Hochfrequenz-Kocheinrichtung In Mikrowellen-Schnellkoch- und Wärmeeinrich tungen wird das zu erwärmende Kochgut in einem Hohlraumresonator erhitzt. In diesen Hohlraum wird die von einem Hochfrequenzgenerator, meist Magne- tronröhre, erzeugte Strahlung eingespeist. Zur Ener gieeinstrahlung müssen die Abmessungen dieses Hohl raumes im Verhältnis zur Wellenlänge der Einstrah lung gewisse Mindestwerte haben. Befindet sich der Hohlraum mit der Grundwelle in Resonanz, so kann nur die Mitte des Hohlraumes zur Erwärmung von Speisen ausgenutzt werden, da die Feldstärke von hier aus zu den Wänden abfällt.
Betreibt man den Hohlraum mit kleinerer Wellenlänge, also in Ober schwingungen, so kann man zwar die Feldstärke dichter an die Wandungen schieben, dafür treten aber jetzt zwischendurch Nullstellen auf. Hierdurch kann nun das Erwärmungsgut bei entsprechender Aus dehnung kühlere Stellen erhalten. Es besteht aber die Aufgabe, dass die Erwärmung des Speisegutes völ lig gleichmässig erfolgt. Aufgabe der Erfindung ist es, die sich ausbildenden Nullstellen in der Feldver teilung besonders bei kleinen Lasten zu vermeiden bzw. auszufüllen und das elektrische Strahlungsfeld bis etwa zu den Rändern des Hohlraumes weitgehend zu nivellieren.
Die Erfindung betrifft deshalb eine Hochfrequenz-Kocheinrichtung mit einer Strahleran- ordnung zur Homogenisierung der Energieverteilung in einem metallisch geschlossenen Hohlraum, in den die Energie an mindestens zwei Stellen eingestrahlt wird. Diese Hochfrequenz-Kocheinrichtung kenn zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass die von einem einzigen HF-Generator gelieferte Strahlungs energie in mindestens zwei Wege gabelförmig ver zweigt und an den getrennten Einstrahlungsstellen in den Hohlraum geleitet wird.
Auf Grund des Erfin dungsgedankens kann die Einstrahlung insbesondere nach den Stellen gelangen, wo Fehlbeträge der elek- trischen Feldstärke auftreten. Hierbei ist zu berück sichtigen, dass die ungünstige Stehwellenverteilung in ihrer extremen Form nur bei verlustlosem Hohlraum auftritt. Hat er aber Verluste, zum Beispiel durch das eingebrachte Speisegut, so werden die stehenden Wel len mit steigender Belastung allmählich in fortschrei tende Wellen übergeführt. Hierdurch werden die Potentialtäler aufgefüllt und schliesslich tritt sogar eine weitgehend gleichmässige Feldverteilung ein.
Diese Nivellierung wird wesentlich verbessert, wenn erfindungsgemäss die von einem einzigen HF-Gene- rator gelieferte Strahlungsenergie in mindestens zwei Wege gabelförmig verzweigt und an den getrennten Einstrahlungsstellen in den Hohlraum geleitet wird.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 und 2 zeigen die Einrichtung in einer Sei ten- und in einer Draufsicht.
Fig. 3 und 4 zeigen eine bauliche Änderung auch wieder dn zwei verschiedenen Ansichten.
In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Hochfrequenzgene- rator, z. B. ein Magnetron bezeichnet und mit 2 ein z. B. rechteckförmiger Hohlleiter. In diesen Hohlleiter ist der Generator mit seinem Dipol strahlungsmässig eingekoppelt. Seine Strahlung teilt sich daher nach zwei Seiten. Der Hohlleiter ist an beiden Seiten schräg, z. B. unter 45 abgeschnitten.
So kommt es, dass die Strahlung nach dem Austritt aus dem Hohl leiter sich zerstreut und durch die Eckenabschrägung des Hohlraumes hauptsächlich in die Gegenden der Feldstärkeminima reflektiert wird (Pfeile Fig. 2). Zu sätzlich wird diese diffuse Einstrahlung in den Hohl raum noch dadurch verstärkt, dass mehrere derartige Verzweigungen z. B. übereinander angebracht sind.
Ein weiterer Ausgleich der Feldverteilung im Hohl raum wird noch dadurch erzielt, dass die Polarisa- tionsrichtungen der Strahlungen an den verschiedenen Austrittsstellen unterschiedlich gewählt werden. Fer ner wird die zerstreuende Wirkung noch weiter da durch erhöht, dass die Austrittswinkel der Strahlung zu den Achsen des Hohlraumes verschieden feste oder variable Werte erhalten.
Bei der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 erfolgt somit die Einstrahlung seitlich nach den Stellen klei nerer Feldstärke hin, und zwar in Richtungen, die schief zu den Achsen des Hohlraumes hin verlaufen, so dass unter Mehrfachreflexionen die Strahlung zick- zackförmig einen grossen Bereich durchläuft.
Zur Symmetnierung erfolgt die Einstrahlung mindestens an zwei achsensymmetrischen Stellen. Messungen er gaben, dass bei der Doppeleinstrahlung sich zwei flache Potentialberge zu beiden Seiten der Mittellinie mit flachem Verbindungssattel zeigten, so dass die elektrische Feldverteilung im eigentlichen Arbeitsge biet bereits weitgehend nivelliert ist.
Die zu erwärmenden Speisen werden durch die Türe 4 in den Hohlraum gebracht. Bei Betrieb ist die Tür geschlossen. Um die Tür strahlungsdicht zu ma chen, ist die Hohlraumöffnung mit einem Rahmen 5 versehen, dessen Profilbreite und -länge jeweils etwa 1@ Wellenlänge beträgt. Das Rahmenprofil ist ko nisch. An der Innenseite der Tür ist ein sogenannter Spiegel 6 angebracht, der mit dem entsprechenden Gegenprofil zum Rahmen versehen ist, also in der umgekehrten Richtung konisch verläuft. Der Abstand zwischen Konus des Rahmens und Konus des Spie gels durch den Türanschlag oder durch Zwischenlage hängt vom dielektrischen Material ab. Hierdurch wird gleichzeitig die mechanische Abdichtung der Tür be wirkt.
Soll das Speisegut gleichzeitig mit der Mikrowel lenbehandlung auch mit Hilfe von Infrarotstrahlern gegrillt werden, so werden der oder die Infrarotstrah ler 7 in geeignete Ausbuchtungen 8 an einer oder mehreren Seiten oder der Decke des Hohlraumes ein gesetzt, die durch perforiertes Blech abgedeckt wer den können.
Zur weiteren Homogenisierung des Feldes kann gemäss Fig. 3 und 4 an der Innenseite der Tür an Stelle des oben erwähnten Spiegels 6 ein Reflektor 9 angebracht werden, der um seine Achse 10 pendelt und hierbei die Mikrowellenenergie abwechselnd mehr in den linken oder rechten Teil des Hohlraumes reflektiert. Die Pendelungen dieses Reflektors brau chen nur langsam zu erfolgen. Für eine gleichmässige Erwärmung des Speisegutes genügt es, wenn ihre Schwingungsdauer klein ist gegenüber der Garzeit des jeweiligen Kochgutes. Eine derartige Reflektor bewegung ist durch motorischen Antrieb leicht zu bewirken.
High-frequency cooking device In microwave quick-cooking and heating devices, the food to be heated is heated in a cavity resonator. The radiation generated by a high-frequency generator, usually a magnet tube, is fed into this cavity. For energy irradiation, the dimensions of this cavity must have certain minimum values in relation to the wavelength of the irradiation. If the cavity is in resonance with the fundamental wave, only the middle of the cavity can be used to heat food, since the field strength drops from here to the walls.
If you operate the cavity with a shorter wavelength, i.e. in harmonics, you can push the field strength closer to the walls, but now zero points occur in between. As a result, the material to be heated can now get cooler spots with appropriate expansion. But there is the task of heating the food completely evenly. The object of the invention is to avoid or fill the zero points in the Feldver distribution, especially with small loads, and to largely level the electrical radiation field up to about the edges of the cavity.
The invention therefore relates to a high-frequency cooking device with a radiator arrangement for homogenizing the energy distribution in a metallically closed cavity into which the energy is radiated at at least two points. According to the invention, this high-frequency cooking device is characterized in that the radiation energy supplied by a single HF generator branches off in at least two paths in the form of a fork and is conducted into the cavity at the separate radiation points.
Due to the concept of the invention, the irradiation can in particular reach the points where deficits in the electrical field strength occur. It must be taken into account here that the unfavorable standing wave distribution in its extreme form only occurs with a lossless cavity. However, if it has losses, for example due to the food being brought in, the standing waves are gradually converted into progressive waves as the load increases. As a result, the potential troughs are filled and ultimately a largely even field distribution occurs.
This leveling is significantly improved if, according to the invention, the radiation energy supplied by a single HF generator is forked in at least two paths and passed into the cavity at the separate radiation points.
On the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated schematically.
Fig. 1 and 2 show the device in a side and a plan view.
3 and 4 show a structural change again in two different views.
In FIGS. 1 and 2, 1 is a high frequency generator, e.g. B. a magnetron and with 2 a z. B. rectangular waveguide. The generator is radially coupled into this waveguide with its dipole. Its radiation is therefore divided into two directions. The waveguide is inclined on both sides, for. B. cut off under 45.
So it happens that the radiation after exiting the waveguide is dispersed and is mainly reflected in the areas of the field strength minima by the chamfered corner of the cavity (arrows Fig. 2). In addition, this diffuse radiation into the cavity is reinforced by the fact that several such branches z. B. are attached one above the other.
A further equalization of the field distribution in the cavity is achieved in that the polarization directions of the radiation are chosen differently at the various exit points. Furthermore, the scattering effect is further increased by the fact that the exit angles of the radiation to the axes of the cavity are given different fixed or variable values.
In the device according to FIGS. 1 and 2, the irradiation occurs laterally towards the locations of smaller field strengths, specifically in directions that are oblique to the axes of the cavity, so that the radiation zigzag passes through a large area with multiple reflections .
For symmetry, the irradiation takes place at at least two axially symmetrical points. Measurements showed that the double irradiation showed two flat potential peaks on both sides of the center line with flat connecting saddles, so that the electrical field distribution in the actual working area is already largely leveled.
The food to be heated is brought into the cavity through the door 4. The door is closed during operation. In order to make the door radiation-tight, the cavity opening is provided with a frame 5, the profile width and length of which is approximately 1 @ wavelength. The frame profile is conical. A so-called mirror 6 is attached to the inside of the door, which is provided with the corresponding counter-profile to the frame, that is to say runs conically in the opposite direction. The distance between the cone of the frame and the cone of the mirror through the door hinge or through an intermediate layer depends on the dielectric material. As a result, the mechanical seal on the door is also effective.
If the food is to be grilled with the help of infrared radiators at the same time as the microwave treatment, the infrared radiator (s) 7 are set in suitable bulges 8 on one or more sides or the ceiling of the cavity that can be covered by perforated sheet metal.
To further homogenize the field, a reflector 9 can be attached to the inside of the door in place of the above-mentioned mirror 6 according to FIGS reflected. The oscillations of this reflector only need to be done slowly. For even heating of the food, it is sufficient if its oscillation period is short compared to the cooking time of the respective food. Such a reflector movement is easy to bring about by a motor drive.