previamente determinada é de pelo menos 0,025 vezes o comprimento de onda; de forma que a ocorrência de aquecimento excessivo do conjunto diretor de campo seja evitada quando ele for utilizado em um forno de micro- ondas descarregado.