CN1329811A - 带有着色装置的微波炉 - Google Patents

Abstract

用于加热食物的微波炉,包括炉腔(4),负载区,用于把食物安排在炉腔中,微波单元,用于把微波馈送到炉腔中,以及着色装置(13),具有产生红外(IR)辐射的辐射装置(17)。着色装置还包括反射器(16),用来基本上向着负载区反射IR辐射。至少反射器的表面层是由非金属的、反射的和耐热的材料制成的。

Description

带有着色装置的微波炉

本发明涉及按照权利要求1的前叙的、带有着色(browning)装置的、用于加热食物的微波炉。

配备有着色装置的、用于加热食物的微波炉是早已有的。着色装置用来将食物表面着色，而基本的加热是由从微波单元馈送到食物的微波完成的。通常，着色装置包含产生红外(IR)辐射的全向辐射装置，与用于把IR辐射指向食物的金属反射面相组合。

烤架单元通常被安排在炉腔外面的烤架凸出部分上，以免干扰炉腔中的微波分布。为了允许IR辐射离开烤架凸出部分，在炉腔壁上必须安排一个开孔，但通过这个孔微波会不希望地从炉腔泄漏出。

瑞典专利申请9700280-2揭示了一种用于通过把烤架凸出部分和它的连接开孔被形成为具有这样的尺寸的波导以使得它在微波传播方面的特性允许该空间基本上是没有微波的，而阻止微波辐射泄漏到烤架凸出部分的装置和方法。

带有反射面的着色装置通常配备有保护装置，它防止油脂从食物飞溅出来，因为沉积在反射面上的油脂会严重地恶化它对IR辐射的反射，以及大量的IR辐射将被表面吸收。增加的吸收导致反射面温度增高，这又导致反射的进一步恶化。在着色装置前面的保护装置通常被设计为放置在反射器与炉腔之间的栅网。栅网可被设计来吸收来自烤架单元的IR辐射，以使得它达到高的温度。这导致在栅网周围的热区的形成，在其中油脂被燃烧，因此避免油脂沉积在反射器上，从而不恶化它的反射。

栅网的缺点在于，需要着色装置的增加的功率来补偿在保护栅网中的功率下降。这种增加的功率消耗应当被加到着色装置的高的功率消耗上。而且，当前可提供的微波炉常常需要两个着色装置来达到足够的IR反射效率。

另一个问题是还没有被现有技术解决方案完全消除的、微波辐射从炉腔到烤架凸出部分的泄漏。

再一个问题是在烤架凸出部分与炉腔之间的连接开孔干扰炉腔的电磁场分布。

因此，有需要提供一个带有较低的功率消耗的烤架单元的微波炉，其中着色装置被设计成使得它对炉腔中的微波的负面影响被减小以及热损耗被减小。

本发明的一个目的是提供一个带有其对微波炉的功能的负面影响被减小的烤架单元的微波炉。

本发明的另一个目的是提供一个带有减小的功率消耗和对冷却的减小的需要的微波炉，微波辐射从炉腔的泄漏也被减小。

这些目的是通过引言中提到的、具有权利要求1规定的那些特征的装置达到的。本发明的装置的另外的优选的特性在附属 阐述。

本发明的基本思路是对反射器使用耐热材料。

通过使用带有反射器的着色装置，反射器具有至少一个非金属的、耐热的反射材料的表面层，在辐射装置与反射器之间的距离可被做得比起其中使用金属反射器的情形小得多，因此着色装置也可以做得更小。按照本发明，优选地使用一种材料，它在典型地至少500℃，以及最好至少800℃的温度下保持它的反射性质。

而且，反射器被设计成达到总的改进的定向的效率。因此，避免来自辐射装置的直接辐射落在微波炉的门上。使用金属反射器时，在反射器与辐射装置之间的必要的大的距离将导致着色装置几何尺寸做得很大，才使得来自辐射装置的直接辐射不落在微波炉的门上。

按照本发明的一个方面，提供一种着色装置，它通过把辐射装置放置在反射器中，反射器被设计成屏蔽来自辐射装置的辐射，以使得辐射不落在微波炉门上，而基本上照射负载区。反射器具有凹形表面，其上有一个开孔。来自辐射装置的辐射在穿过开孔后将被扩散在一个角度内。该角度取决于开孔与辐射装置之间的距离。

反射器被设计成具有两个最好基本上平行的面和一个适当地弄圆的基底。反射器的这种设计从制造看来是有利的，导致相当好的反射特性。通过比起今天的反射器做得更窄和深的反射器，屏蔽来自辐射装置的直接辐射的可能性将被改进。

按照本发明的一个方面，着色装置被安排在炉腔顶部的后边缘处。这种安排使得着色装置尽管有利于IR辐射仍受到很好的保护而不受机械影响。

按照本发明的另一个方面，着色装置在炉腔顶部的后边缘处的安排，离门最远，与转盘上的食物的安排相组合。优选地，反射器被设计成使得转盘的最大辐射强度被发现在中心以外，以及优选地在转盘的中心与它的后边缘之间的中间部分。当转盘旋转时，在转盘的整个面上的平均辐射强度将基本上是均匀的。

在辐射源被扩展的情况下，来自辐射源的仅仅一部分辐射将在一定的方向上被屏蔽掉。照射到转盘上的直接辐射的强度，一方面取决于离辐射源的距离，另一方面取决于被屏蔽掉的辐射量。优选地，着色装置的设计和位置被安排成使得来自整个辐射装置的辐射所照射的表面被发现是在炉腔的后面部分。来自整个辐射装置的直接辐射所照射的表面也决定于，从表面的每个点到辐射装置的每个点有不穿过任何障碍的直射线。

替换地，着色装置可被安排在最靠近门的、炉腔的顶部的前边缘处，在这种情况下，来自整个辐射装置的直接辐射所照射的表面被定位在转盘的中心与前边缘之间。

按照本发明的再一个方面，着色装置被安排成在烤架凸出部分中有一个到炉腔的连接开孔。通过把反射器放置在靠近辐射装置，它的尺寸可以是很小的。对于小的尺寸的反射器，连接开孔可以很窄，这导致微波辐射从炉腔到烤架凸出部分和进一步到炉外的减小的泄漏。

烤架凸出部分有利地被安排在炉腔顶部的上面，在最远离门的、炉腔的后边缘处。

如果整个反射器由非金属材料制成，则反射器可被放置在炉腔中，而在炉腔中的微波不会被影响到相当大的程度。

按照本发明的再一个方面，至少在反射表面层中使用一种材料，以使得它至少反射50％和优选地70％的入射的辐射。

高的反射率按照本发明是通过至少用具有对IR辐射的高的折射率的介质材料的致密的纤维或颗粒制成反射器的表面层，而得到的。介质材料对于IR辐射的折射率至少是1.5，优选地是大于2。重要的是，反射器包括大量表面，其中发生折射或反射。类似的结果可以通过使得多个具有高的折射率的小的粒子扩散在具有低的折射率的材料中，或多个具有低的折射率的小的粒子扩散在具有较高的折射率的材料中，或而得到。然后将达到在小的粒子中的扩散。

按照本发明的一个方面，反射器的至少一个表面层基本上由氧化钙，硫酸钙，硅，硫酸钡，氧化锆或氧化钛制成。

按照本发明的一个方面，反射器的一个表面层基本上由氧化钙，硫酸钙，硅，硫酸钡，氧化锆和氧化钛的一组选择的混合物制成。

在氧化钙，硫酸钙，硅，硫酸钡和氧化钛的一组选择的混合物中，有可能还包括某些其它物质，用来改进表面层的机械特性。

按照本发明，通过使用具有在1100℃与1700℃之间的温度和优选地在1300℃与1500℃之间的温度，比起使用较低的温度的情形，将得到增加的辐射产量。通过提高温度，因此有可能在保持辐射功率的条件下减小辐射装置的辐射面。因此，辐射装置的尺寸可被减小，而且，只需要一个着色装置来得到足够的功率。因此，本发明装置将具有很大的优点，虽然略短的波长产生略差的烧烤效果。

按照本发明的一个方面，通过使用卤素灯或石英管等，产生高的灯丝温度。

按照本发明的另一个方面，使用一种具有低的热传导的材料，以便减小热传导到外壳。这减小冷却的需求，也给出反射器的表面温度可保持为高的优点，这导致溅射到反射器上油脂被烧掉。这造成自清洁功能，以及不需要保护栅格，它引起减小的功率损耗。反射器表面应当具有500℃的温度，以使得自清洁效果最佳化。

具有差的热传导的反射器表面的未预期的和惊人的优点在于，反射器达到高的温度，这使得它起到IR辐射器的作用，这导致增加的辐射区，因为在反射器中被吸收的辐射部分地辐射回来。辐射体的略低的温度，比起辐射装置的温度，导致来自辐射装置的辐射的波长处在按照烤架有利的范围。

当然，以上的方面被组合在同一个实施例中。

下面将参照附图描述本发明的详细的示例性实施例。

图1是按照本发明的实施例的、包括具有被安排在烤架凸出部分中的陶瓷反射器的着色装置的微波炉的透视图。

图2是按照本发明的实施例的反射器的详细的视图。

图3是按照本发明的实施例的、包括具有陶瓷反射器的着色装置的微波炉的炉腔的截面图。

图1显示按照本发明的优选实施例的微波炉1。微波炉具有外壳2，控制板3和被安排在外壳中的炉腔4。转盘5，是负载区，被安排在炉腔的基底上。转盘可沿着箭头6的方向旋转。炉腔的一个面包含门7，它在烹煮期间关闭炉腔。微波炉也配备有微波源8，用于产生频率为2.45GHz的微波，以及微波馈送装置9，用于把微波馈送到炉腔。通过所述的馈送装置，微波是通过被安排在炉腔的一个侧壁12上的两个开孔10和11被馈送的。着色装置13被安排在炉腔的后壁15处，在炉腔的顶部14上。着色装置13包括反射器16和具有一定的程度的辐射装置17。着色装置13被安排在炉腔的顶部上金属烤架凸出部分18中。在烤架凸出部分与炉腔之间，有一个连接开孔19(图2)。连接开孔是具有适合于着色装置的拉长的形状，以及具有两个平行面，被安排成它的长边基本上平行于门。连接开孔具有的宽度小于微波的半个波长。结果，从炉腔到烤架凸出部分基本上没有微波辐射的泄漏。着色装置被安排在炉腔的后边缘，这样被放置在转盘上的旋转的食物被IR辐射均匀地照射，以使得人的非故意接触着色装置的风险最小化。

图2是着色装置如何被安排在炉腔的顶部的放大图，而图3是被置于炉腔顶部的凹槽处的着色装置的截面图。反射器16由陶瓷材料制成，以及是带有凹座的平行的管状的形状。凹座具有一个开孔，其形状与连接开孔的形状基本上一致。凹座的深度典型地在10和100mm之间，优选地在20和40mm之间。凹座的宽度典型地在5和50mm之间，优选地在10和30mm之间。凹座的表面20是反射器的反射面。金属反射器支架包住反射器。反射器支架的短边22被形成为打算用于与辐射装置的电接触的口面。连接开孔的边缘23略向上弯曲，以及调整成与反射器的凹座的边缘相协调。

反射器的反射面具有两个基本平行的壁24。反射器被安排为它的平行壁与连接开孔的长边平行地延伸。在垂直于连接开孔的长边的平面上，反射器具有两个基本平行的边的形式。反射器被安排成来自整个辐射装置的直接辐射照射到的面位于转盘的中心与转盘的后边缘之间。这是在图3上由两条线25和25’显示的，它与转盘的相交部分规定了来自整个辐射装置的直接辐射照射到的表面。由于辐射强度取决于离辐射源的距离，直接辐射强度在靠近25’处将是它的最大值。

辐射装置17是圆柱形卤素灯，它包括在透明的外壳中的、被惰性气体包围的灯丝，它的直径典型地在2和30mm之间，优选地在5和15mm之间。通过使得电流流过灯丝，灯丝被加热到1300℃和1500℃之间。较高的温度将导致增加的辐射量。反射器的材料由具有高的折射率的介质的致密的纤维组成。优选地，反射器基本上由包含氧化钙，硫酸钙，硅，硫酸钡，氧化锆或氧化钛的、致密的纤维组成。反射器的表面在被IR辐射照射时将呈现为扩展的光源。对于在1和2μm(微米)之间的波长，反射器反射至少70％的入射的辐射，在这些波长上辐射装置具有最大的发射。反射器也用作为屏蔽物，防止IR辐射直接从灯照射到炉门或炉腔壁。这是由边沿的射线26和27显示的。图3显示来自卤素灯的直接辐射只照射在包含转盘在内的负载区。卤素灯被安排在离反射器相当远，反射器具有如上所述的位置和形式，以使得来自卤素灯的几乎所有的直接光线照射在反射器或炉腔的基底。反射器集中光线，在反射器中光线基本上以负载区的方向被反射。

反射器材料具有低的热传导性和高的温度稳定性，以及承受1000℃的温度。对于机械强度不会被高温减小以及对于在高温下保持它的反射性质来说，反射器是耐热的。这使得灯可被安排成接近于反射器的壁。在卤素灯与反射器之间的距离28典型地小于10mm，优选地小于5mm，以及有利地小到2mm。通过把凹座做得深和窄，反射器的开孔29可被做得很窄，这允许窄的连接开孔，这导致微波辐射到烤架凸出部分的非常小的泄漏。而且，反射器的尺寸可以很小，而同时可以防止来自卤素灯的直接辐射照射到炉门。由于尺寸很小，不需要大的烤架凸出部分。

在运行时，灯的辐射将被反射器的表面吸收。表面将被加热，直至温度高到使得通过灯的辐射被吸收的能力被从反射器反射的能力和借助于反射器引导到机壳外面的大大地减小的能力平衡为止。反射器的表面温度因此取决于反射器与灯之间的距离。距离被选择为使得反射器到达至少500℃的表面温度，这样，温度可以达到足够高到溅射到表面的油脂被烧掉。IR辐射然后也将从反射器表面被发射，它起到黑体辐射体的作用。

如上所述，边沿的射线26，27高到由来自卤素灯的直接光线溅射的区域。如果边沿的射线向后延长到反射器，则在边沿的射线26，27与反射器表面的交截部分之间的标记的区域30将规定一个区域，从该区域发射的IR辐射只投射到由来自灯的直接光线照射的同一个区域。从区域30以外的、反射器的其它部分发射的IR辐射部分也将投射到炉门和后壁。然而，反射器的最高温度被发现是在里面部分，因此，辐射强度在这一部分取它的最大值。具有以炉门或后壁充满的最大立体角的反射器部分31，是最靠近开孔的最冷的部分。

反射器的高的温度导致工作时溅射到反射器的油脂被自动烧掉。因此，反射器具有自清洁功能，所以在着色装置与炉腔之间不需要保护性栅网。

烤架装置可以替换地被安排在炉腔内与炉腔的顶部相连接。由于反射器由非金属材料制成，这样做是可能的。把烤架装置安排在炉腔内的优点是，不需要连接开孔，微波辐射会通过这个开孔泄漏。然而，这种配置对于灯的触点的设计会提出更高的要求，因为这些触点暴露于更高的场中。

在以上的实施例中，反射器被描述为均匀的陶瓷反射器，但替换地，仅仅表面层是由反射性耐热的材料制成的。

有几种材料适合于用作为反射器材料。对适当的反射器材料提出的要求是，它应当承受高的温度，具有热绝缘性质和反射IR辐射。满足这些要求的多种陶瓷材料是可供使用的。本领域技术人员获知，几种材料满足这些要求。

本领域技术人员获知，在本发明的范围内以上实施例有许多可能的变例。

Claims (13)

1.一种用于加热食物的微波炉(1)，包括

炉腔(4)，

负载区，用于把食物安排在炉腔中，

微波单元(8)，用于馈送微波到炉腔中，

着色装置(13)，具有产生红外(IR)辐射的辐射装置(17)和反射器(16)，

其特征在于，至少反射器的表面层是由非金属的、反射的和耐热的材料制成的。

2.如权利要求1中要求的微波炉，其特征在于，反射器在至少500℃和优选地至少800℃的温度下基本保持反射特性。

3.如权利要求1或2中要求的微波炉，其特征在于，

反射器具有凹座的形式，带有两个平行面和一个基底，以及

辐射装置具有在反射器内的这样的位置以及反射器具有相对于负载区的这样的位置，以使得基本上只有负载区被来自辐射装置的直接辐射照射。

4.如上述的权利要求的任一项中要求的微波炉，其特征在于，反射器反射1至2微米之间的波长的至少70％的入射的IR辐射。

5.如上述的权利要求的任一项中要求的微波炉，其特征在于，辐射装置包括灯丝，它由填充以惰性气体的透明的圆柱外壳包围。

6.如权利要求5中要求的微波炉，其特征在于，在外壳与反射器之间的距离典型地小于10mm，优选地小于5mm，以及有利地小于2mm。

7.如上述的权利要求的任一项中要求的微波炉，其特征在于，辐射装置具有在1300℃至1500℃之间的温度。

8.如权利要求3中要求的微波炉，其特征在于，它还包括装置(18)，规定在实际的炉腔以外的腔体，该腔体具有到炉腔的连接开孔(19)，以及着色装置被安排在该腔体中，连接开孔适合于凹座的宽度，以及连接开孔具有宽度小于微波的半波长的伸长的形状。

9.如上述的权利要求的任一项中要求的微波炉，其特征在于，非金属材料是陶瓷材料。

10.如权利要求1-8的任一项中要求的微波炉，其特征在于，非金属材料包含具有折射率大于1.5的介质材料的致密的颗粒。

11.如权利要求1-8的任一项中要求的微波炉，其特征在于，至少反射器的表面层基本上由氧化钙、硫酸钙、硅、硫酸钡、氧化锆或氧化钛材料之一制成。

12.如上述的权利要求的任一项中要求的微波炉，其特征在于，它还包括转盘，以及反射器被部分地安排在辐射装置的一部分与转盘的中心之间，以使得防止来自辐射装置的直接辐射照射到转盘的中心。

13.具有1300℃和1500℃之间的温度的辐射装置和由非金属的、反射的和耐热的材料制成的反射器，作为微波炉中的烤架单元被使用。

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