DE3010231A1

DE3010231A1 - Hochfrequenz-heizvorrichtung, insbesondere mikrowellenherd

Info

Publication number: DE3010231A1
Application number: DE19803010231
Authority: DE
Inventors: Yukio Suzuki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1980-09-25
Also published as: CA1129970A; DE3010231B2; AU5636180A; FR2452063B1; JPS55135396U; FR2452063A1; GB2047060A; AU530325B2; DE3010231C3; US4298780A; GB2047060B

Description

17. März 1980

Hochfrequenz-Heiζvorrichtung, insbesondere Mikrowellenherd

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung, insbesondere einen Mikrowellenherd, mit einem in einer Nahrungsmittel-Wärmekammer angeordneten Heizelement zur außenseitigen Erwärmung des in dieser Kammer befindlichen Guts.

Bei einer bekannten Hochfrequenz-Heizvorrichtung sind in einer Gut-Wärmekammer Heizelemente zur außenseitigen Erwärmung des Guts angeordnet. Dabei wird eine Hochfrequenzwelle von diesem Hochfrequenz (wellen) generator mit z.B. einem Magnetron in die Wärmekammer eingeleitet, um das Gut durch Mikrowellenerwärmung (in a microwave heating mode) innerhalb kurzer Zeit innenseitig zu erwärmen, wobei das Gut zum Rösten bzw. Anbräunen seiner Oberfläche durch genaue Temperaturregelung mittels Widerstandserwärmung (auch) außenseitig erwärmt wird. Bei einer solchen Vorrichtung werden die in der Wärmekammer befindlichen Heizelemente häufig nach Bedarf zum Reinigen des Inneren der Wärmekammer oder entsprechend der Größe des durch Mikrowellenerwärmung zu garenden Guts ausgebaut und wieder eingebaut. Dabei müssen Unfälle infolge eines dielektrischen Durchbruchs, mangelhafter Kontakt, das Austreten von Hochfrequenzwellen und dgl. verhindert werden, was dann vorkommen kann, wenn die Heizelemente getrennt und dann wieder mit der Stromversorgung verbunden

030039/0831

werden. Bei der bisherigen Heizvorrichtung können diese Schwierigkeiten jedoch nicht vollständig ausgeschaltet werden.

Im folgenden sind die bei den bisherigen Heizvorrichtungen dieser Art auftretenden Schwierigkeiten zum besseren Verständnis der Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.

Gemäß Fig. 1 besteht das Gehäuse 11 einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung der angegebenen Art aus einem eine Wärmekammer 14 bildenden Innengehäuse 11a und einem Außengehäuse 11b, zwischen denen ein Zwischenraum 11c festgelegt ist. An der Vorderseite des Gehäuses 11 ist eine Klappe oder Tür 15 zum Öffnen und Schließen der Vorderseite der Wärmekammer 14 vorgesehen. Im Inneren des Gehäuses 11 befinden sich eine Auflageplatte bzw. ein Rost 16, ein darüber angeordnetes oberes Heizelement 17 und ein darunter befindliches unteres Heizelement 18, die jeweils waagerecht in die Wärmekammer 14 eingebaut sind. An der Rückwand 19 des Innengehäuses 11a sind zwei Heizelement-Anschlußeinheiten 19a mit den Spannungs-Speiseklemmen für das Heizelement 17 sowie zwei entsprechende Anschlußeinheiten 19b mit Speiseklemmen für das Heizelement 18 angeordnet. Die Speiseklemmen für die beiden Heizelemente 17 und 18 werden dabei mit einer Spannung von einer Stromversorgung beschickt. Eine das zu garende Gut 20 aufnehmende Mulde, Pfanne 21 o.dgl. wird auf den Rost 16 gestellt. Im Gehäuse 11 ist im Zwischenraum 11c ein Hochfrequenzwellengenerator 22 mit einem Magnetron angeordnet, der über einen Wellenleiter 23 Hochfrequenzwellen in die Wärmekammer 14 leitet.

Die Anschlußeinheit (z.B. 19a) dieser bisherigen Heizvorrichtung besitzt den Aufbau gemäß Fig. 2. Gemäß Fig. 2 ist in der Rückwand 19 des Innengehäuses 11a eine Bohrung 24 vorgesehen, in welche das eine Ende eines an sich bekannten Hochfrequenzwellen-Dämpfungsrohrs 25 eingesetzt ist, das sich waagerecht in den Raum 11c im Gehäuse 11 erstreckt. Am anderen Ende des

030039/0831

Dämpfungsrohrs 25 sind mehrere elastische Kontaktelemente 26a, 26b ... aus Metall befestigt und über das Dämpfungsrohr 25 an Masse gelegt. Auf diese Weise wird die von der Wärmekammer 14 zum Heizelement 17 übertragene und durch das Dämpfungsrohr 25 gedämpfte Hochfrequenzwelle in einen Massekreis eingeführt. Die Speiseklemme des Heizelements 17 ist durch den zentralen Bereich des Dämpfungsrohrs 25 hindurchgeführt, zwischen die Kontaktelemente 26a und 26b eingesetzt und am Außenende mit einem Anschluß 27 verbunden, an den eine Spannung angelegt wird. Der Endabschnitt des Heizelements 17 ist über eine bestimmte Länge hinweg, ausgenommen an seinem Außenende, von einer Umhüllung bzw. Muffe 28 aus Isoliermaterial umschlossen. An der Seite des Anschlusses 27 ist das Ende der Muffe 28 durch ein Isolierrohr 29 geschützt. Die Muffe 28 steht mit den Kontaktelementen 26a, 26b in Berührung. Das mit dem Außenende des Heizelements 17 in Berührung stehende Ende des Anschlusses 27 ist durch ein Isolierelement 30 geschützt. Die Heizelement-Anschlußeinheit 19a ist weiterhin vollständig von einem Hohlzylinder 31 aus Metall mit bekannter Hochfrequenzwellen-Dämpfungsfunktion umschlossen.

Die Anschlußeinheit gemäß Fig. 2 "ist jedoch mit den folgenden Mangeln behaftet. Wenn das Heizelement 17 wiederholt von der Anschlußeinheit getrennt und wieder mit ihr verbunden wird, vermindert sich der Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen 26a, 2€b und der Muffe 28, bis zwischen diesen Teilen ein Spalt auftritt, in welchem ein Lichtbogen entstehen kann. Wenn dieser Lichtbogen mit größerer Stärke auftritt, wird die Muffe 28 durchlöchert, so daß an ihr ein dielektrischer Durchbruch auftritt, der zu einem Brand führen kann. Außerdem kann die über das Heizelement 17 übertragene Hochfrequenzwelle durch diesen Spalt leicht in den Anschluß 17 eintreten, so daß die Hochfrequenzenergie nach außen austreten kann. Infolgedessen ist es schwierig, die Sicherheit der gesamten Hochfrequenz-Heizvorrichtung aufrechtzuerhalten.

030039/0831

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit Heizelement-Anschlußeinheiten, mit denen die erwähnte Funken- oder Lichtbogenbildung, ein dielektrischer Durchbruch, ein Austritt von Hochfrequenzwellen bzw. -energie oder ein Brand sicher vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einer Heiz- oder Wärmekammer zum Erwärmen eines Guts, wie eines Nahrungsmittels, einem Hochfrequenzwellengenerator und mindestens einem Heizelement, das über erste und zweite Schalter selektiv mit einer Stromversorgung verbindbar ist, wobei der Hochfrequenzwellengenerator Hochfrequenzwellen bzw, -energie in die Wärmekammer abstrahlt, in welcher das Heizelement zur Widerstandsbeheizung des Guts angeordnet ist, und wobei an der Wand der Wärmekammer eine Heizelement-Anschlußeinheit zur trennbaren Halterung der Spannungs-Speiseklemme des Heizelements angeordnet ist und eine Steuerschaltung zur Steuerung des Öffnens und Schließens des zweiten Schalters über den ersten Schalter mit der Stromversorgung verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußeinheit ein beim Einführen der Spannungs-Speiseklemme des Heizelements in eine vorbestimmte Stellung in der Anschlußeinheit auslenkbares Element und einen bei dessen Auslenkung schließbaren dritten Schalter aufweist, der mit der Steuerschaltung in Reihe geschaltet ist, so daß letztere nur bei geschlossenem dritten Schalter betätigbar ist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teil-Schnittansicht einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung zur Verdeutlichung des Erfindungsprinzips,

030039/0831

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht einer bisherigen Heizelement-Anschlußeinheit bei der Vorrichtung nach Pig. 1 ,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Heizelement-Anschlußeinheit gemäß der Erfindung mit in Anschlußstellung befindlichem Heizelement,

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnelnde Darstellung, in welcher das Heizelement jedoch noch nicht in die Anschlußstellung vorgeschoben ist,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung und

Fig. 6 eine den Fig. 3 und 4 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Da die erfindungsgemäße Heizvorrichtung allgemein den vorher beschriebenen Aufbau gemäß Fig. 1 besitzt, braucht dieser nicht erneut erläutert zu werden. Im folgenden sind außerdem den Teilen von Fig. 1 und 2 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.

Gemäß Fig. 3 ist in die Bohrung 24 im Innengehäuse 11a ein Hochfrequenzwellen-Dämpfungszylinder 25 mit seinem einen Ende eingesetzt, während am anderen Ende dieses Zylinders mehrere Kontaktelemente 32a, 32b usw. aus elastischem Metall und mit Biegungsabschnitten und Verlängerungen jeweils mit dem einen Ende befestigt sind. Ein an seinem einen Ende an der Rückwand 19 befestigter hohler Metall-Zylinder 33, der dieselbe Funktion erfüllt wie der Zylinder 31 gemäß Fig. 2, ist mit einer Bohrung 3 3a versehen. Das der Bohrung 33a des Zylinders gegenüberstehende Kontaktelement 32a besitzt eine gegenüber dem

030039/0831

Kontaktelement 32b unterschiedliche Form. Dieses Kontaktelement 32a wird mit seiner durch die Bohrung 33a hindurchgeführten Verlängerung in Richtung des Pfeils 34 ausgelenkt, wenn sein Biegungsteil in dieselbe Richtung verlagert wird. In der Nähe der Bohrung 33a im Zylinder 33 ist eine Schalter-Tragplatte 35 befestigt, an welcher ein Mikroschalter 17a mit einem Betätigungselement 17b montiert ist. Dieser Mikroschalter 17a wird durch das Betätigungselement 17b geschlossen, wenn die Verlängerung des Kontaktelements 32a in Richtung des Pfeils ausgelenkt wird. An der Speiseklemme ist das Heizelement 17 mit einer Isolier-Muffe 37 entsprechend der Muffe 28 gemäß Fig. 2, einem Isolierrohr 29 und einem in einer vorbestimmten Position angeordneten Vorsprung bzw. Bund 37a versehen, der mit den Kontaktelementen 32a und 32b elastisch in Berührung bringbar ist. Wenn die Speiseklemme des Heizelements 17 in die Position der Heizelement-Anschlußeinheit 19a eingeschoben wird, wird die Verlängerung des Kontaktelements 32a in Richtung des Pfeils 34 ausgelenkt, so daß der Schalter 17a über sein Betätigungselement 17b geschlossen wird. Im Schließzustand des Mikroschalters 17a ist das Außenende des Heizelements 17 vollständig mit dem Anschluß 27 verbunden. Da das Kontaktelement 32a durch den Bund 37a der Muffe 37 nach oben gedrückt wird, kommt letztere in vollständige Berührung mit dem Kontaktelement 32a. Die über das Heizelement 17 übertragene Hochfrequenzwelle bzw. -energie wird somit über die Muffe 37, das Kontaktelement 32a, den Dämpfungszylinder 25 und die Rückwand in den Massekreis eingeleitet.

Wenn die Speiseklemme des Heizelements 17 gemäß Fig. 4 noch nicht in die vorbestimmte Position in der Anschlußeinheit 19a eingeführt worden ist, ist das Kontaktelement 32a nicht auf die beschriebene Weise ausgelenkt, weil der Bund 37a der Muffe 37 nicht mit dem Biegungsteil des Kontaktelements 32a in Berührung steht. Infolgedessen wird auch das Betätigungsele-

030039/0831

3Q10231

ment 17b nicht verlagert, so daß der Mikroschalter 17a offen bleibt.

Im folgenden sind Anschluß und Wirkungsweise des Mikroschalters 17a anhand des Schaltbilds von Fig. 5 erläutert, welches die Schaltung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung darstellt. Eine Netzstromversorgung 40 ist über einen ersten Schalter 41, zweite Schalter 42a, 42b und einen Umschalter 43 an einen Hochfrequenzwellengenerator 44 mit einem Magnetron 22a bzw. an obere und untere Heizelemente 17 bis 1 8 angeschlossen und ausserdem über den Schalter 41, den Schalter 17a an der Heizelement-Anschlußeinheit 19a des oberen Heizelements 17 und einen Schalter 18a an der Anschlußeinheit 19b des unteren Heizelements 18 mit einer Steuerschaltung 45 zur Steuerung des öffnens und Schließens der zweiten Schalter 42a und 42b verbunden. Der Umschalter 43 liefert selektiv Spannung zum Hochfrequenzwellengenerator 44 und zu den Heizelementen 17 und 18. Die Steuerschaltung 45 umfaßt einen mit den Schaltern 17a und 18a in Reihe geschalteten Start-Schalter 46, einen Zeitgeberschalter 47a, ein Relais 48, einen parallel zum Start-Schalter 46 geschalteten Schalter 42c zur Gewährleistung einer Selbsthaltefunktion des Relais 48 und einen parallel zum Relais 48 geschalteten Zeitgeber 47. Wenn der Zeitgeber 47 auf eine vorbestimmte Zeit eingestellt wird, wird der Zeitgeberschalter 47a automatisch geschlossen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne geöffnet. Die mit Arbeitskontakten versehenen Schalter 42a, 42b und 42c werden geschlossen, wenn das Relais 48 anzieht.

Wenn der Hochfrequenzwellengenerator 44 gemäß Fig. 5 selektiv mit der Stromversorgung 40 verbunden und mindestens eines der beiden Heizelemente 17 und 18, z.B. das obere Heizelement 17, auf die in Fig. 4 gezeigte Weise nur unvollständig in die Anschlußeinheit 19a eingeschoben ist, ist der Mikroschalter 17a

030039/0831

offen. Infolgedessen wird der Generator 44 auch dann nicht in Betrieb gesetzt, wenn der Start-Schalter 46 gedrückt wird. Auf diese Weise kann ein Austritt von Hochfrequenzenergie nach außen sicher verhindert werden. Wenn sich der Kontaktandruck des Kontaktelements 32a verringert hat, so daß ein Spalt zwischen dem Bund 37a und dem Biegungsteil des Kontaktelements 32a entstanden ist, kann deshalb, weil der Mikroschalter 17a ebenfalls nicht geschlossen wird, gleichfalls der Austritt von Hochfrequenzenergie verhindert werden. Aufgrund dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung werden also dielektrischer Durchbruch, Brand, Austritt von Hochfrequenzenergie usw. sicher verhindert.

In Fig. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Kontaktelement 32a nur dann verlagert wird, wenn es von der Muffe 28 des Heizelements 17 verdrängt wird, so daß der Mikroschalter 17a geschlossen wird; letzterer wird jedoch in der Stellung nicht geschlossen, in welcher das Heizelement 17 allein dem Biegungsteil des Kontaktelements 32a gegenübersteht.

030039/0831

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einer Heiz- oder Wärmekammer zum Erwärmen eines Guts, wie eines Nahrungsmittels, einem Hochfrequenzwellengenerator und mindestens einem Heizelement, das über erste und zweite Schalter selektiv mit einer Stromversorgung verbindbar ist, wobei der Hochfrequenzwellengenerator Hochfrequenzwellen bzw. -energie in die Wärmekammer abstrahlt, in welcher das Heizelement zur Widerstandsbeheizung des Guts angeordnet ist, und wobei an der Wand der Wärmekammer eine Heizelement-Anschlußeinheit zur trennbaren Halterung der Spannungs-Speiseklemme des Heizelements angeordnet ist und eine Steuerschaltung zur Steuerung des Öffnens und Schließens des zweiten Schalters über den ersten Schalter mit der Stromversorgung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinheit (19a, 19b) ein beim Einführen der Spannungs-Speiseklemme des Heizelements (17, 18) in eine vorbestimmte Stellung in der Anschlußeinheit auslenkbares Element (32a) und einen bei dessen

030039/0831

ORIGINAL INSPECTED

Auslenkung schließbaren dritten Schalter (17a) aufweist, der mit der Steuerschaltung (45) in Reihe geschaltet ist, so daß letztere nur bei geschlossenem dritten Schalter betätigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Heizelemente (17, 18) vorgesehen sind, von denen sich das eine (17) in einer oberen und das andere (18) in einer unteren Position in der Wärmekammer (14) befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element (32a) am freien Ende eines an der Wärmekammerwand (19) befestigten und sich von der Wärmekammer (14) hinweg erstreckenden Hochfrequenzwellen-Dämpfungshohlzylinders (25) montiert ist, daß das Heizelement (17) im Bereich der Spannungs-Speiseklemme über eine vorbestimmte Länge hinweg, mit Ausnahme des Außenendes, mit Isolierschichten (37, 28) belegt ist und daß das auslenkbare Element (32a) durch die Isolierschichten auslenkbar ist, wenn die Speiseklemme durch den Dämpfungszylinder (25) hindurch bis zu einer vorbestimmten Position in die Heizelement-Anschlußeinheit eingeführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (37) in einer vorbestimmten Position dicker ausgebildet ist als in ihren anderen Bereichen und daß das auslenkbare Element durch diesen verdickten Teil (37a) der Isolierschicht auslenkbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (45) eine Reihenschaltung aus dem dritten Schalter (17a, 18a), einem Start-Schalter (46) zur Gewährleistung einer Relais-Selbsthaltefunlction und einem Relais (48) zur Steuerung des Öffnens und Schließens

θ <3)

O ά

des zweiten Schalters (42a, 42b) und einen parallel zum Relais geschalteten Zeitgeber (47) aufweist, wobei dann, wenn der dritte Schalter und der Start-Schalter geschlossen sind und der Zeitgeber auf eine vorbestimmte Zeit eingestellt ist, das Relais den zweiten Schalter (42a, 42b) schließt und ihn nach Ablauf der vorbestimmten Zeit (wieder) öffnet.

030039/0 83 1