ES2199432T3 - Alimentacion de microondas en una cavidad de horno. - Google Patents
Alimentacion de microondas en una cavidad de horno.Info
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Abstract
SE EXPONE UN DISPOSITIVO Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA ALIMENTACION DE MICROONDAS EN UNA CAVIDAD DE UN HORNO POR MEDIO DE UNA RANURA DE ACOPLAMIENTO (1) QUE SE ALIMENTA POR MEDIO DE UNA GUIA DE ONDA. LA DIMENSION "A" DE LA GUIA DE ONDA ES SIGNIFICATIVAMENTE MAYOR QUE LA DIMENSION "A" REAL DE LA RANURA. LA RANURA COMPRENDE UNA PARTE DE RANURA PRINCIPAL DE RADIACION (5) Y LAS EXTENSIONES DE LA RANURA (6, 7) QUE SOBRESALEN DE SUS LADOS RESPECTIVOS, CUYAS EXTENSIONES TIENEN UNA DIMENSION TRANSVERSAL SUBSTANCIALMENTE MENOR QUE LA DIMENSION "B" DE LA PARTE DE LA RANURA PRINCIPAL.
Description
Alimentación de microondas en una cavidad de
horno.
El presente invento se refiere a la alimentación
de microondas en una cavidad de un horno microondas que emplea una
ranura de acoplamiento alargada hecha en una pared de la cavidad,
dicha ranura es alimentada desde un guíaondas conectado
externamente a ella.
El dimensionamiento de ranuras de acoplamiento,
para la alimentación de microondas del tipo mencionado antes,
provoca a menudo diversos problemas. La consecución de una buena
fijación, es decir, buen contacto galvánico, entre el guíaondas de
alimentación y la pared de la cavidad puede ser problemática debido
a la inaccesibilidad para medios de soldadura por puntos, que en el
momento de la fabricación se tienen que insertar dentro y por
detrás de la abertura de la ranura en relación con la soldadura por
puntos del guíaondas a la cavidad. Como se apreciará, esto conduce
a limitaciones constructivas.
Por razones técnicas de las microondas, a menudo,
se desea que la anchura (llamada dimensión-a) del
guíaondas de alimentación sea mantenida en todo el área de la
ranura, a pesar del hecho de que la anchura
(dimensión-a) de la ranura de acoplamiento
seleccionada sea significativamente más pequeña que la
dimensión-a del guíaondas. Esto puede provocar
problemas con la soldadura de puntos requerida en vista del doblado
de la placa deseado en relación con la fabricación, además de
concentraciones de corriente de conducción en la placa de la pared
de la cavidad junto a la ranura en la zona entre los respectivos
extremos de ranura y la conexión de la pared lateral asociada con el
guíaondas. Esto último es particularmente pronunciado en relación
con ranuras de acoplamiento simples del tipo llamado H y cuando se
emplean campos de modo TE10.
El documento
CH-A-684 373 describe un horno de
microondas que tiene una ranura con forma de cruz.
Un objeto principal del presente invento es hacer
posible la alimentación de microondas empleando una ranura de
acoplamiento relativamente pequeña a la vez que se consiga,
esencialmente, el tipo de modelo de campo que puede ser
proporcionado por una ranura con una dimensión-a
pequeña, a pesar del hecho de que el guíaondas de alimentación
empleado tenga una dimensión-a considerablemente
más grande que la ranura de acoplamiento empleada.
Otro objeto del presente invento es evitar
substancialmente los problemas descritos antes.
Un objeto adicional del presente invento es hacer
posible la alimentación de microondas con una flexibilidad
aumentada con respecto al diseño constructivo de la ranura de
acoplamiento en la pared de la cavidad y la conexión a ella del
guíaondas de alimentación.
Incluso otro objeto del presente invento es hacer
posible una alimentación de microondas que proporcione un grado
adicional de libertad constructiva con respecto a la acción de la
distribución de corriente de pared en la zona de la ranura y por
tanto la excitación de la cavidad y el modelo de calentamiento para
ciertas cargas.
Los objetos mencionados antes se consiguen con un
dispositivo y un método que exhiben las características indicadas
en las reivindicaciones adjuntas.
Las bases del invento son tal que se ha
encontrado posible, con medios simples, afectar a la distribución
de corriente en las zonas de pared de la cavidad en cada lado de la
parte de ranura emisora de microondas fuera hacia las respectivas
paredes laterales del guíaondas de alimentación. Tal acción puede
conseguirse, de acuerdo con el invento, con la ranuración de dichas
zonas de la parte de ranura emisora, por lo que tales caminos de
corriente, que existirían en la ausencia de ranuración, son
cortados, lo que conduce a una distribución de corriente más
homogénea sin concentraciones de corriente que suceden en las zonas
en cuestión.
Se ha encontrado que tal distribución de
corriente cambiada no afecta desfavorablemente a la excitación de
los campos de cavidad, pero se reduce significativamente el riesgo
de sobrecalentamiento y mayores pérdidas de corriente en las zonas
en cuestión. Además, dicha acción puede ser utilizada para ajustar
favorablemente el modelo de calentamiento y la excitación de la
cavidad, además de la adaptación de la impedancia, con una
configuración básica como punto de arranque. En otras palabras, se
puede obtener un grado extra de libertad.
La ranuración de acuerdo con el invento puede
verse como la disposición de una extensión de la ranura de
acoplamiento emisora, es decir, de su parte principal, y es
efectuada de tal manera que no se obtiene una radiación de
microondas apreciable dentro de la cavidad directamente de las
zonas de ranuras extras conseguidas como resultado de la
ranuración. En otras palabras, estas zonas de ranuras adicionales
tendrán la naturaleza de superficies secundarias para la superficie
principal emisora de la ranura de acoplamiento. Las ranuras se hacen
así estrechas, es decir, con una dimensión pequeña en altura o
transversal. Esto es posible porque el riesgo de descarga
disruptiva será mínimo, ya que el campo eléctrico (en el plano de
la ranura) está en su nivel más pequeño en las zonas en cuestión y
aumenta hacia la parte emisora principal de la ranura de
acoplamiento, algo que se aplica, por ejemplo, a campos de modo
TE10.
Por detrás de cada superficie de ranura
secundaria se crea un "bolsillo" en el guíaondas de
alimentación que, dependiendo de la geometría, constituirá un
miembro inductivo o capacitivo, además de un tramo capacitivo entre
la pared de la cavidad y la superficie de ranura secundaria y la
pared opuesta del guíaondas. Visto desde el guíaondas, el bolsillo
funcionará como si estuviera al menos parcialmente cerrado, es
decir, como si la ranuración extra no existiera. Esto hace posible
afectar tanto a la imagen de campo de la ranura de acoplamiento
como a la impedancia de onda para el modo de propagación del
guíaondas.
Con respecto al contacto galvánico requerido
entre la cavidad y el guíaondas, se ha encontrado que el invento
proporciona mejores oportunidades contractivas para conexiones por
puntos con una separación mutua que elimine las fugas de microondas
entre el guíaondas y las placas de la cavidad. En relación con esto,
también es importante apreciar que cuando los campos de microondas
del tipo TE10 están afectados, la densidad de flujo de energía que
puede originarse en las zonas de ranuras secundarias es, hablando
relativamente, muy pequeña, lo que elimina además cualquier
problema de fugas.
De acuerdo a un primer aspecto del invento, se
proporciona un dispositivo para la alimentación de microondas a una
cavidad en un horno de microondas, como se define en la
reivindicación adjunta 1. Una característica preferida es que la
dimensión-a de la parte principal de la ranura de
acoplamiento junto con la dimensión en longitud de las extensiones
de ranura se corresponden esencialmente con la
dimensión-a del guíaondas conectado.
Ventajosamente, la ranura de acoplamiento tiene
una parte principal esencialmente rectangular, desde la que se
origina una extensión de ranura en cada extremo pequeño. Las
extensiones de ranura pueden tener una dimensión transversal
esencialmente constante, es decir, tener una forma esencialmente
rectangular o, alternativamente, en la dirección fuera de la parte
principal de la ranura de acoplamiento, tener una dimensión en
altura o transversal descendente.
Preferiblemente, el borde de ranura de la pared
de la cavidad es redondeado en el plano de pared, al menos en una
transición superior entre la parte principal de la ranura de
acoplamiento y las respectivas extensiones de ranura. Esto da lugar
a la formación de una configuración que puede ser comparada con una
ranura "con forma de cortina".
Aunque se ha encontrado adecuado que las
extensiones de ranura respectivas formen una extensión, que
sobresalga directamente hacia fuera de la zona de borde inferior de
la parte principal de la ranura de acoplamiento, un experto
apreciará que las extensiones de ranura pueden ser dispuestas a una
altura diferente con relación a la ranura, por ejemplo en la parte
superior ("configuración de cortina" inversa) o simétricamente
en el punto a mitad de camino de la ranura.
Para un horno de microondas de 2450 MHz para uso
doméstico, se ha encontrado adecuada una dimensión transversal de
ranura efectiva, es decir la dimensión-b, que
típicamente es aproximadamente 10 veces más grande que la dimensión
transversal de las extensiones de ranura.
De acuerdo a un segundo aspecto del invento, se
proporciona un método como el descrito en la reivindicación adjunta
9. Las extensiones de ranura están dimensionadas preferiblemente de
manera que no se recibe radiación apreciable de microondas
directamente de las extensiones de ranura dentro de la cavidad.
Una característica preferida es que la extensión
dada a las extensiones de ranura es tal que junto con la
dimensión-a de la parte principal de la ranura de
acoplamiento se corresponden esencialmente a la
dimensión-a del guíaondas conectado.
Se apreciará que, con posterioridad a la
disposición de las extensiones de ranura en los fundamentos de una
configuración básica con una determinada parte principal de ranura
dada, es posible adaptar además la alimentación de microondas a las
condiciones existentes reajustando las dimensiones de la parte
principal, en particular su dimensión-a y/o su
\hbox{dimensión-b.}
El invento se describirá con más detalle a
continuación por medio de una realización que hace referencia a los
dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una vista parcial, vertical y
esquemática de una ranura de acoplamiento en una pared lateral de
cavidad en un horno de microondas, estando tomada la vista desde
dentro de la cavidad.
La figura 2 es una vista en sección, parcial,
vertical y esquemática tomada a lo largo de la línea
II-II de la figura 1.
Las figuras 1 y 2 ilustran un ejemplo de la
disposición de una ranura de acoplamiento acorde con el invento en
un horno de microondas, por otro lado convencional, para uso
doméstico. La ranura de acoplamiento 1 está dispuesta en una zona 3
de pared de ranura rectangular grabada (vista desde dentro del
espacio 2 de la cavidad), en la parte inferior de una pared 4 de
cavidad. La ranura de acoplamiento 1 incluye una parte principal
rectangular 5, que en su parte inferior está provista con
extensiones rectangulares 6, 7 de ranura que se extienden a cada
lado. La conexión entre las respectivas extensiones 6 y 7 de ranura
y la parte principal 5 de ranura es redondeada en la parte superior,
como se muestra en 8, 9. Las extensiones 6, 7 de ranura se
extienden esencialmente hacia las paredes laterales del guíaondas
de alimentación situado posteriormente, dichas paredes laterales se
indican con líneas de trazos 10, 11. La anchura del guíaondas, es
decir su dimensión-a a_{v}, corresponde a la
anchura de la zona grabada 3. La dimensión-a
efectiva de la ranura de acoplamiento es a_{s}, es decir, la
anchura de la parte principal 5. La dimensión-b de
la parte principal está designada por b en la figura 1.
Además de las paredes laterales indicadas 10, 11,
el guíaondas de alimentación tiene una pared delantera 13, que está
conectada de forma galvánica a la pared 4 de cavidad y la sigue, y
una pared trasera 14, cuya parte inferior se extiende oblicuamente
hacia abajo, hacia y por debajo de la ranura de acoplamiento 1, a
la vez que forma el borde inferior recto 19 de la ranura, para
conectarse con el lado inferior del fondo 15 de la cavidad.
Como se ve en la figura 2, hay formado un
bolsillo especial 17 con un tramo capacitivo C por detrás de cada
extensión 6, 7 de ranura, es decir, entre la pared trasera 14 del
guíaondas y la parte "similar a cortina" de la zona 3 de pared
(véase la figura 1) con la pared delantera 13 de guíaondas situada
posteriormente que está situada por encima de la extensión de
ranura. Como se ha mencionado antes, la configuración proporcionada
por dicho bolsillo afectará a las condiciones de las
microondas.
El guíaondas está conectado a la cavidad por
varias soldaduras por puntos. Las paredes laterales 10 y 11 del
guíaondas están conectadas a la pared frontal 13 del guíaondas (y
por lo tanto, indirectamente a la pared 4 de cavidad) por filas
verticales de soldaduras 21, 22 por puntos. En el fondo, la pared
frontal 13 del guíaondas está conectada a la zona 3 de pared, por
encima del borde superior de la parte principal 5 de ranura por una
fila horizontal de soldaduras 23 por puntos. Finalmente, la parte
25 de extremo inferior de la pared trasera 14 del guíaondas está
conectada al fondo 15 que solapa la cavidad por una fila horizontal
de soldaduras por puntos (de los cuales uno se indica en 27) que se
extiende a lo largo de todo el área 3 de pared, es decir, a lo largo
de toda la anchura del guíaondas.
Todas las soldaduras por puntos mencionadas antes
son fáciles de conseguir desde un punto de vista de fabricación y
se ha encontrado que proporcionan un contacto galvánico
completamente adecuado y obturación contra la fuga de microondas.
En relación con esto, es de particular interés que la falta de
soldaduras por puntos en las "partes de cortina" de la zona 3
de pared no se ha encontrado que cause ningún problema. Esto es
particularmente pronunciado cuando los tramos sin soldadura de
puntos son menos que ¼ de la longitud libre de microondas.
Es adecuado cubrir la ranura de acoplamiento de
manera usual con una placa protectora, por ejemplo una placa de
micanita, como se indica por 31 en la figura 2. Esta placa está
dimensionada de manera que se adapta de manera obturadora dentro de
la zona grabada 3 de pared, a la vez que se conecta con el fondo 15
de la cavidad, lo que proporciona una pared de cavidad uniforme y
una impresión atractiva de conjunto. La placa protectora 31 está
sujeta de forma adecuada con la ayuda de tornillos, que están fijos
en agujeros 33 en la zona 3 de pared, por lo tanto,
simultáneamente, se consigue un contacto galvánico y una conexión
extra entre la pared 4 de cavidad y la pared 13 de guíaondas
colocada posteriormente.
Las siguientes dimensiones se proporcionan como
un ejemplo del dimensionamiento de una construcción acorde con las
figuras 1 y 2 de un horno de microondas destinado para uso
doméstico:
- -
- Dimensión-a del guíaondas aproximadamente 105 mm,
- -
- Dimensión-a de la ranura de acoplamiento aproximadamente 80 mm,
- -
- Longitud de la extensión de ranura aproximadamente 13 mm,
- -
- Altura de la extensión de ranura aproximadamente 2 mm.
Claims (12)
1. Un dispositivo para alimentar microondas
dentro de una cavidad (2) de un horno de microondas, que incluye
una ranura de acoplamiento alargada (1) hecha en una pared (4) de
cavidad y un guíaondas externo (13, 14) conectado a ella, teniendo
la ranura alargada de acoplamiento (1) una dimensión transversal (b)
de ranura normal a la dirección de la elongación de la ranura,
caracterizado porque la ranura de acoplamiento (1) incluye
una parte principal alargada (5) de ranura, que tiene en sus
respectivos extremos de ranura una extensión (6, 7) de ranura con
una dimensión transversal substancialmente más pequeña que la
dimensión transversal (b) de la parte principal alargada (5) de
ranura de la ranura de acoplamiento (1).
2. Un dispositivo acorde con la reivindicación 1,
caracterizado porque la parte principal alargada (5) de
ranura de la ranura de acoplamiento (1) es esencialmente
rectangular, de la que se origina cada extensión (6, 7) de
ranura.
3. Un dispositivo acorde con la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque cada extensión (6, 7) de ranura
tiene una forma esencialmente rectangular.
4. Un dispositivo acorde con la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque cada extensión (6, 7) de ranura
tiene una dimensión transversal decreciente en la dirección que se
aleja de la parte principal alargada (5) de ranura de la ranura de
acoplamiento (1).
5. Un dispositivo acorde con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared
(4) de cavidad define un plano de pared que tiene un borde de
ranura entre el plano de pared y la ranura de acoplamiento (1), el
borde de ranura de la pared (4) de cavidad es redondeado en el plano
de pared, al menos en una transición superior (8, 9) entre la parte
principal alargada (5) de ranura de la ranura de acoplamiento (1) y
la respectiva extensión (6, 7) de ranura.
6. Un dispositivo acorde con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura
(a_{S}) de la parte principal alargada (5) de ranura de la ranura
de acoplamiento (1), junto con la dimensión en longitud de las
extensiones (6, 7) de ranura, corresponde a la anchura (a_{V}) del
guíaondas conectado (13, 14).
7. Un dispositivo acorde con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la ranura
de acoplamiento (1) tiene una zona inferior de borde, cada
extensión (6, 7) de ranura constituye una extensión, que sobresale
directamente hacia fuera, de la zona inferior de borde de la parte
principal alargada (5) de ranura de la ranura de acoplamiento
(1).
8. Un dispositivo acorde con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte
principal alargada (5) de ranura de la ranura de acoplamiento (1)
tiene una dimensión transversal (b) que típicamente es 10 veces más
grande que la dimensión transversal de las extensiones (6, 7) de
ranura.
9. Un método para alimentar microondas dentro de
una cavidad (2) de un horno de microondas por medio de una ranura
de acoplamiento alargada (1) que es alimentada por una guíaondas
externo (13, 14), en el que la parte principal alargada (5) de
ranura, cuya anchura efectiva (a_{s}) es significativamente más
pequeña que la anchura (a_{v}) empleada en el guíaondas,
caracterizado por adaptar la ranura alargada de acoplamiento
(1) al guíaondas y una excitación deseada de cavidad conectando una
extensión (6, 7) de ranura, cuya dimensión transversal es
substancialmente más pequeña que la dimensión transversal (b) de la
parte principal alargada de ranura de la ranura de acoplamiento (1),
a los respectivos extremos de la parte principal alargada (5) de
ranura de la ranura de acoplamiento (1), siendo la dimensión
transversal normal a la dirección de elongación.
10. Un método acorde con la reivindicación 9,
caracterizado por dar a cada extensión (6, 7) de ranura una
magnitud tal que, junto con la anchura (a_{s}) de la parte
principal alargada (5) de ranura de la ranura de acoplamiento (1),
se corresponde esencialmente con la anchura (a_{v}) del guíaondas
conectado.
11. Un método acorde con la reivindicación 9 ó
10, caracterizado por reajustar, después de la conexión de
las extensiones (6, 7) de ranura, las dimensiones, en particular la
anchura (a_{s}), de la parte principal alargada (5) de ranura de
la ranura de acoplamiento (1).
12. Un método acorde con la reivindicación 9, 10
u 11, caracterizado por dimensionar las extensiones (6, 7)
de ranura de tal manera que no se reciba radiación de microondas
apreciable directamente de las extensiones (6, 7) de ranura dentro
de la cavidad (2).
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