EP1324635B1

EP1324635B1 - Microwave oven system

Info

Publication number: EP1324635B1
Application number: EP02027914A
Authority: EP
Inventors: Horst Linn; Jürgen Suhm
Original assignee: Linn High Therm GmbH
Current assignee: Linn High Therm GmbH
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: DE10164299A1; US20030121914A1; US6649892B2; DE50212140D1; ATE393564T1; EP1324635A2; EP1324635A3

Abstract

The magnetron (12) has a set operational frequency. It can be replaced by another of different operational frequency. Both magnetrons have the same mechanical dimensions (18). The power supply unit (14) is used universally for the magnetrons operating on different frequencies, with no alteration.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellenofensystem mit mindestens einem Magnetron, das bestimmte elektrische Betriebsparameter, wie Anodenspannung, Heizspannung, Heizstrom, aufweist, und mit einem Netzteil für das mindestens eine Magnetron.The invention relates to a microwave oven system with at least one magnetron, which has certain electrical operating parameters, such as anode voltage, heating voltage, heating current, and with a power supply for the at least one magnetron.

Üblicherweise werden Mikrowellenöfen, die als Kammeröfen, als Durchlauföfen o.dgl. ausgebildet sind, mit mindestens einem Magnetron bzw. mit einer Anzahl Magnetrone einer bestimmten Betriebsfrequenz betrieben. Diese beträgt üblicherweise 2,45 GHz. Die Betriebsfrequenz kann beispielsweise auch 915 MHz betragen.Usually microwave ovens, or the like as chamber furnaces, as continuous furnaces. are formed, operated with at least one magnetron or with a number Magnetrons a specific operating frequency. This is usually 2.45 GHz. The operating frequency may for example be 915 MHz.

Maßgebend für die in einem Volumenelement eines in einem Mikrowellenofen zu erwärmenden Guts erzeugte Wärmeleistung sind die elektrische Feldstärke E des Mikrowellenfeldes, die Betriebsfrequenz f, der Verlustwinkel tanδ und die relative Dielektrizitätskonstante ε. Für die Volumenleistungsdichte P gilt: $P = 2 πf \cdot ε \cdot tanδ \cdot E^{2} .$

Decisive for the heat output generated in a volume element of a product to be heated in a microwave oven are the electric field strength E of the microwave field, the operating frequency f, the loss angle tanδ and the relative dielectric constant ε. For the volume power density P, the following applies:

P = 2 πf \cdot ε \cdot tans \cdot e^{2},

Die Volumenleistungsdichte ist also zur Betriebsfrequenz des mindestens einen Magnetrons des Mikrowellenofens proportional.The volume power density is therefore proportional to the operating frequency of the at least one magnetron of the microwave oven.

Das DE-GM 1 818 464 beschreibt einen Mikrowellen-Durchlaufofen mit einem hochfrequenzmäßig allseitig abgeschlossenen, langgestreckten Arbeitsraum und einem sich durch den Arbeitsraum erstreckenden Transportband für das zu behandelnde Gut, das zu während seines Transportes durch den Durchlaufofen nacheinander verschiedene Mikrowellen-Felder unterschiedlicher Frequenz durchläuft. Hierbei handelt es sich um einen Durchlaufofen, der in Transportrichtung des zu behandelnden Guts mit Magnetronen versehen ist, die unterschiedliche Betriebsfrequenzen besitzen.DE-GM 1 818 464 describes a microwave continuous furnace with a hochfrequenzmäßig all sides completed, elongated working space and extending through the working space conveyor belt for the material to be treated, to during its transport through the continuous furnace successively passes through different microwave fields of different frequency. This is a continuous furnace, which is provided in the transport direction of the material to be treated with magnetrons that have different operating frequencies.

Die US-A 3 494 722 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren mittels Mikrowellenstrahlung. Die Mikrowellenstrahlung kann hierbei eine Wellenlänge im Bereich zwischen 0,9 und 17 GHz aufweisen. Bevorzugt ist eine Wellenlänge zwischen 2,36 und 2,9 GHz bzw. die übliche Betriebsfrequenz von 2,45 GHz.The US-A 3 494 722 discloses a method and apparatus for sterilizing by means of microwave radiation. The microwave radiation may in this case have a wavelength in the range between 0.9 and 17 GHz. A wavelength between 2.36 and 2.9 GHz or the usual operating frequency of 2.45 GHz is preferred.

Die US-A 4 746 968 beschreibt eine Vorrichtung zum Trocknen eines Guts mit Hilfe einer Mikrowellenstrahlung kombiniert mit einer Infrarotstrahlung. Die Mikrowellenstrahlung besitzt beispielsweise eine Betriebsfrequenz von 2,54 GHz oder von 915 MHz.The US Pat. No. 4,746,968 describes a device for drying a product by means of microwave radiation combined with infrared radiation. For example, the microwave radiation has an operating frequency of 2.54 GHz or 915 MHz.

Aus der DE 196 43 989 A1 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Substanzen mit elektromagnetischer Hochfrequenzenergie bekannt. Dort kommen Magnetrone mit einer Betriebsfrequenz von etwa 100 MHz bis 10 GHz zum Einsatz, die aus Netzteilen mit geringer Welligkeit versorgt werden. Insbesondere kommt eine Mikrowelleneinrichtung, d.h. ein Magnetron mit einer Betriebsfrequenz von 2,45 GHz zur Anwendung.From the DE 196 43 989 A1 For example, an apparatus for treating substances having electromagnetic radio frequency energy is known. There, magnetrons with an operating frequency of about 100 MHz to 10 GHz are used, which are supplied from power supplies with low ripple. In particular, a microwave device, ie a magnetron with an operating frequency of 2.45 GHz is used.

Bei allen diesen bekannten Mikrowellenofensystemen weist das jeweilige Magnetron eine bestimmte Betriebsfrequenz auf, um die jeweils gewünschte Wärmeleistung zu erzielen.In all these known microwave oven systems, the respective magnetron has a certain operating frequency in order to achieve the respectively desired heat output.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellenofensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem es sehr einfach möglich ist, die Wärmeleistung wunschgemäß zu ändern, ohne daß es erforderlich ist, am Mikrowellenofen oder an der Peripherie desselben, wie dem zugehörigen Netzteil, elektrisch und/oder mechanisch größere Veränderungen vornehmen zu müssen.The invention has for its object to provide a microwave oven system of the type mentioned, in which it is very easy to change the heat output as desired, without it being necessary on Microwave oven or at the periphery of the same, such as the associated power supply, to make electrical and / or mechanical larger changes.

Diese Aufgabe wird bei einem Mikrowellenofensystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mindestens eine Magnetron einer bestimmten Betriebsfrequenz durch ein Magnetron einer anderen Betriebsfrequenz ersetzbar ist, wobei die Magnetrone der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit den gleichen bzw. zumindest ähnlichen mechanischen Montageabmessungen ausgebildet sind und das Netzteil ohne Änderung der elektrischen Betriebsparameter für die verschiedenen Magnetrone der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen unverändert verwendbar ist. Gegebenenfalls können geringstfügige Veränderungen erforderlich sein, wobei die wesentlichen Bauteile wie Heiz- und Hochspannungs-Transformator unverändert beibehalten werden.This object is achieved in a microwave oven system of the type mentioned in the present invention that the at least one magnetron a certain operating frequency is replaced by a magnetron another operating frequency, the magnetrons of different operating frequencies are formed with the same or at least similar mechanical mounting dimensions and the Power supply without changing the electrical operating parameters for the different magnetrons of the different operating frequencies is unchanged used. Optionally, minor changes may be required, with the essential components such as heating and high voltage transformers being maintained unchanged.

Erfindungsgemäß ist es also in vorteilhafter Weise möglich, beispielsweise ein Magnetron der Betriebsfrequenz 2,45 GHz durch ein Magnetron und Launcher mit der Betriebsfrequenz 915 MHz oder 5,8 GHz zu ersetzen, um die jeweils gewünschte Wärmeleistung zu erzielen. Dabei braucht das jeweilige Magnetron und Launcher vom Mikrowellenofen einfach nur entfernt und durch das jeweils gewünschte andere Magnetron ersetzt zu werden. Da die Magnetrone mit den unterschiedlichen Betriebsfrequenzen die gleichen mechanischen Montageabmessungen besitzen, ist der Austausch eines Magnetrons einer bestimmten Betriebsfrequenz durch ein Magnetron einer anderen bestimmten Betriebsfrequenz einfach und zeitsparend möglich. Das erfindungsgemäße Mikrowellenofensystem weist also beispielsweise den Vorteil auf, daß bei einem vorhandener Mikrowellenofen mit Magnetronen beispielsweise der Betriebsfrequenz 2,45 GHz diese Magnetrone durch Magnetrone der Betriebsfrequenz 5,8 GHz ersetzt werden können. Der Anwender eines bereits vorhandenen Mikrowellenofens muß also nicht einen neuen anderen Mikrowellenofen beschaffen, wenn er eine andere Wärmeleistung benötigt, sondern er braucht nur die vorhandenen Magnetrone durch Magnetrone der entsprechenden Betriebsfrequenz zu ersetzen. Ein ganz erheblicher Vorteil besteht dabei auch darin, daß auch das Netzteil des vorhandenen Mikrowellenofens nicht ersetzt zu werden braucht, sondern daß das vorhandene Netzteil unverändert weiter verwendbar ist oder nur wenige Bauteile zur Anpassung erforderlich sind.According to the invention, it is thus possible in an advantageous manner, for example, to replace a magnetron of the operating frequency 2.45 GHz by a magnetron and launcher with the operating frequency 915 MHz or 5.8 GHz in order to achieve the respective desired thermal output. The respective magnetron and launcher from the microwave oven just needs to be removed and replaced with the other desired magnetron. Since the magnetrons with the different operating frequencies have the same mechanical mounting dimensions, the replacement of a magnetron a certain operating frequency by a magnetron of another specific operating frequency is easy and time-saving. The microwave oven system according to the invention thus has, for example, the advantage that in an existing microwave oven with magnetrons, for example, the operating frequency 2.45 GHz these magnetrons can be replaced by magnetrons operating frequency 5.8 GHz. The user of an existing microwave oven does not have to procure a new microwave oven if he needs a different heat output, but he only needs to replace the existing magnetrons with magnetrons of the appropriate operating frequency. A very significant advantage is also that the power supply of the existing microwave oven does not need to be replaced, but that the existing power supply is still used unchanged or only a few components for adaptation are required.

Erfindungsgemäß ist es möglich, daß das mindestens eine Magnetron am entsprechenden Mikrowellenofen direkt, d.h. ohne weitere Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung vorgesehen ist. Ist das mindestens eine Magnetron mit einer Einkoppeleinrichtung kombiniert, dann hat es sich bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystem als zweckmäßig erwiesen, wenn die Magnetrone der verschiedenen Betriebsfrequenzen mit jeweils zugehörigen Mikrowellen-Einkoppeleinrichtungen kombiniert sind. Das heißt, daß beim Austausch einer Einheit, bestehend aus einem Magnetron einer bestimmten Betriebsfrequenz und der zugehörigen Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung, diese Einheit vom Mikrowellenofen entfernt und eine andere Einheit aus einem anderen Magnetron mit zugehöriger Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung am Mikrowellenofen montiert werden kann. Das ist einfach und zeitsparend möglich.According to the invention, it is possible that the at least one magnetron in the corresponding microwave oven directly, i. is provided without further microwave coupling device. If the at least one magnetron combined with a coupling device, then it has proved in the microwave oven according to the invention as appropriate when the magnetrons of the various operating frequencies are combined with respective microwave input devices. This means that when replacing a unit consisting of a magnetron of a certain operating frequency and the associated microwave coupling device, this unit can be removed from the microwave oven and another unit from another magnetron with associated microwave coupling device can be mounted on the microwave oven. This is easy and time saving possible.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung stark abstrahiert angedeuteten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystems.Further details, features and advantages will become apparent from the following description of a highly abstracted in the drawing indicated embodiment of the microwave oven system according to the invention.

Die Figur zeigt abschnittweise einen Mikrowellenofen 10, an dem mindestens ein Magnetron 12 vorgesehen ist. Bei dem Mikrowellenofen 10 handelt es sich beispielsweise um einen Kammerofen oder um einen Durchlaufofen - ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Das Magnetron 12 ist mit einem Netzteil 14 verbunden. Das ist durch die abgewinkelte Pfeillinie 16 angedeutet.The figure shows a section of a microwave oven 10, on which at least one magnetron 12 is provided. The microwave oven 10 is, for example, a chamber furnace or a continuous furnace - without, however, to be limited thereto. The magnetron 12 is connected to a power supply 14. This is indicated by the angled arrow line 16.

Das Magnetron 12 weist bestimmte elektrische Betriebsparameter auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Anodenspannung des Magnetrons 12, seine Heizspannung und seinen Heizstrom. Beispielsweise beträgt die Anodenspannung 4 kV, die Heizspannung 3,3 V und der Heizstrom 10,5 A. Das Magnetron 12 weist z.B. eine Leistung von 800 W auf.The magnetron 12 has certain electrical operating parameters. These are, for example, the anode voltage of the magnetron 12, its heating voltage and its heating current. For example, the anode voltage is 4 kV, the heating voltage is 3.3 V and the heating current is 10.5 A. The magnetron 12 has e.g. an output of 800W.

Das Magnetron 12 weist eine bestimmte Betriebsfrequenz auf. Bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellenofensystem weisen Magnetrone 12 unterschiedlicher Betriebsfrequenzen jeweils die gleichen mechanischen Montageabmessungen auf. Das ist in der Zeichnungsfigur durch den Doppelpfeil 18 angedeutet. Dadurch, daß die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen mit den gleichen mechanischen Montageabmessungen 18 ausgebildet sind, ist es einfach und zeitsparend möglich, ein Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz wunschgemäß durch ein Magnetron 12 einer anderen Betriebsfrequenz zu ersetzen. Die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen weisen jeweils die selben elektrischen Betriebsparameter wie Anodenspannung, Heizspannung und Heizstrom auf, so daß die Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen mit ein und demselben Netzteil 14 betrieben werden können, oder nur geringfügige Änderungen erforderlich sind, die mit wenigen Bauteilen ausgleichbar sind.The magnetron 12 has a certain operating frequency. In the microwave oven system according to the invention, magnetrons 12 of different operating frequencies each have the same mechanical mounting dimensions. This is indicated in the figure by the double arrow 18. Characterized in that the magnetrons 12 of the different operating frequencies are formed with the same mechanical mounting dimensions 18, it is easy and time-saving possible to replace a magnetron 12 of a certain operating frequency as desired by a magnetron 12 of a different operating frequency. The magnetrons 12 of the different operating frequencies each have the same electrical operating parameters as anode voltage, heating voltage and heating current, so that the magnetrons 12 of the different operating frequencies can be operated with the same power supply 14, or only minor changes are required, which can be compensated with a few components are.

In der Zeichnungsfigur ist das Magnetron 12 der jeweiligen definierten Betriebsfrequenz mit einer Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 kombiniert. Dabei bildet das jeweilige Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz und die damit kombinierte Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 eine Einheit, wobei es sich versteht, daß die Mikrowellen-Einkoppeleinrichtungen 20 der Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen entsprechend unterschiedlich dimensioniert sind. Die mechanischen Abmessungen 18 der jeweiligen Einheit aus Magnetron 12 und Mikrowellen-Einkoppeleinrichtung 20 sind jedoch für die verschiedenen Magnetrone 12 der unterschiedlichen Betriebsfrequenzen gleich. Außerdem bleiben Lüfter, Transformatoren, Überwachungssysteme unverändert gleich, so daß es in vorteilhafter Weise nur erforderlich ist, den jeweiligen Anschlußkontakt 22, mittels welchem das Netzteil 14 mit dem jeweiligen Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz kontaktiert ist, zu lösen und das jeweilige Magnetron 12 einer bestimmten Betriebsfrequenz durch das gewünschte andere Magnetron 12 der anderen Betriebsfrequenz zu ersetzen. Unter Umständen können geringfügige Anpassungen erforderlich sein, wobei nur wenige zusätzliche Bauteile notwendig sind. Die wesentlichen Komponenten wie z.B. der Heiz- und der Hochspannungs-Transformator bleiben unverändert.In the drawing figure, the magnetron 12 of the respective defined operating frequency is combined with a microwave injection device 20. In this case, the respective magnetron 12 forms a unit operating frequency and the microwave input device 20 combined therewith, it being understood that the microwave input devices 20 of the magnetrons 12 of the different operating frequencies are dimensioned correspondingly differently. However, the mechanical dimensions 18 of the respective unit of magnetron 12 and microwave injection device 20 are the same for the different magnetrons 12 of the different operating frequencies. In addition, fans, transformers, monitoring systems remain the same, so that it is only necessary in an advantageous manner, the respective terminal contact 22, by means of which the power supply 14 is contacted with the respective magnetron 12 of a certain operating frequency, and the respective magnetron 12 a certain operating frequency by the desired other magnetron 12 of the other operating frequency replace. In some circumstances, minor adjustments may be required, with only a few additional components required. The main components such as the heating and high-voltage transformers remain unchanged.

Das erfindungsgemäße Mikrowellenofensystem ist also sowohl unter dem Gesichtspunkt einer gewünschten Leistungsänderung als auch unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Nachrüstbarkeit vorteilhaft.The microwave oven system according to the invention is thus advantageous both from the point of view of a desired change in performance and from the point of view of optimal retrofitting.

Claims

Microwave oven system comprising at least one magnetron (12) which has specific electrical operating parameters, such as operating frequency, anode voltage, heating voltage, heating current, and comprising a power supply part (14) for the at least one magnetron (12),
characterized
in that the at least one magnetron (12) with the specific operating frequency can be replaced by a magnetron (12) with another operating frequency, with the magnetrons (12) with the different operating frequencies being formed with the same mechanical dimensions (18) and it being possible to use the power supply part (14) in unchanged form for the different magnetrons (12) with the different operating frequencies.
Microwave oven system according to Claim 1,
characterized
in that the magnetrons (12) with the different operating frequencies are combined with respectively associated microwave injection devices (20).