DE3313593C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenz­ heizgerät, beispielsweise in Form eines Hochfrequenzherdes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Ein solches Heizgerät ist z. B. aus der DE-26 22 173 B2 bekannt.

Bei derartigen Hochfrequenzheizgeräten wird die Antenne von dem oberhalb des Heizraumes verlaufenden Wellenleiter durch die obere Wandung hindurchgeführt, wobei die Begrenzung der Durchführungsöffnung, im folgenden Kopplungsöffnung ge­ nannt, zusammen mit der Antenne einen kurzen Abschnitt eines koaxialen Kopplungsleiters bildet. Dies führt bei Hochfre­ quenzgeräten herkömmlicher Bauart dazu, daß je nach der Lage der sich drehenden Antenne sich auch der Wellenwiderstand ändert, wobei als Extremlagen die Lage der Antenne, wenn sie dem Magnetron zugewandt ist und die in entgegengesetzter Richtung entstehen. Dies führt dann zu einer unterschied­ lichen Energieabstrahlung und damit wiederum zu einer un­ gleichmäßigen Energieabstrahlung und damit wiederum zu einer ungleichmäßigen Erhitzung des in den Heizraum eingebrachten Gargutes.

Insbesondere, wenn das Gargut mehrstückig ist, führt dies zu äußerst störenden unterschiedlichen Aufheizungen, selbst wenn die einzelnen Stücke des Gargutes absolut gleichmäßig im Innern des Heizraumes verteilt sind.

Dieser Nachteil tritt sowohl bei rotierenden Antennen mit einem vertikalen Ansatz auf, als auch bei Verwendung rein horizontal wirkender Antennen in Verbindung mit einem Feld­ rührer.

Der Einfluß der Lage der Antenne bzw. des Feldrührers könnte dann eliminiert werden, wenn die koaxiale Kopplungsanord­ nung, also Durchführung eine Länge aufweisen würde, welche mindestens gleich einem Viertel der Wellenlänge der angewen­ deten Hochfrequenzenergie entsprechen würde. Diese Maßnahme muß aber notwendigerweise zu einer relativ großen Baugröße führen, was insbesondere in Verbindung mit Haushaltsherden usw. absolut unerwünscht ist.

Durch die DE-OS 30 39 886 A1 ist ein Hochfrequenzheizgerät bekannt, das eine rotierende L-förmige Antenne besitzt. Dabei ist zwischen Heizraumdecke und rotierender Antenne ein Reflektor angeordnet.

Durch die DE-OS 28 44 128 ist ein Hochfrequenzheizgerät be­ kannt, daß ebenfalls eine L-förmige Drehantenne besitzt. Es ist entnehmbar, daß die L-förmige Antenne einen ersten Ab­ schnitt, der senkrecht zur Wandebene geführt ist und mit ei­ ner Länge von λ/4 in den Heizraum hineinragt, besitzt und der zweite Antennenabschnitt sich vorzugsweise radial zum ersten und parallel zur Ofenwand erstreckt.

Der beim Stand der Technik auftretende Nachteil der unter­ schiedlichen Energieabstrahlung sei anhand des in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Smith-Diagramms im folgenden erläutert. Dabei ist angenommen, daß die Breite der Kopplungsausnehmung 1 sich über den ganzen Umfang der Kopplungsausnehmung erstreckt. Dabei definiert der Wellen­ widerstand wesentlich zwischen der Lage des rotierenden Ab­ schnittes der rotierenden Antenne in Richtung auf das Magne­ tron in dem Wellenleiter (dieser Zustand ist durch die fest ausgezogene Linie A bezeichnet) und wenn dieser Abschnitt in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Dies wird durch die gepunktete Linie B in Fig. 1 bezeichnet.

Im ungünstigsten Fall weicht dabei also der Wellenwiderstand wesentlich von dem Bereich ab, bei welchem das Magnetron die größte Energie mit ausreichendem Pegel aussendet, der durch die schraffierten Linien dargestellt wird. Dies hat aber dann zum Ergebnis, daß die abgegebene Hochfrequenzleistung wesentlich abfällt, was auch zu einer Überlastung des Magne­ trons und damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt.

Darüber hinaus wird wegen der unterschiedlichen Hochfrequenz- Ausgangsleistung zwischen dem Zustand A und dem Zustand B das Gut im Heizraum an der dem Magnetron zugewandten Seite anders aufgeheizt als an der gegenüberliegenden Seite. Dies wirkt sich, wie erwähnt, besonders nachteilig dann aus, wenn das Gargut mehrstückig ist.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hochfrequenzheizgerät anzugeben, das eine einheitliche Abgabe der Ausgangsleistung und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades sowie eine gleichmäßige Energieverteilung in­ nerhalb des Heizraumes auch dann garantiert, wenn die Länge der Kopplungsverbindung über die Kopplungsöffnung im oberen Bereich der Heizraumwandung weniger als ein Viertel der Hochfrequenzwellen beträgt.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Hochfrequenzheizgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 jeweils durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 bzw. 2 gelöst.

Bei dem Hochfrequenzheizgerät nach der Erfindung wird also der Wellenwiderstand im Übergangsbereich von Wellenleiter und Antenne so angepaßt, daß der Wellenwiderstand bei einer in Richtung auf den Hochfrequenzgenerator gerichteten Anten­ ne bzw. einem Feldumrührer unterschiedlich zu dem ist, der entsteht, wenn die Antenne bzw. der Feldumrührer in die ent­ gegengesetzte Richtung weist.

Dies wird gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Lösung dadurch erreicht, daß die wirksame Länge der als koaxialer Leiter wirkenden Durchführung unterschiedlich gehalten wird da­ durch, daß eine geringere Länge an der dem Hochfrequenzos­ zillator zugewandten Seite vorgesehen ist als an der gegen­ überliegenden Seite.

Spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer­ den im folgenden in Verbindung mit den Fig. 2 bis 6 der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Smith-Diagramm nach Stand der Technik,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Hochfrequenzheiz­ gerätes,

Fig. 3 in einem vergrößerten Maßstab die in Verbin­ dung mit der Erfindung interessierenden Teile an der Hochfrequenzeinspeisung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Antennenteil,

Fig. 5 ein Smith-Diagramm der Antennenabstrahlung zu der Ausbildung nach den vorausgegangenen Fi­ guren,

Fig. 6 in einem vergrößerten Maßstab eine zweite Rea­ lisierungsmöglichkeit der Erfindung,

Fig. 7 in einem entsprechenden Maßstab eine dritte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung und

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Durchführungs- und Kopplungsanordnung der Antenne nach Fig. 7.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß ein sich im Querschnitt ver­ jüngender Wellenleiter 14 zur Übertragung der Hochfrequenz­ energie von dem Magnetron 8 in das Innere des Heizraumes 2 dient. Eine rotierende Antenne 15 ragt in den Wellenleiter 14 durch die obere Abdeckwand 16 des Heizraumes 2. Sie weist ei­ nen horizontalen Abschnitt 17 auf, der sich in das Innere des Heizraumes 2 erstreckt. Die rotierende Antenne 15 wird von einem Motor 19 über einen Riemenantrieb 18 gedreht.

Eine erste Ausführungsform wird anhand der Fig. 3 und 4 im folgenden im einzelnen erläutert.

Wie in diesen Figuren gezeigt, ist die Tiefe der Kopplungs­ ausnehmung 20 an der dem Magnetron 8 zugewandten Seite un­ terschiedlich von derjenigen, an der gegenüberliegenden Seite, so daß im wesentlichen kein Unterschied im Wellen­ widerstand zwischen einer Lage A der Antenne und der Lage B besteht, wie punktiert im Smith-Diagramm nach Fig. 5 einge­ zeichnet ist, wodurch die bei üblicher Ausführung auftreten­ den Nachteile überwunden werden. Bei diesen Ausführungsformen sind die Befestigungen für die Durchführungsplatte 21 aus ei­ nem verlustarmen, dielektrischen Material zur Abdichtung der Kopplungsöffnung 20 und der Längsschnittabstand l der Kopp­ lungsausnehmung sind zu einer Einheit geformt.

Die Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform zur Realisierung der Lehre nach der Erfindung, wie sie bei Verwendung eines Feldrührers 22 realisiert werden kann. Dabei ist der Feldrüh­ rer 22 in elektrischer Verbindung mit einer rotierenden An­ tenne 15 und wird durch diese Antenne, die als Antriebsschaft wirkt, gedreht, wodurch dieselben Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden. Ein Tragkörper 23 dient zur mechanischen Befestigung der Rührflügel.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Durchführungsöffnung 20 in bezug auf den Antriebsschaft der Antenne 15 versetzt, so daß die Impedanz in der Durchfüh­ rungsöffnung 20 unterschiedlich ist, um die Änderungen im Wellenwiderstand während der Drehung der rotierenden Antenne auszugleichen.

Claims (3)

1. Hochfrequenzheizgerät mit

• - einem Heizraum (2) zur Auf­ nahme des zu erhitzenden Gutes,
• - einem Hochfrequenzos­ zillator (8) zur Lieferung von Hochfrequenzenergie,
• - einem Wellenleiter (14) zur Übertragung der Hochfre­ quenzenergie in das Innere des Heizraumes (2),
• - einem in einer Kopplungsausnehmung (20) zwischen Wellenlei­ ter (14) und Heizraum angeordneten Kopplungsteil (21) sowie mit
• - einer sich senkrecht durch die Kopplungs­ ausnehmung (20) in das Innere des Heizraumes (2) er­ streckenden drehbaren Antenne (15) mit mindestens ei­ nem horizontalen Abschnitt (17) zur Abstrahlung der Hochfrequenzenergie, wobei das Kopplungsteil (21) in der Kopplungsausnehmung (20) in einer Größe gleich oder kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der aus­ gestrahlten Hochfrequenz gewählt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (l) der wirksamen Stirnfläche des Kopplungsteils (21) auf der dem Hochfrequenzoszillator zugewandten Seite kleiner gewählt ist als an der gegenüberliegenden Seite.

2. Hochfrequenzheizgerät nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne außermittig durch die Kopplungsöffnung und zum Hoch­ frequenzoszillator hin versetzt geführt ist.