DE1151611B

DE1151611B - HF-Strahlungsherd

Info

Publication number: DE1151611B
Application number: DES73453A
Authority: DE
Inventors: Hans Bobrowski; Dr-Ing Fritz Kaiser
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1961-04-13
Filing date: 1961-04-13
Publication date: 1963-07-18

Description

HF-Strahlungsherd Beim HF-Strahlungsherd arbeitet man mit Betriebswellenlängen, die im allgemeinen klein gegenüber den Abmessungen seines Garraumes sind. Sowohl durch Reflexion der Wände als auch durch den Einfluß des eingebrachten, zu erhitzenden Stoffes treten mehr oder weniger stark ausgeprägte Maxima bzw. Nullstellen der Feldstärke im Garraum auf. Dies hat eine ungleichmäßige Erhitzung des eingebrachten Stoffes zur Folge, was natürlich sehr unerwünscht ist.
Zur gleichmäßigen Erhitzung des in den Garraum eines HF-Strahlungsherdes eingebrachten Stoffes ist die Anwendung eines sogenannten Feldverteilungsrades bekannt, z. B. in der Form eines vor der HF-Einstrahlungsöffnung rotierenden mechanischen Propellers. Für den gleichen Zweck ist auch eine drehende Scheibe bekannt, auf der der zu erhitzende Stoff angeordnet ist. Auch ist es bekannt, den zu erhitzenden Stoff auf einer für die benutzten Wellenlängen strahlungsdurchlässigen Platte anzuordnen, unter welcher Resonatoren bewegt oder in ihrer Abstimmung so verändert werden, daß sie die Phase der zurückkehrenden Welle im Garraum um einen Mittelwert schwanken lassen.
Diese bekannten Anordnungen weisen alle den Nachteil auf, daß ein mechanischer Bewegungsantrieb erforderlich ist. Um den mechanischen Bewegungsantrieb zu vermeiden, ist es bekannt, die von einem einzigen HF-Generator gelieferte Strahlungsenergie in mindestens zwei Wege gabelförmig verzweigt und an getrennten Einstrahlungsstellen in den Hohlraum zu leiten.
Die Erfindung, welche einen HF-Strahlungsherd betrifft, ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Homogenisierung der Energieverteilung und zur allseitig gleichmäßigen Erhitzung von Stoffen in seinem Garraum zwischen dem die Einstrahlung der HF-Energie enthaltenden Teil und dem den zu erhitzenden Stoff enthaltenden Teil ein z. B. flächenförmiger Körper angebracht ist, der mit mindestens zwei Öffnungen versehen ist. Dabei kann der Körper aus leitendem Material oder aus Dielektrikum oder sowohl aus leitendem Material als auch aus Dielektrikum bestehen.
Als besonders vorteilhafte Durchbildung des z. B. flächenförmigen Körpers hat sich ein metallischer Rost erwiesen, der mit einem Emailleüberzug versehen ist. überraschenderweise hat sich bei Versuchen gezeigt, daß der Emailleüberzug gleichzeitig als sogenannte »Grundlast« für den HF-Generator, z. B. das Magnetron, dienen kann, d. h., bei Leerlauf, also bei Betrieb des Herdes ohne eingebrachtes Garungsgut, wird der HF-Generator geschützt. Ein derartiger Rost kann zusätzlich auch noch die Funktion eines weiteren Schutzes für den HF-Generator, z. B. das Magnetron, in der Weise darstellen, daß unzulässige Werte des Stehwellenverhältnisses verhindert werden. Die wahrscheinliche Erklärung für diese Wirkung eines derartigen z. B. rostartigen Körpers ist in seiner Wirkung als Polarisationsgitter zu sehen. Es hat sich gezeigt, daß durch unachtsames Einführen von Metallgegenständen (z. B. Backblech oder Metalltöpfe) in den Garraum als Folge von Reflexionen im Garraum ein unzulässig hohes Stehwellenverhältnis auftreten kann. Dies wird - wie experimentell ermittelt wurde - durch die erfindungsgemäße Anordnung eines flächenförmigen, z. B. rostförmigen Körpers weitgehend verhindert.
Es kann vorteilhaft sein, den Abstand der Roststäbe -bei einem rostförmigen Körper in der Größenordnung von einem Viertel der Betriebswellenlänge des HF-Generators zu wählen.
Bei den hierzu angestellten Versuchen hat sich herausgestellt, daß die optimale Lage des Rostes im Garraum, die am einfachsten experimentell ermittelt wird, nicht besonders kritisch ist und daß auch die Dicke der Roststäbe, die Abmessungen des Rostes, die Abstände der Stäbe, die Zahl der Rostöffnungen usw. in weiten Grenzen unkritisch sind. Diese Versuche, bei denen die Gleichmäßigkeit der Feldverteilung unter anderem mittels flacher Garungsproben geprüft wurde, ergaben eine so gute Gleichmäßigkeit des Feldes, wie es mit den anderen hierfür bekannten Mitteln kaum erreicht wurde. In vielen Fällen wird eine vorteilhafte Wirkung dadurch erzielt, daß das Dielektrikum mindestens teilweise aus Halbleitermaterial oder mindestens teilweise aus Bariumtitanat, z. B. in keramischer Form, besteht, das vorteilhaft Antimon oder seltene Erden als Zusätze enthält. Die vorteilhafte Wirkung derartiger Stoffe für den genannten Anwendungszweck beruht unter anderem darauf, daß Leitfähigkeit, Permeabilität und Dielektrizitätskonstante derartiger Stoffe temperaturabhängig sind.
Die Öffnungsweite der Löcher kann z. B. mindestens in einer Richtung ungefähr ein Viertel der Wellenlänge betragen. Der Körper selbst, der mindestens teilweise in Berührung mit der Garraumwand stehen kann, läßt sich als Rost oder als Sieb oder auch als metallische Fläche mit z. B. runden Löchern durchbilden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 den (aufgeschnittenen) Garraum eines HF=-Strahlungsherdes mit einem als Rost ausgebildeten Körper und Fig.2 einen Körper in Form eines Blechs mit runden Öffnungen.
In Fig. 1 ist der Garraum 1 eines HF-Strahlungsherdes mit vorn abgeschnittener Seitenwand dargestellt. An die Einstrahlöffnung bei A ist ein Hohlleiter 2 angeschlossen, an den das (schematisch dargestellte) Magnetron 3 angekoppelt ist. Zwischen der Einstrahlöffnung A und dem unteren, zur Aufnahme des zu erhitzenden Stoffes vorgesehenen Teil des Garraumes 1 ist ein Körper mit Öffnungen angebracht, der in dem in Fig. 1 dargestellten Fall als rostartiger Körper 4 durchgebildet ist und der mittels der Distanzstücke 5 und 6 an den Wänden des Garraumes gehalten ist.
Fig. 2 zeigt einen derartigen Körper, der aus einer Fläche 7 besteht, welche mit kreisrunden Löchern a versehen ist.
Es hat überraschenderweise gezeigt, daß mit derartigen, in einfacher Weise erstellbaren Mitteln eine für viele Zwecke ausreichende Homogenisierung der Feldverteilung im Garraum erreicht werden kann.
Die günstigste Lage des erfindungsgemäßen Körpers im Garraum richtet sich nach den jeweiligen baulichen Verhältnissen und läßt sich am einfachsten experimentell ermitteln.
Die Anbringung eines derartigen Körpers zwischen der Einstrahlstelle und dem zur Aufnahme des zu erhitzenden Stoffes vorgesehenen Teil des Garraumes ist auch dann vorteilhaft, wenn mehr als eine Einstrahlstelle vorgesehen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. HF-Strahlungsherd, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Homogenisierung der Energieverteilung und zur allseitig gleichmäßigen Erhitzung von Stoffen in seinem Garraum zwischen dem die Einstrahlung der HF-Energie enthaltenden Teil und dem den zu erhitzenden Stoff enthaltenden Teil ein z. B. flächenförmiger Körper angebracht ist, der mit mindestens zwei Öffnungen versehen ist.
2. HF-Strahlungsherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus leitendem Material besteht.
3. HF-Strahlungsherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Dielektrikum besteht.
4. HF-Strahlungsherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper teils aus leitendem Material, teils aus Dielektrikum besteht.
5. HF-Strahlungsherd nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mindestens teilweise aus Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Bariumtitanat, besteht, z. B. in keramischer Form mit Zusätzen von Antimon oder seltenen Erden.
6. HF-Strahlungsherd nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite der Löcher mindestens in einer Richtung ungefähr ein Viertel der Wellenlänge beträgt.
7. HF-Strahlungsherd nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mindestens teilweise in Berührung mit der Garraumwand steht. B.
HF-Strahlungsherd - nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper als Rost ausgebildet ist.
9. HF-Strahlungsherd nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper als Sieb ausgebildet ist.
10. HF-Strahlungsherd nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer z. B. mit runden Löchern versehenen metallischen Platte besteht.
11. HF-Strahlungsherd nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Metall mit einem Emailleüberzug versehen ist.