CH653510A5

CH653510A5 - HIGH FREQUENCY HEATER.

Info

Publication number: CH653510A5
Application number: CH312781A
Authority: CH
Inventors: Nobuo Ikeda; Hirofumi Joshimura
Original assignee: Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1985-12-31
Also published as: SE446561B; DE3118136A1; JPS56167295A; FR2484758B1; JPS6110953B2; GB2078070A; SE8102750L; FR2484758A1; DE3118136C2; GB2078070B; NL8102278A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzheizgerät mit einem Heizraum, dem die Hochfrequenzenergie über eine rotierbare Antenne zugeführt wird. The invention relates to a high-frequency heating device with a boiler room, to which the high-frequency energy is supplied via a rotatable antenna.

Bei der Zuführung von Hochfrequenzenergie über eine L-förmige Antenne, wie sie üblicherweise zur Abstrahlung von Hochfrequenzenergie im Innern des Heizraumes verwendet wird, ist der Beitrag des horizontalen Abschnittes zur Hochfrequenzstrahlung verhältnismässig gering, während von dem vertikalen Abschnitt ein Grossteil der elektrischen Energie abgegeben wird, wobei die Ausbreitung dieser Energie zur Aufheizung des im Innern des Heizraumes befindlichen Gutes wenig beiträgt und vornehmlich als Verlustenergie austritt. When high-frequency energy is supplied via an L-shaped antenna, as is usually used to emit high-frequency energy in the interior of the boiler room, the contribution of the horizontal section to the high-frequency radiation is relatively small, while a large part of the electrical energy is emitted by the vertical section. the spread of this energy contributes little to the heating of the goods located in the interior of the boiler room and primarily emerges as lost energy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Abstrahlung der Hochfrequenzenergie zu verbessern und damit die gleichmässige Erhitzung in dem zu garenden Gut zu verbessern unter gleichzeitiger Reduzierung der Hochfrequenzverlustleistung. The object of the present invention is to improve the radiation of the high-frequency energy and thus to improve the uniform heating in the food to be cooked while at the same time reducing the high-frequency power loss.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der vertikale Abschnitt der rotierbaren Antenne dort durch die Wand des Bratrohres hindurchgeführt ist, wo bei einer Resonanzbetriebsweise das elektrische Feld ein Minimum aufweist. This object is achieved according to the invention in that the vertical section of the rotatable antenna is passed through the wall of the roasting tube where the electric field has a minimum in a resonance mode of operation.

Auf diese Weise wird, insbesondere, wenn alle Dimensionen des Heizraumes auf einen Resonanzbetrieb abgestimmt sind, erreicht, dass der Wirkungsgrad der Aufheizung durch die rotierende Antenne wesentlich verbessert wird durch Verhinderung von Hochfrequenzabstrahlverlusten von dem vertikalen Abschnitt der Antenne selbst, wobei der horizontale Abschnittt der Antenne praktisch die gesamte von dem entsprechenden Hochfrequenzgenerator erzeugten Energie übernimmt, was auch eine verbesserte Verteilung der Hochfrequenzenergie innerhalb des zu erhitzenden oder zu garenden Gutes ergibt. In this way, in particular if all dimensions of the boiler room are tuned to resonance operation, the efficiency of the heating by the rotating antenna is substantially improved by preventing high-frequency radiation losses from the vertical section of the antenna itself, the horizontal section of the antenna practically all of the energy generated by the corresponding high-frequency generator takes over, which also results in an improved distribution of the high-frequency energy within the goods to be heated or cooked.

Die Erfindung wird besser verständlich anhand der im folgenden erläuterten Ausführungsform, die sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht. The invention can be better understood from the embodiment explained below, which refers to the attached drawings.

In diesen Zeichnungen zeigen: In these drawings:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Hochfrequenzherdes als Hochfrequenzheizgerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 is a perspective view of a radio frequency cooker as a radio frequency heater in accordance with an embodiment of the invention.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Herd und Fig. 2 shows a longitudinal section through the stove shown in Fig. 1 and

Fig. 3 einen wesentlichen Teil dieses Herdes in einem ver-grösserten Massstab. Fig. 3 shows an essential part of this cooker on an enlarged scale.

In Fig. 1 ist perspektivisch ein Einbauherd gezeigt, der an seiner Oberseite vier elektrische Heizplatten 1 für beliebige Kochzwecke aufweist. Die elektrischen Heizplatten werden durch Steuerknöpfe 2 an der Frontplatte des Herdes ein- bzw. ausgeschaltet. Die Frontplatte trägt darüber hinaus Schaltknöpfe 3 zur Regelung der Erhitzung innerhalb des Heizrohres. In der Frontplatte unterhalb der Bedienungsknöpfe und oberhalb einer Türe 6 mit einem Handgriff 5 sind weiter Luftöffnungen 4 für das Ansaugen und Ablassen von Kühlluft vorgesehen. Die Türe 6 schliesst den Heizraum offenbar nach vorne ab. Unterhalb des Heizraumes ist eine Lade 7 vorgesehen zur Aufnahme von Zubehör und anderen Kleinartikeln. In Fig. 1, a built-in stove is shown in perspective, which has four electric heating plates 1 for any cooking purposes on its top. The electric heating plates are switched on or off by control buttons 2 on the front plate of the cooker. The front panel also carries buttons 3 for controlling the heating within the heating tube. In the front panel below the control buttons and above a door 6 with a handle 5, air openings 4 are further provided for the intake and discharge of cooling air. The door 6 apparently closes the boiler room from the front. A drawer 7 is provided below the boiler room to hold accessories and other small items.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen, ist die Türe 6 für den Heizraum als Backwagentüre ausgebildet. Sie läuft hierzu auf Schienen 8. An der Innenseite der Türe ist ein Backblech 9 befestigt, auf welchem das zu garende Gut, also z.B. Lebensmittel oder dgl., aufgelegt werden können. As can be seen from Fig. 2, the door 6 for the boiler room is designed as a baking car door. For this purpose, it runs on rails 8. On the inside of the door, a baking sheet 9 is attached, on which the food to be cooked, e.g. Groceries or the like, can be placed.

Durch die Ausbildung der Türe als Backwagentüre mit angehängtem Blech ist es besonders einfach möglich, das zu garende Gut einzulegen und herauszunehmen, da das Blech 7 immer dann mitherausgenommen wird, wenn die Türe 6 geöffnet wird. Im Heizraum 10 sind an der Oberseite im wesentlichen parallel zur oberen Wand Heizkörper 11 vorge- * sehen. An der Unterseite befinden sich Heizkörper 11 zum Aufheizen des zu garenden Gutes. By designing the door as a baking car door with a sheet metal attached, it is particularly easy to insert and remove the food to be cooked, since the sheet metal 7 is always taken out when the door 6 is opened. In the boiler room 10, radiators 11 are provided on the upper side substantially parallel to the upper wall. At the bottom there are radiators 11 for heating the food to be cooked.

An der Rückseite des Heizraumes 10 ist ein Ventilator 12 angeordnet, der durch Umwälzung der aufgeheizten Luft eine gleichmässige Temperaturverteilung innerhalb des Heizraumes garantiert. Der Heizraum selbst ist mit einer Wärmeisolation 13 umgeben, um eine Abstrahlung der Wärme von der Aussenseite der Wände des Heizraumes zu verhindern und damit eine bessere Ausnutzung der zugeführten Wärme zu garantieren. At the rear of the heating room 10, a fan 12 is arranged, which guarantees a uniform temperature distribution within the heating room by circulating the heated air. The boiler room itself is surrounded by thermal insulation 13 in order to prevent the heat from being radiated from the outside of the walls of the boiler room and thus to guarantee better utilization of the heat supplied.

An der Oberseite des Heizraumes ist ein Hochfrequenzoszillator 14 bzw. ein Magnetron angeordnet, das Hochfrequenzenergie über einen Z-förmigen Wellenleiter 15 liefert. Dabei ist ein Ende des Z-förmigen Wellenleiters in Verbindung mit einer Zuführöffnung 16 in der Mitte der oberen Wand des Heizraumes 10 vorgesehen. Durch diese Zuführöffnung 16 führt eine rotierende Antenne 17. Die rotierende Antenne 17 besteht aus einem vertikalen Abschnitt 18 und einem horizontalen Abschnitt 19. Ein Ende des vertikalen Abschnittes 18 der rotierenden Antenne 17 ist an einem Antennenantriebsschaft 20 aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten, wie beispielsweise Aluminiumkeramik, geführt. Dieser Antennenantriebsschaft 20 ist mit einem Motor 24 im Bereich der oberen Wand des Wellenleiters 15 verbunden und wird durch diesen damit angetrieben. A high-frequency oscillator 14 or a magnetron, which delivers high-frequency energy via a Z-shaped waveguide 15, is arranged on the top of the boiler room. One end of the Z-shaped waveguide is provided in connection with a feed opening 16 in the middle of the upper wall of the heating chamber 10. A rotating antenna 17 leads through this feed opening 16. The rotating antenna 17 consists of a vertical section 18 and a horizontal section 19. One end of the vertical section 18 of the rotating antenna 17 is attached to an antenna drive shaft 20 made of a material with low dielectric losses, such as for example, aluminum ceramics. This antenna drive shaft 20 is connected to a motor 24 in the region of the upper wall of the waveguide 15 and is driven thereby.

Im Bereich der Durchtrittsöffnung ist eine Dichtungsplatte 27 vorgesehen, die ebenfalls aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten besteht. Diese Dichtungsplatte 27 schliesst die Zuführöffnung 16 ab und verhindert damit das Austreten von heisser Luft aus dem Heizraum 10 in den Wellenleiter 15 und damit zu dem Magnetron 14. In the area of the passage opening, a sealing plate 27 is provided, which likewise consists of a material with low dielectric losses. This sealing plate 27 closes off the feed opening 16 and thus prevents hot air from escaping from the heating chamber 10 into the waveguide 15 and thus to the magnetron 14.

Durch diese Anordnung wird die rotierende Antenne 17 sowohl von der Abdichtplatte 27 als auch von der oberen Wand des Wellenleiters 15 frei drehbar gehalten und geführt. With this arrangement, the rotating antenna 17 is held and guided freely rotatably both by the sealing plate 27 and by the upper wall of the waveguide 15.

Die Fig. 3 zeigt, dass der Heizraum 10 gemäss dem Vorschlag nach der Erfindung derart abgestimmt ist, dass eine spezifische Betriebsart (5x3 Betriebsart in der dargestellten Ausührungsform) erreicht wird und dass der vertikale Abschnitt 18 der rotierenden Antenne 17 in dem Heizraum an einem Punkt eingeführt ist, wo das elektrische Feld seine 3 shows that the boiler room 10 is coordinated in accordance with the proposal according to the invention in such a way that a specific operating mode (5x3 operating mode in the illustrated embodiment) is achieved and that the vertical section 18 of the rotating antenna 17 in the boiler room at one point is introduced where the electric field is its

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

minimale Intensität erreicht. Die jeweiligen Abmessungen des Heizraumes sind um die spezifische Betriebsweise zu erreichen, dabei wie folgt gegeben: minimal intensity reached. The respective dimensions of the boiler room are to achieve the specific mode of operation, given as follows:

/L > wobei 5 / L> where 5

|<!>2 +<E>2 + (i)J | <!> 2 + <E> 2 + (i) J

a, b und c die jeweiligen Dimensionen des Heizraumes sind und m, n und p die Anzahl der Wellenmaxima der stehenden 10 Wellen in der jeweiligen Dimension bezeichnen. Da diese Arbeitsweise nicht durch den vertikalen Abschnitt der Antenne angeregt wird, sondern erregt wird, wenn der horizontale Abschnitt der rotierenden Antenne den Punkt durchläuft, wo das elektrische Feld seine Maximalintensität 15 erreicht, wird bei einer solchen Anordnung die Hochfre-quenzabstrahlung vom vertikalen Abschnitt der rotierenden Antenne gering gehalten und die Hochfrequenzabstrahlung vom horizontalen Abschnitt entsprechend erhöht. Damit zeigt die rotierende Antenne einen erhöhten Wirkungsgrad und 20 verbessert die Hochfrequenzverteilung während ihrer Drehung. a, b and c are the respective dimensions of the boiler room and m, n and p denote the number of wave maxima of the standing 10 waves in the respective dimension. Since this mode of operation is not excited by the vertical section of the antenna, but is excited when the horizontal section of the rotating antenna passes through the point where the electric field reaches its maximum intensity 15, in such an arrangement the high-frequency radiation from the vertical section of the rotating antenna kept low and the radio frequency radiation from the horizontal section increased accordingly. The rotating antenna thus shows an increased efficiency and 20 improves the high-frequency distribution during its rotation.

653 510 653 510

Wenn auch in der vorgeschriebenen Ausführungsform nur eine einfache flächenhafte Abstimmung dargestellt ist, innerhalb des Heizraumes hinsichtlich einer Betriebsart so kann daraus doch ersehen werden, dass es auch bei Anwendung einer Vielzahl von Betriebsarten möglich ist, den Durchschnitt des vertikalen Abschnittes der rotierenden Antenne in der Nachbarschaft von dem Punkt anzuordnen, wo das elektrische Feld seine Minimalintensität erreicht. Even if only a simple two-dimensional coordination is shown in the prescribed embodiment, within the boiler room with regard to an operating mode, it can be seen from this that it is also possible to use a multitude of operating modes, the average of the vertical section of the rotating antenna in the neighborhood from the point where the electric field reaches its minimum intensity.

In der Fig. 2 ist noch ein Kühllüfter 32 für das Magnetron 14 zum Ansaugen und Wegblasen von Luft über einen Luftkanal 33 und die Öffnungen 4 dargestellt. FIG. 2 also shows a cooling fan 32 for the magnetron 14 for sucking in and blowing air away via an air duct 33 and the openings 4.

Die Hochfrequenzabstrahlung vom Magnetron 14 im Inneren des Heizraumes 10 erfolgt über den Z-förmigen Wellenleiter 15 und die rotierende Antenne 17, welche durch den Motor 24 angetrieben wird. Die Kühlluft für das Magnetron 14 wird über die Öffnungen 4 angesaugt und nach Kühlung des Magnetrons über die Öffnungen 4 wieder ausgestossen. The high-frequency radiation from the magnetron 14 in the interior of the heating chamber 10 takes place via the Z-shaped waveguide 15 and the rotating antenna 17, which is driven by the motor 24. The cooling air for the magnetron 14 is drawn in via the openings 4 and, after cooling the magnetron, is expelled again via the openings 4.

Wie vorstehend dargelegt, verbessert die vorliegende Erfindung den Einfluss der rotierenden Antenne und den Einfluss der Hochfrequenzenergie und sichert damit eine bemerkenswerte Verbesserung in der Energieverteilung. As stated above, the present invention improves the influence of the rotating antenna and the influence of the radio frequency energy, thereby ensuring a remarkable improvement in the energy distribution.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

653 510 2 PATENT CLAIMS

1.High-frequency heater with a roasting tube, a high-frequency oscillator, a high-frequency waveguide and a rotatable antenna for supplying the high-frequency energy into the interior of the roasting tube, the rotatable antenna being L-shaped with a vertical section and a horizontal section, characterized in that the vertical Section (18) of the rotatable antenna (17) is guided through the wall of the roasting tube where the electrical field has its minimum in a resonance mode of operation.

2. High-frequency heating device according to claim 1, characterized in that the wavelength (k) of the high-frequency energy used for heating is selected as a function of the dimension of the roasting tube

2nd

^ "y <S> 2 + (g) J + <§> 2 '

where a, b and c are the dimensions of the roasting tube and m, n, and p are the number of wave maxima of the standing waves in the respective dimension.