DE2160958B2 - Mikrowellenheizgerät mit Strahlungssteuerung und -Überwachung - Google Patents

Description

Anspruch W. . der ,u der Antennenancrdnung (66)

„ekennSnet durch eine mit der Antennenreihe ι» fSvSndeneAbsorpuonseinrichtungzumAb-Dichtung auf Grund von Betriebsbedingungen

Sing mit dem anderen Ende der Antennen

aSSSU -* -

Einrichtungen, die Ab.e.tung

Ver-

, OJ--J.

Ermitteln der Menge der zu jedem An-

——— Me

chanisch geschlossene SteUung

»S iles

5 6

werden. Insbesondere wird angenommen, daß über- in F i g. 1 und 2 zur Veranschaulichung eines etwas

mäßige Streuung nur an einer Seite der Ofentür auf- abgeänderten Ofenaufbaus, der bei durchgeführten

tritt, und indem man die von dem bestimmten Untersuchungen verwendet wurde.

Wellenleiter auf dieser Seite aufgenommene Mikro- Im folgenden wird eine ins einzelne gehende Be-

wellenstrahlungsenergie durch einen anderen Wellen- 5 Schreibung des erfindungsgemäßen Mikrowellenheiz-

leiter führt, der an einer Stelle angeordnet ist, wo geräts gegeben; alle im folgenden erwähnten Teile

wenig oder keine Streuung stattfindet, wird eine wirk- sind — soweit keine anderen Feststellungen getroffen

samere Dämpfung herbeigeführt. wurden — aus Metall, vorzugsweise Aluminium.

Während zwar die verschiedenen Wellenleiter zur Tn F i g. 1 ist ein typischer Mikrowellenofen all-Erreichung einer größeren Dämpfung in Serie mit- »o gemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der Ofen einander verbunden sein sollen, wie dies zuvor er- 10 besitzt eine Kammer 12, die einen Heizraum entwähnt wurde, liegt es im Rahmen der Erfindung. hält. An der rückwärtigen Seite erscheint ein Mikro-Detektoreinrichtungen für jeden einzelnen Wellen- wellengenerator 16, der den Heizraum 14 über einen leiter vorzusehen und damit dem Benutzer des Ofens Hohlleiter 18 erregt. Die Kammer 12 besitzt eine die Feststellung zu erlauben, ob die primäreTürdich- tij Vorderwand 20 mit einer daran befindlichen Zutungan der rechten, linken, oberen oder unteren Seite gangsöffnung 22. Eine Tür 24 ermöglicht über die der ZugangsöfTnung zum Heizraum fehlerhaft ist. öffnung 22 Zugang zu dem Heizraum 14. Die Tür 24

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfin- besitzt insbesondere einen überlappenden oder über-

dungsgemäßen Mikrowellenheizgeräts wird ein dielck- stehenden Randabschnitt oder Rand 26, einen abge-

trisches Material mit ausreichender Dielektrizitäts- ao setzten Panelabschnitt 28 und eine Umfangswand 30,

konstante und Verlustfaktor zur Dämpfung des die zwischen den Abschnitten 26 und 28 verläuft.

Mikrowellenenergieflusses quer über und hinter einer Ein Scharnier 31 ermöglicht das Aufschwenken der

Wellenleitung benutzt, die den Türrahmen zu einem Tür 24, damit ein zu erhitzender oder zu kochender

Mikrowellenheizraum umgibt, während es gleichzeitig Gegenstand durch die öffnung 22 in den Heizraum

als Mikrowellenphasenelement für den integrierten as 14 eingesetzt werden kann.

Mikrowellenantennenkreis wirkt. Das dielektrische Wie zuvor erläutert wurde, ist der Panelabschnitt Material ist in einem metallischen Hohlleiter ange- 28 gegenüber dem überlappenden oder überstehenordnet, der als Reflektorelement in Verbindung mit den Randabschnitt oder Rand 26 abgesetzt. Tatsächeinem Mikrowellendetektorkreis wirkt, der in eine lieh wirkt der Panelabschnitt 28 mit jetzt zu beschreigeeignete Isolation leicht eingebettet oder davon be- 30 benden Teilen zur Bildung einer primären Strahlungsdeckt sein kann. Die Wellenleitung ist jeweils so aus- dichtung zusammen. In dieser Hinsicht ist zu begerichtet, daß sie verschieden orientierte Mikro- merken, daß sich eine Federdichtung 32 um die Zuwellenenergie auffangen kann. gangsöffnung 22 erstreckt und daß der abgesetzte

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- Panelabschnitt 28 darauf aufliegt, wenn die Tür 24

tischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher 35 geschlossen ist. Da die Zugangsöffnung 22 rechteckig

erläutert. ist, befinden sich Abschnitte der Dichtung 32 auf

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines jeder Seite der Öffnung 22. Es erscheint demgemäß

Mikrowellenofens, in den ein Ausführungsbeispiel nützlich, die Abschnitte der Federdichtung 32 an

einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingebaut ist; jeder Seite der Zugangsöffnung 22 mit bestimmten

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der rech- 40 sich unterscheidenden Bezugsziffern zu bezeichnen, ten unteren Ecke des Ofens nach F i g. 1 zur besseren In dieser Hinsicht ist zu bemerken, daß der Feder-Veranschaulichung bestimmter Einzelheiten, die sich dichtung am Boden der Zugangsöffnung 22 die Beaus F i g. 1 nicht klar ergeben; zugsziffer 32 B gegeben wurde, dem Abschnitt auf der

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt Techten Seite die Bezugsziffer 32R, dem Abschnitt einer in den F i g. 1 und 2 gezeigten gedruckten 45 auf der Oberseite die Bezugsziffer 32 T und schließ-Schaltung, die eine kreuzpolarisierte Strahlungs- lieh dem Abschnitt auf der linken Seite die Bezugsantenne trägt, die bei der praktischen Anwendung ziffer 32L. Die aus den Abschnitten 32B, 32K, 32Γ der Erfindung eine wichtige Rolle spielt; und 32 L zusammengesetzte Federdichtung 32 ist zur

F i g. 4 zeigt ein Schaltbild einer Anzahl von Bildung eines Montagestreif ens 34 und eines davon die Strahlungsüberwachungsvorrichtung umfassenden 50 wegstrebenden federnden oder flexiblen Dichtungs-Einheiten, die mit einer an einem Ende gezeigten Streifens 36 umgefaltet oder gebogen. Es ist tatsäch-Alarmschaltung, die den Benutzer beim Auftreten lieh der mit jedem Abschnitt 32 B, 32 R, 32 T und einer übermäßigen Streuungsmenge warnt, in Reihe 32 L verbundene Streifen 36, der beim Schließen der geschaltet sind, wobei die Antennenanordnung an Tür 24 von dieser oder genauer gesagt von deren ihrem anderen Ende einen Hochfrequenzkurzschluß 55 Panel 28 berührt wird. Zwischen den Montagestreifen hat; 34 und den davon abgehenden Streifen 36 ist eine

F i g. 5 zeigt ein F i g. 4 entsprechendes Schaltbild Versteifung 33 eingesetzt. In dem Montagestreifen 34

zur Veranschaulichung eines an dem Ende, an dem kann jede beliebige Anzahl von Montagelöchern 38

die Warnungsschaltung angeschlossen ist, zusätzlich (s. Fig. 7) vorgesehen sein; durch diese Löcher und

vorgesehenen Abschlusses, der jede übermäßige 60 durch damit fluchtende Löcher in der Versteifung 33

Energie absorbiert, die von dem Ofen in die Steuer- erstrecken sich Schrauben 40 in Schraublöcher in der

und Überwachungsvorrichtung gestrahlt werden kann; Vorderwand 20 der Kammer 12; eine dieser Schrau-

F i g. 6 zeigt noch ein weiteres Schaltbild, bei denn ben 40 ist in F i g. 2 gezeigt.

vier Einheiten an den Seiten der Zugangsöffnung Die primäre Strahlungsdichtung, die die Tür 24,

einzeln mit einer Alarmschaltung verbunden sind, um 65 genauer gesagt, deren Panelabschnitt 28 umfaßt, und

die Stelle genauer zu kennzeichnen, wo ein Fehler die Federdichtung 32 sind an sich nicht neu. Die bei

vorliegt: und einer solchen Dichtung festgestellte Schwierigkeit hat

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht nach Linie VII-VII bestimmte Nachteile herbeigeführt, und mit der Er-

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inching werden die Unzulänglichkeiten solcher allein suchung der Strahlungsabsorptionsvorrichtung 42 be-

^erwende'.cn Anordnungen beseitigt. In dieser Hin- fassen.

sieht ist zu bemerken, daß die Verwendung der Dabei ist die Höhe (der Pegel) des dielektrischen

federnden Berührung zu Streuungen geführt hat, Materials 62 in der länglichen Aussparung oder Nut

wenn die Federteile nicht sauber gehalten wurden. 5 52 des kanalförmigen Teils 44 zu beachten. Das di-

wodurch eine unangenehme Menge an Streustrahlung elektrische Material 62 füllt die Aussparung 52 nicht

auftreten i< Jnnte. Liegt irgendeine merkbare Un- vollständig bis zur Höhe des Eingangsspaltes 54 aus; |

gleichmäßigkeit hinsichtlich der einander berühren- statt dessen ist ein Raum zum Einsetzen einer ge- ι

den Oberflächen einer Metalldichtung vor — bei- druckten Schaltung 64 gelassen. Die gedruckte Schal- |

spielsweise die zuvor angedeutete — tritt ein Licht- io tung 64 besitzt ein plastisches Substrat oder einen [

bogen mit gleichzeitiger Beschädigung der Dichtung Grundstufen 65, beispielsweise aus Glasfiberepoxy- '

selbst auf. Kombiniert man jedoch die Dichtung mit harz, worauf eine Kupferantenne 66 in Form eines :

dem zuvor beschriebenen Aufbau (es handelt sich nur flachen Bandes aufgedampft oder in anderer Weise [

um eine typische von verschiedenen primären Strah- aufgebracht ist. Da die Antenne 66 eine kreuzpolari- I

lungsdichtungen) mit den im folgenden beschriebenen 15 sierte Antenne ist, ist ihre spezifische Form oder \

Elementen, ergibt sich eine höchst wirksame und Muster von Bedeutung, und aus F i g. 3 ist ersieht- |

sichere Dichtungsanordnung. lieh, daß die Antenne 66 aus in Abstand befindlichen i

Bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellenheizgerät Längsabschnitten 66 a, die sich nahe der Zugangs- ! spielt ein Energie absorbierender Wellenleiter, der Öffnung 22 befinden, und anderen in Abstand befind- ' allgemein mit der Bezugsziffer 42 bezeichnet ist, eine 20 liehen Abschnitten 66 b, die einen größeren Abstand bedeutende Rolle. Tatsächlich besteht diese Strah- von der Zugangsöffnung 22 besitzen, zusammen- j lungsabsorptioTfsvorrichtung 42 aus vier einzelnen gesetzt ist, wobei Querabschnitte 66 c vorgesehen i Einheiten, die auf zwei verschiedene Arten angeord- sind, die die verschiedenen Abschnitte 66a und 66 b i net sein können, wie dies aus der folgenden Beschrei- miteinander verbinden, so daß eine kontinuierliche ! bung ersichtlich wird. Da die Zugangsöffnung recht- »5 Übertragungsleitung gebildet wird. Die tatsächlichen eckig ist und daher vier Seiten hat, sind die die Strah- Abmessungen der Antenne 66 werden bei der Belungsabsorptionsvorrichtung 42 bildenden einzelnen Schreibung der besonderen Testausführungsform an-Einheite; mit den Bezugsziffern 42ß. 42R, 42Γ und gegeben. Dabei ist jedoch zu bemerken, daß die An-42 L bezeichnet (alle vier Einheiten erscheinen in tenne 66 in einer zur Ebene der Zugangsöffnung 22 Fig. 4, 5 und 6); diese Bezeichnungen entsprechen 30 senkrechten Ebene liegt. Die Ebene der Antenne 66 den Bezeichnungen, die in Verbindung mit der Feder- ist ebenfalls zu der allgemeinen Ebene der — gedichtung 32 benutzt wurden. Jede Einheit 42J3, HR. seh'ossenen — Tür 24 senkrecht. Es ist zu bemerken, 42 7 und 42 L besitzt ein kanal- oder trogförmiges daß der überlappende oder überstehende Randab-Teil 44 mit in Abstand befindlichen Seitenwänden 46, schnitt 26 der Tür 24 bei geschlossener Tür der 48 und einer Verbindungswand 50. Das Teil 44 bildet 35 Seitenwand 48 jedes Teils 44 gegenübersteht. Zwisomit eine längliche Aussparung oder Nut 52 mit sehen dem überstehenden Abschnitt 26 und der einem Eingangsspalt 54, der in der Ebene der Kanten Seitenwand 48 befindet sich ein kleiner Spalt; daher der Seitenwände 46.48 liegt. Der zuvor beschriebene ist die Seitenwand 48, d. h. deren Fläche in Richtung Aufbau ist in Fig. 2 dargestellt; diese Darstellung cW überlappenden Abschnitts 26, mit einem geeigermöglicht ein leichtes Verständnis der erfaßter. Ein- 40 neten Dichtungsmaterial (nicht gezeigt) bedeckt, das zelheiten. In dieser Hinsicht ist zu bemerken, daß ein Epoxyharz sein kann. Die Verwendung eines jede beliebige Anzahl von Schrauben 56, die durch Dichtungsmaterials auf der Seitenwand 48 ist für das eine entsprechende Anzahl von Löchern 58 in der erfindungsgemäße Mikrowellenheizgerät nicht unbe-Vorderwand 20 gehen, zum Verankern der Strah- dingt erforderlich: sie ist auch nicht neu. Beispielslungsvorrichtung 42 dienen; die Schrauben 56 sind in 45 weise kann es zur stärkeren Dämpfung oder zur VerLöcher 60 in der Seitenwand 46 jedes trogförmigen hinderung des Eindringens von Gegenständen in den Teils 44 eingeschraubt. Die Strahlungsabsorptions- erwähnten Spalt zusätzlich verwendet werden.
Vorrichtung 42 kann kurz damit beschrieben werden, Zum Schutz der kreuzpolarisierten Strahlungsdaß sie einem rechteckigen Bilderrahmen ähnelt, antenne 66 gegen Abnutzung sollte eine ähnliche Bedessen Leisten durch die Teile 44 gebildet werden. 50 deckung oder Beschichtung aufgebracht werden; diese

Es wurde bereits ausgeführt, daß die Werkstoße, Beschichtung wurde in den Zeichnungen nicht ge-

die beim Aufbau der verschiedenen Teile nicht nur zeigt; sie sollte jedoch ein Schutzschichtmaterial sein,

des Ofens 10, sondern auch der zusätzlichen Teile das Leitungseigenschaften nicht beeinflußt,

des erfindungsgemäßen Mikrowellenheizgeräts ver- Wie deutlich ersichtlich ist, ändert die Antenne 66

wendet werden, aus Metall sind, soweit nichts anderes 55 ihre Ebene an den vier Ecken der Zugangsöffnung 22.

angegeben ist. Demzufolge ist das trogförmige Teil Eine dieser Ecken wurde in Fig. 1 und 2 mit der

44 aus Metall, vorzugsweise aus Strangpreßaluminium. Bezugsziffer 68 bezeichnet, und die gleiche Ecke er-

Das darin enthaltene Material, das "mit der Bezugs- scheint in den verschiedenen Schaltbildern nach

ziffer 62 bezeichnet ist, ist ein dielektrisches Material. F i g. 4 bis 6. In den Ausführungsformen nach F i g. 4

Als dielektrisches Material 62 können verschiedene 60 und 5 wurde jedoch eine andere Verbindungsart als

synthetische Harze verwendet werden. Beispielsweise in der Ausführungsform nach Fig. 6 verwendet. Es

ist eine Anzahl synthetischer Harze zufriedenstellend; ist zu erinnern, daß die Strahlungsabsorptionsvorrich-

beispielsweise können Epoxyharz, Harnstoff, Phenol, rung 42 aus einzelnen Einheiten 42 B, 42R, 42 Γ und

Polyester oder im Bedarfsfall ein keramisches Ma- 42 L besteht.

terial verwendet werden. Die bestimmte Art des bei 65 In der Ausführungsform nach F i g. 4 sind die ver-

den Untersuchungsverfahren verwendeten dielektri- schiedenen Antennen 66 an drei der Ecken 68 mit-

senen Materials wird im folgenden bei Bezugnahme einander verbunden, um eine Antennenanordnung in

auf andere Daten beschrieben, die sich mit der Unter- Serienschaltung zu bilden. In anderen Worten, die in

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Fig. 4 gezeiete Form führt zu einer relativ langen versehen Die Ausführungsform nach F i g. 6 dient Antenne, die" aus den verschiedenen Einzelantennen dazu, jeden Fehler, der auftreten könnte, besonders 66 zusammengesetzt ist, und zur Vereinfachung der zu lokalisieren; die Signalanordnung setzt den Befoleenden Beschreibung wurde ein Ende der An- nutzer davon in Kenntnis, auf welcher Seite der tennen an Ordnung mit der Bezugsziffer 70 und das 5 Zugangsöffnung 22 der Fehler auftritt. Dazu werden andere Ende mit der Bezugsziffer 72 bezeichnet. Aus vier dem Kondensator 74 entsprechende Konden-F i g. 4 ergibt sich, daß das Ende 70 durch einen satoren verwendet, und zwar ein solcher Kondensator Kondensator 74 abgeschlossen ist, dessen eine Seite für jede Antenne 66. In gleicher Weise ist das Ende oder Platte mit dem Ende 70 und dessen andere Seite jeder Antenne 66, das dem Ende, mit dem der Konoder Platte mit dem trogförmigen Teil 44 bei 76 ver- io densator 74 verbunden ist, gegenüberliegt oder davon bunden ist. Die verschiedenen Teile 44 sind bei 78 an fern liegt, direkt mit einer einzelnen Signalschaltung Masse gelegt. Es ist zu bemerken, daß der Konden- 88 verbunden. Da die Teile 44 voneinander elektrisch sator 74 eine niedrige Impedanz, tatsächlich einen isoliert sind, ist an den Stellen 106 B, 106/1, 106/? Kurzschluß, soweit Mikrowellen betroffen sind, zu und 106 L eine getrennte Masse vorgesehen. Demzudem metallischen Teil 44 bildet. Für Gleichstrom 15 folge hat jede Schaltung 88 ihre eigene Warnlampe bildet der Kondensator 74 andererseits eine Isolie- 100. Um mit der hinsichtlich der verschiedenen Seiten rung oder einen offenen Kreis. der Zugangsöffnung 22 angenommenen Bezeichnung

Im folgenden wird die Detektoreinrichtung zur übereinzustimmen, sind die verschiedenen Schal-Überwachung der Menge der von der Strahlungs- tungen 88 durch den zuvor benutzten zusätzlichen absorptionsvorrichtung 42 aufgenommenen Mikro- *o Buchstaben voneinander unterschieden. Demzufolge wellenenergie beschrieben. Das andere Ende 72 der ist die Schaltung 88 für die Bodenseite der Zugangs-Antennenanordnung nach F i g. 4 ist mit der Kathode öffnung 22 mit der Bezugsziffer 88 B bezeichnet, die einer Diode 82 verbunden, deren Anode bei 84 mit Schaltung für die rechte Seite mit der Bezugsziffer dem Teil 44 verbunden ist. Mit dem Ende 72 der 88 R, die Schaltung für die obere Seite mit der Be-Antennenanordnung nach F i g. 4 ist ebenfalls eine »5 zugsziffer 88 T und die Schaltung für die linke Seite mit 86 bezeichnete Mikrowelleninduktivität mit hoher mit der Bezugsziffer 88 L. Reaktanz verbunden. Die Induktivität 86 ist mit einer

Signalschaltung verbunden, die in ihrer Gesamtheit Betriebsweise

mit der Bezugsziffer 88 bezeichnet ist. Die Schaltung Ist die Tür 24 geschlossen, so daß die Zugangs-

88 enthält ein Potentiometer 90, dessen Schleifer mit 30 öffnung 22 gesperrt ist, liegt der abgesetzte Panelder Induktivität 86 verbunden ist. Das Potentiometer abschnitt 28 an der Federdichtung 32 an, genauer ge-90 ist an das Tor eines gesteuerten Siliziumschalters sagt, an dem federnden oder flexiblen Dichtungs-92, beispielsweise aus der Serie General Electric streifen 36. Demzufolge ist die von dem Generator 3 N 58, geschaltet; das Tor ist mit der Bezugsziffer 94 16 gelieferte Mikrowellenenergie zum größten Teil bezeichnet. Aus F i g. 4 ergibt sich, daß die Anode 35 in den Heizraum 14 eingeschlossen. Wie zuvor am des Schalters 92 mit einer Relaisspule 96 verbunden Stand der Technik erläutert wurde, genügen solche ist, die normalerweise offene Kontakte 98 (Arbeits- Türdichtungen jedoch nicht immer ausreichend den kontakte) besitzt. Mit den normalerweise offenen im Strahlungssteuergesetz angegebenen Regeln. Kontakten 98 ist eine Warnlampe 100 zusammen- Demgemäß ist jede Streuung, die zwischen der Tür

geschaltet, die von einer Energiequelle, beispielsweise ₄₀ 24 und der Federdichtung 32 entweicht, auf die der Batterie 102, versorgt wird. Fließt durch die Re- Strahlungsabsorptionsvorrichtung 42 gerichtet. Die laisspule 96 Strom, schließen sich daher die Kontakte trogförmigen Teile 44 aus Metall reflektieren jede 98 und schalten die Lampe 100, und liefern damit Streuenergie, die nicht gleich von der Antenne 66 die Warnung, daß eine übermäßige Strahlungsmenge aufgenommen wurde. Wegen der gewissen Verlustaustritt. 45 behaftung des dielektrischen Materials 62 wird ein Bei der Überwachung oder Ermittlung der Mikro- Teil der Mikrowellenenergie gedämpft, wenn sie vom wellenenergie nach F i g. 5 ist das Ende 70 der in Innern der Teile 44 reflektiert wird. Auf Grund der Serie geschalteten Antennenanordnung in dergleichen Ausrichtung der kreuzpolarisierten Antenne 66 wird Weise wie nach F i g. 4 angeschlossen, und daher die Mikrowellenenergie, die durch diese Primärdicherscheint der Kondensator 74 wieder in dieser Figur. 5° tung entweicht, nicht nur aufgefangen, sondern längs "In gleicher Weise ist das Ende 72 über die gleiche der Antenne in Art einer Übertragungsleitung weiter-Diode 82 mit dem Teil 44 verbunden. Die Schal- geleitet. Die in F i g. 4 gezeigte Serienschaltung vertungsanordnung nach F i g. 5 unterscheidet sich von stärkt die Dämpfung: sowohl unten als auch oben der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 durch einen und an den Seiten wird die Energie aufgenommen, zusätzlichen Abschluß 104. Dieser zusätzliche Ab- 55 und die gesamte Absorptionsvorrichtung 42 dient Schluß 104 liegt in Form eines absorbierenden Me- zum Verbrauchen der Energie die von der Übertradiums, beispielsweise Ferrit oder Graphitmatenal, gungsleirung aufgenommen wurde Dies gilt sowohl 'vor und ist bei HlS an Masse ge egt. In der Aus- für elektrische als auch magnetische Transversalführungsform nach Fig. 5 gewährleistet der ^ satz- wellen, und die nicht verbrauchte Energie wird über liehe Abschluß IM die Absorption übermäßiger 60 die gesamte Antennenanordnung zum Kondensator •Energiemengen, die jeder Antenne 66 geliefert 74 geleitet. Wie zuvor angegeben wurde, dient der ,.wurden. . Kondensator 74 als tatsächlicher Kurzschluß für jede ' Fig. 6 zeigt eine unabhängige Überwachungsschal- Energie, die das Ende 70 der Antennenanordnung tungsverbindung der verschiedenen offenen Wellen- nach F i g. 4 erreicht. Überschreitet die entweichende leiter 44. Insbesondere ist zu beachten, daß kerne der 65 Strahlung einen vorbestimmten Pegel, der durch EinEcken 68 elektrisch miteinander verbunden sind; um stellung des Potentiometers 90 wählbar ist liegt ein sie von den miteinander verbundenen Ecken zu Triggersignal an dem Tor 94 des gesteuerten Silizhnnunterscheiden, sind sie mit den Bezugsziffern 68 a schalters 92 an, was zum Ansprechen des Relais

und zum gleichzeitigen Schließen des normalerweise offenen Kontakts 98 führt. Dadurch wird die Warnlampe 100 erleuchtet und der Benutzer davon in Kenntnis gesetzt, daß der Ofen 10 nicht richtig funktioniert. Die Kontakte 98 können ebenfalls dazu verwendet werden, den Mikrowellengenerator 16 auszuschalten und damit den Ofen 10 vollständig außer Betrieb zu setzen und dessen weitere Benutzung zu verhindern, bis der die Streuung herbeiführende Zustand beseitigt wurde.

Als zusätzliche Maßnahme absorbiert die als zusätzlicher Abschluß 104 bezeichnete Belastung jede Mikrowellenenergie, die bei Benutzung der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 nicht verbraucht werden würde. Die Ausführungsform nach F i g. 5 arbeitet in der gleichen Weise wie die Ausführungsform nach F i g. 4.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 dient jede Strahhingseinheit 42 B, 42 R, 42 Γ und 42 L zum Absorbieren jeder Streustrahlung, die von der bestimmten Einheit empfangen wurde. Der Vorteil bei der Verwendung der Ausführungsform nach F i g. 6 liegt darin, daß die bestimmte Lampe 100, d. h. die mit der Schaltung 88 B. SSR, 88 Γ oder 88 L verbundene Lampe 100, den Fehler lokalisiert und dem Benutzer die bestimmte Stelle angibt, so daß der Fehler in der Primärdichtungsanordnung schnell korrigiert werden kann.

Es ist zu bemerken, daß dennoch kein unangenehmer Strahlungspegel in der Umgebung vorliegen kann. Dies gilt unabhängig von der Größe und der Polarisierung der Mikrowellenenergie.

Wenn zwar die Testausführungsform dem Aufbau des Ofens 10 stark ähnelt, unterscheidet sie sich davon jedoch in gewisser Hinsicht, und daher ist der abgeänderte Ofen nach F i g. 7 mit der Bezugsziffer 110 bezeichnet. Der Ofen 110 besitzt eine Kammer 112, die einen Heizraum 114 enthält. Eine Vorderwand 120 enthält die Zugangsöffnung 122. Die flache Oberfläche / auf der Vorderseite des Ofens 110, d. h. die nach vorn gerichtete Fläche der Vorderwand 120, beträgt etwa 5,08 cm (2 engl. Zoll). In anderen Worten, der Rand hat eine Weite von etwa 5,08 cm (2 engl. Zoll), die sich über die Zugangsöffnung 122 erstrecken.

Die mit der BezugszifFer 124 in F i g. 7 bezeichnete Tür unterscheidet sich etwas von der Tür 24. Die Tür 124 besitzt einen Rand 126, einen abgesetzten Panelabschnitt 128 und eine Umfangs-Verbindungswand 130.

Die Federdichtung 132 besitzt einen Montagestreifen 134, und der dem zuvor erwähnten Streifen 36 entsprechende divergierende Dichtungsstreifen besteht aus zwei Abschnitten 136 a und 136 b. Der Abschnitt 136 a spreizt sich tatsächlich von dem Streifen 134 weg, während der Abschnitt 136 ft zu dem Streifen 134 parallel ist. Die Breite des Abschnitts 136 b wurde mit der Bezugsziffer k angegeben und beträgt 1,778 cm (0,7 engl. Zoll) bei dem Testofen 110. Zwischen den Montagestreifen 134 und die Abschnitte 136 a, 1366 ist eine Versteifung 133 eingesetzt. Der überlappende oder überstehende Rand 126 hat eine Breite von etwa 2,54 cm (1 engl. Zoll).

Die in F i g. 7 gezeigte Strahlungsabsorpttonsvorrichtung 42 entspricht genau der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung. Die Innenabmessungen des Teils 44, d. h. der Aussparung oder Nut 52, wurden mit dem Bezugsbuchstaben /ι bezeichnet und die Breite mit dem Bezugsbuchstaben >t\ In der Testausführungsform beträgt /i —1.27 cm (' 's engl. Zoll) und w = 1,27 cm (' 2 engl. Zoll).

Das tatsä-iilich verwendete dielektrische Material 62 besitzt eine Dielektrizitätskonstante 11,2 und einen Tangens des dielektrischen Verlustwinkels von 0.04. was vom Massachusetts Institute of technology bei einer Frequenz von 3000MHz gemessen wurde.

Das verwendete Material war ein Polyesterharz der Firma Ashland Chemical Company, einer Abteilung der Ashland Oil & Refining Company; Modifikationen dieses Materials sind in dem technischen Bulletin 1148. Juni 1968, sachgemäß beschrieben.

Solche Materialien sind höchst wünschenswert, da sie Feuchtigkeit in der Größenordnung von 50 Gewichtsprozent enthalten.

Für eine Betriebsfrequenz von 2450^20 MHz hat die in Fig. 3 im einzelnen gezeigte Antenne 66 die folgenden Abmessungen:

u = 0,68 cm (0.268 engl. Zoll) b = 0,68 cm (0,268 engl. Zoll) c = 0,762 cm (0,3 engl. Zoll)
³S d = 0,0813 cm (0.032 engl. Zoll) e = 1,11 cm (0,437 engl. Zoll)

Es ist zu bemerken, daß e in der vorstehenden Liste die Breite der gedruckten Schaltung 64 ist. In der obigen Liste fehlt die Stärke der die Antenne 66 bildenden Kupferschaltungsführung: in der Praxis beträgt sie 0.0711 cm (0,0028 engl. Zoll). Die Stärke des Substrats 65 beträgt 0,0584 cm (0.023 engl. Zoll).

Der gesteuerte Siliziumschalter 92 wurde bereits bezeichnet als General Electric 3 N 58. Die Diode 82 wurde noch nicht bezeichnet. Diese Diode wird durch eine epitaxiale, planare, passivierte Diode der Hewlett-Packard-Serie 5082 gebildet, deren Aufbau eine Kombination eines konventionellen pn-Übergangs und einer Schottky-Sperrschicht benutzt. Dieser Gleichrichter hat wünsc?>enswerterweise die hohe Durchbruchspannung und die Temperaturkennweite von Silizium, die Einschaltspannung von Germanium und die Ansprechgeschwindigkeit einer Schottky-Sperrschicht-Majoritätsträgervorrichtung.

Die Abmessungen des Heizraums 114 betrager 30 cm Tiefe, 39 cm Breite und 24 cm Höhr, Die vor dem Generator 16 gelieferte Hohlraumenergie betrug 700 Watt. Die Frequenz betrug, wie vorstehend er-

wähnt wurde, 2450 ± 20 MHz."

Strahlungsuntersuchungsergebnisse

Wenn zwar ausgedehnte Untersuchungen unte verschiedenen Bedingungen durchgeführt wurden erscheint nur eine Zusammenfassung erfoideriich um die von dem erfindungsgemäßen Mikrowellen heizgerät herbeigeführten Vorteile einzuschätzen Die angegebene Strahlungsüberwachung und der Be triebsablauf umfaßten folgende Betriebsarten:

1. 700 Watt in eine Belastung mit 275 cm³ Wasser normal geschlossene Tür

2. 700 Watt in den leeren Ofen normal geschlossene Tür

3. 700 Watt in eine Belastung mit 275 cm³ Wassei unnormal geschlossene Tür — gegen 0,127 cm (0,05 engl. Zoll)
Papierabstandsscheiben (5,U8 · 3,18 cm

[2,0 Ί,25 englZoli]), die an der rechten, linken, oberen und unteren Seite engeordnet waren 4, 700 Watt in den leeren Ofen

unnormal geschlossene TQr gegen 0,127 cm
(0,05 eng! ZoH^x

Papierabstandsscheiben (5,08 · 3,18 cm
[2,0 · 1^25 engL Zoll]), die an der rechten, linken, oberen and unteren Seite angeordnet waren

Ohne die Verwendung des erfradungsgemäßen Mikrowellenheizgeräts wurden Bedingungen nach 3. und 4. bei, denen die Türdicbtungen fehlerhaft waren, übermäßige Strahlungspegel von 20 Milliwatt pro cm» in einem Abstand von 5 «»von dem Ofen ergeben. Mit dem Einbau des Wellengangöbertraßunassybteias Jagen alle Tests für jede Betriebsart

S unter aera von dem Bundesstrahlungsstandard vorgeschriebenen maximalen Strahlungspegel. Zusätzlich wurden Maßnahmen zum Ausschalten des Gerätes getroflen, wenn unangenehm hohe Spannungen erschienen, jedoch erreichten die «mrttelten Span-

i» nungen auf Grund der Wirksamkeit des erßndungsgemlßen MikroweUenheizgeräts nicht gefährliche Pegel in der Umgebung.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. MikroweUenheisgerSt mit einer Kammer mit einem darin befindlichen Heizraum, einer Ein- s richtung zum Zuführen von MUcrowellenenergie zum Heizraum, einer Zugangsöffnung in einer Kammerwand, durch die ein zu erwärmender Gegenstand eingesetzt werden kann, einer über die Randabschnitte der Kammerwand stehenden w Tür, die sich an der Zugangsöffnung befindet, und einer metallischen Türdichtung, die von einer Ringleitung, die als Antenne für eine Warneinrichtung dient, umgeben ist, gekennzeichnet durch eine Strahlungsabsorptionsvorrichtung (42), die sich zumindest über eine Seite der öffnung (22) erstreckt und einen metallischen Wellenleiter (44, 42B, 42Ä, 42Γ, 42L) aufweist, der mit einer länglichen Aussparung (52) versehen ist und an seiner zur Zugangsöflfnung (22) gerichteten Seite unter Bildung eines Spaltes (54) offen ist, dessen Breite sich in Querrichtung zwischen Kammerwand (20) und Tür (24) erstreckt, wobei die Strahlungsabsorptionsvorrichtung (42) außerdem eine Antenne (66) aufweist, die in der Aussparung (52) angeordnet ist.

2. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsabsorptionsvomchtung (42) an einer Stelle zwischen der Kammerwand ^20) und einem dieser gegenüberstehenden Abschnitt der Tür (24) angeordnet ist.

S.Mikrowellenheizgerritnach \nspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsabsorptionsvorrichtung (42) ein in der Aussparung (52) enthaltenes dielektrisches Material (62) aufweist, das die Antenneneinrichtung (66) trägt.

4. Mikrowellenheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (66) eine erste Serie von in Abstand befindlichen Abschnitten (66 a) aufweist, die näher an der Kammer (14) angeordnet sind, eine zweite Serie von zur ersten Serie versetzt angeordneten in Abstand befindlichen Abschnitten (66 b), die näher zur Tür (24) angeordnet sind, und eine dritte Serie von Verbindungsabschnitten (66c), die sich zwischen den Abschnitten (66 a. 66 b) der ersten und zweiten Serie erstrecken.

5. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (66a, so 66 b) der ersten und zweiten Serie einander parallel sind und daß die Abschnitte (66 c) der dritten Serie dazu senkrecht sind.

6. Mikrowellenheizgerät nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (66) die Form eines flachen Bandes hat, das in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Zugangsöffnung (22) liegt.

7. Mikrowellenheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsabsorptionsvorrichtung (42) eine Abschlußeinrichtung (74) an ihrem einen Ende aufweist, die einen Pfad relativ niedriger Impedanz zwischen der Antenneiieinrichtung(66) und den offenen Wellenleitern (42B, 42/?. 427, 421.) bildet.

8. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußeinrichtung (74) einen Kondensator aufweist, der die Hocnfrequenzenergie von der Antitnneneinrichtung(6<i) zu den Wellenleitern(42B, 42R, 4ZT, 42L) kurzschließt.

9. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Detektoreiniicntung (88), die mit dem anderen Ende der Strablungsabsorptionsvorricntung (42) verbunden ist und die Größe der von der Strahlungsabsorptionsvoi richtung (42) aufgenommenen MikroweUenenergu: Oberwacht.

10. Mikrowellenbeizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (88) einen Steuerschalter (92) und eine Einrichtung (82) aufweist, die einen Tei] der von der Strahlungsabsorptionsvorricbtung (42) aufgenommenen Mikrowellenenergie gleichrichtet und dem Steuerschalter (92) Gleichstrom liefert und dessen Betätigung herbeiführt, wenn der euerem zugeführte Gleichstrom einen vorbestimmten Pegel erreicht.

11. Mikrowellenheizgerät nach An.spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahl ungsabsorptionsvorrichtung (42) eine Anzahl von in Serie geschalteten Antennenelementen aufweist und daß der Kondensator (74) an ein Ende der in Serie geschalteten Antennenelemente angeschlossen ist.

12. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Abschlußeinrichtung (1&4) am anderen Ende der in Serie geschalteten Antennenelemente, die übermäßige Mengen von den Antennenelementen gelieferter Energie absorbieren kann.

13. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne eine kreuzpolarisierte Antenne (66) ist, die im allgemeinen in der Ebene des Spaltes (54) des offenen Wellenleiters (42, 44, 46, 48, 50) angeordnet ist.

14. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß eine primäre Strahlungsdichtung (132) an der Vorderwand (120) der Kammer (14) am Rande der Zugangsöiinung (122) befestigt ist und im geschlossenen 21ustand der Tür (124) mit dieser in enger Berührung steht und daß dieStrahIungsabsorptionseinrichtung(42) außerhalb der primären Strahlungsdichtung (132) an der Vorderwand (120) der Kammer (14) befestigt ist und Mikrowellenenergie verbraucht, die bei geschlossener Tür (124) hinter die primäre Strahlungsdichtung (132) gelangt.

15. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische offene Wellenleiter (44) die vier Seiten der Zugangsöffnung (22) umgibt, wobei jeder Seitenteil des Wellenleiters eine kreuzpolarisierte Antenne (66) enthält, die sich im wesentlichen in der Ebene des Spaltes (54) dieses Wellerleiters (44) erstreckt.

16. Mikrowellenheizgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Wellenleiter (44) in Serie miteinander verbunden sind und längs den Seiten der Zugangsöffnung (122) verlaufen, daß die einzelnen Antenncnelemente zur Bildung eines einheitlichen Aufbaas ebenfalls in Serie verbunden sind und daß eine Einrichtung zwischen ein Ende der so gebildeten Antennenanordnung (66) und ein Ende der miteinander verbundenen Wellenleiter (44) ceschaltp.f

und zumindest einenTeU der w der Antenne*- S mTgestrBblten Mikrowellenenergie ver-AW die primäre Dichtungen-

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