DE2948314A1

DE2948314A1 - Mikrowellenherd mit rotierbaren strahlern

Info

Publication number: DE2948314A1
Application number: DE19792948314
Authority: DE
Inventors: John Moses Osepchuk
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1980-06-12
Also published as: FR2443025B1; JPS5576592A; CA1134449A; IT1120881B; GB2039200A; GB2039200B; DE2948314C2; IT7950863A0; CH643932A5; FR2443025A1

Description

München, den 28. November 1979 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 267

Raytheon Company, l4l Spring Street, Lexington,MA 02173t Vereinigte Staaten von Amerika

Mikrowellenherd mit rotierbaren Strahlern

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenherd der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Bekannte Mikrowellenherde mit rotierbaren Strahlern erzeugen im Herdraum ein Multimode-Strahlungsmuster, d.h. ein Strahlungsdiagramm vom Mehrfachwellentyp, wobei dieses Strahlungsmuster durch eine Rückstrahlung bewirkende Vorrichtungen nach Art eines "Rührwerkes" gerührt werden. Die Wärmeverteilung ist in derartigen Herden jedoch im allgemeinen ungleichförmig, so daß ein in dem Herdraum befindliches Gargut regelmäßig gedreht oder bewegt werden muß, damit es gleichmäßig erhitzt wird.

Da bei derartigen Mikrowellenherden außerdem separate Strahlungsmuster Verwendung finden, die von unterschiedlichen aus einem rotierenden Hohlraum gespeisten öffnungen abgestrahlt werden, und sowohl der Hohlraum als auch die Öffnungen mit vergleichsweise großer Präzision hergestellt sein müssen, sind derartige Strahlungssysteme relativ teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellenherd mit rotierbaren Strahlern zu schaffen, dessen Strahlungssystem einfacher aufgebaut und damit preiswerter herzustellen ist und trotzdem eine gleichmäßigere

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Erwärmung des Gargutes bewirkt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Der Mikrowellenherd gemäß der Erfindung besitzt also eine Mehrzahl getrennter Strahlerelemente, die gemeinsam aus einem Bereich mit Hilfe von Übertragungsleitungen gespeist werden, welche leitfähige Elemente umfassen, die im Abstand von einer gemeinsamen Masseebene, beispielsweise den benachbarten Bereichen einer Wandung des Herdraumes angeordnet sind.

Die Ubertragungsleitungen zur Speisung der Strahlerelemente sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise als separate Mikrowellenstreifenleiter ausgebildet, die aus leitfähigen Streifen bestehen, welche im Abstand von einer Herdraumwandung angeordnet sind und diese Herdraumwandung als Masse-ebene verwenden.

Die Streifen aus leitfähigem Material sind vorzugsweise elektrisch mit einem Leiter verbunden, der sich durch eine öffnung der die Masseebene bildenden Herdraumwandung erstreckt. Im Betrieb bewegen sich die elektrischen Leiter relativ zu der Herdraumwandung, die als gemeinsame Masseebene dient.

Die eigentlichen Strahlerelemente werden vorzugsweise von Verlängerungen der Leiter gebildet, die gegenüber der die gemeinsame Masseebene bildenden Herdraumwandung abgewinkelt sind.

Die Strahlerelemente können in höchstunterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie können sich z.B. teilweise parallel zu der Masseebene erstrecken und Teile umfassen, die unterschiedliche Richtungen zur Masseebene aufweisen. Vorzugsweise besitzen die Strahlerelemente Je-

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doch Abschnitte, die sich in unterschiedlichen Abständen und Richtungen von der Rotationsachse der Strahlerstruktur befinden.

Obwohl die Rotationsachse der Strahlerstruktur vorzugsweise senkrecht zu der betreffenden Herdraumwandung angeordnet ist, kann sie auch geneigt zu ihr verlaufen.

Die Mikrowellenenergie wird dem Strahler vorzugsweise von einer außerhalb des Herdraumes angeordneten Quelle zugeführt. Dazu kann ein von einem Magnetron gespeister Wellenleiter dienen, in welchen ein Leiter von dem Strahlersystem durch die Herdraumwandung hineinragt. Der Leiter kann durch außerhalb des Wellenleiters befindliche Antriebsmittel, beispielsweise einen Motor in Rotation versetzt werden. Außerdem kann der Leiter unmittelbar als Tragelement für den eigentlichen Strahler dienen. Der den Strahler tragende Leiter kann auch unmittelbar von der Ausgangsstruktur eines Magnetrons gebildet sein, die sich durch eine Öffnung der Herdraumwandung in den Herdraum erstreckt.

Die Längen der Streifenleiter zur Zuführung der Mikrowellenenergie und der von ihnen gespeisten Strahlerelemente können beliebig sein. Diejenigen Teile von ihnen, die sich in irgendeiner bevorzugten Richtung in den Herdraum erstrecken, sind vorteilhafterweise kürzer als die (im freien Raum gemessene) Wellenlänge der Mikrowellenenergie.

Das Strahlersystem kann in einen herkömmlichen Mikrowellenherd mit zusätzlichen elektrischen Heizelementen eingebaut sein. Elektrische Heizelemente, beispielsweise Heizstäbe, können beispielsweise im Bereich der Bodenwandung des Herdraumes angeordnet sein und ein aus einem Wellenleiter über eine Koaxialleitung mit Mikrowellenenergie gespeistes Strahlersystem umgeben. Alternativ

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kann auch eine Zusatzheizung durch Konvektion heißer Luft vorgesehen sein, wobei ein Heizelement oder ein Gasbrenner außerhalb des Herdraumes Dampf erhitzen, der durch den Herdraum zirkuliert.

Die Strahlerstruktur ist vorzugsweise auf einem festen Isolierstoffkörper angeordnet. Dies kann ein Kunststoffkörper sein, wenn keine zusätzliche Heizung verwendet wird, oder ein Keramikkörper, wenn zusätzliche Heizleistung durch Heizstabeinheiten oder außerhalb des Ofenraumes angeordnete Gaserhitzer vorhanden sind.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Mikrowellenherd gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Schnitt ist längs der Linie 1-1 von Fig. 2 genommen.

Fig. 2 zeigt einen Transversalschnitt des Mikrowellenherdes längs der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Mikrowellenherd mit Zusatzheizung in Form von Brat- und/oder Backheizelementen,

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3,

Fig. 5 zeigt einen Transversalschnitt des Mikrowellenherdes mit geöffneter Tür längs der Linie 5-5 von Fig. 3»

Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt entsprechend der Linie 6-6 von Fig. 1 für ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Strahler di-

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rekt von der in den Herdraum hineinragenden Ausgangsstruktur eines Magnetrons getragen und durch ge· gen Teile des Strahlers gerichtete Luft in Rotation versetzt wird,

Fig. 7 zeigt einen Transversalschnitt entsprechend der Linie 7-7 von Fig. 6.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Mikrowellenherd ist in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Er besitzt eine mit einer Ummantelung aus leitfähigem Material, beispielsweise aus Edelstahl oder mit einem Keramiküberzug versehenem Stahl bestehende Ummantelung, die den eigentlichen Herdraum 12 umschließt. Eine Zugangsöffnung des Herdraumes ist von einer Tür 14 verschlossen, die gegenüber den Wandungen des Herdraumes 12 mit einer Dichtung abgedichtet ist, welche eine Mikrowellensperre beinhaltet, wie sie beispielsweise in der US-PS 37 67 844 beschrieben ist. Die von einer als Magnetron 16 ausgebildeten Quelle gelieferte Mikrowellenenergie wird über einen Wellenleiter 18 einem Leiterelement 20 zugeführt, das sich durch eine öffnung 22 in der unteren W_andung des Wellenleiters 18 und die obere Wandung 24 des Herdraumes 12 erstreckt.Das in dem Wellenleiter 18 liegende obere Ende des Leiterelementes 20 ist über ein aus einem Isolierwerkstoff bestehendes Kupplungsglied 28 mit einem Motor 26 verbunden. Das Kupplungsglied 28 erstreckt sich durch eine in der oberen Wandung des Wellenleiters 18 angebrachte öffnung zu dem Motor 26. Die Größe dieser öffnung ist wesentlich kleiner als die halbe Wellenlänge der Mikrowellenenergie in dem Kupplungsglied 28. Eine (nicht dargestellte) Viertelwellenlängen-Drossel kann das Kupplungsglied 28 zwischen dem Wellenleiter 18 und dem Motor 26 umgeben. Das Kupplungsglied 28 wird von dem Motor 26 in Rotation versetzt und treibt seinerseits das Leiterelement 20 an.

Die Mikrowellenenergie, die eine Frequenz von beispiels-

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weise 2,45 GHz besitzt, breitet sich von der Ausgangssonde 30 des Magnetrons 16 durch den Wellenleiter 18 und über das Leiterelement 20 in den Herdraum 12 aus, wobei eine Impedanzanpassung des Wellenleiters 18 an das Magnetron 16 durch geeignete Positionierung einer den Wellenleiter abschließenden Kurzschlußplatte 32 hergestellt wird. Auf Grund dieser Impedanzanpassung ergibt sich in bekannter Weise eine maximale Leistungsabgabe für das Magnetron 16. Das andere Ende des Wellenleiters 18, in dessen Nachbarschaft das Leiterelement 20 in den Wellenleiter hineinragt, 1st durch geeignete Positionierung der Kurzschlußplatte 34 an die Impedanz des Leiterelementes 20 angepaßt. Die Position der Kurzschlußplatte 34 ist so gewählt, daß eine Anpassung an die von dem LeiteraLement 20 in den Wellenleiter 18 transformierte Impedanz eines Strahlersystems 36 gegeben ist, das an dem in den Herdraum 12 ragenden Ende des Leiterelementes 20 angebracht ist. Die durch die Positionierung der Platten 32 und 44 gegebene Impedanzanpassung ist vorzugsweise so gewählt, daß das Magnetron bei einer Betriebsspannung von beispielsweise 4000 V zwischen Anode und Kathode Mikrowellenenergie mit größtmöglichem Wirkungsgrad zu dem in dem Herdraum 12 befindlichen Strahlersystem 36 überträgt.

Das Strahlersystem 36 umfaßt eine aus Isolierwerkstoff bestehende Trägerplatte 38, auf der flache Metallstreifen 40 angebracht sind. Die Breite dieser Metallstreifen 40 liegt beispielsweise zwischen 0,5 und 2,5 cm. Sie erstrecken sich von dem Leiterelement 20 radial nach außen und sind elektrisch mit ihm verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei derartige Streifen 40 vorgesehen. Ihre Anzahl kann selbstverständlich auch grosser oder kleiner sein. Die Längen der Streifen 40 sind unterschiedlich, während ihr gegenseitiger Winkelabstand gleich ist. Dieser Winkelabstand kann auch unterschiedlich sein.

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Die äußeren Enden der Streifen 40 sind nach unten zu Strahlerelementen aus Leitermaterial ausgebogen, die als separate Strahler wirken. Die Länge dieser Strahlerelemente entspricht vorzugsweise im wesentlichen einem Viertel der Wellenlänge der von dem Magnetron 16 erzeugten Mikrowellenenergie. Die Länge der Strahlerelemente kann jedoch auch ein ganzzahliges Vielfaches dieser Viertelwellenlänge sein.

Der Abstand der Streifen 40 von der oberen Wandung 24 des Herdraumes 12 ist so gewählt, daß zur Übertragung von Mikrowellen geeignete Streifenleitungen entstehen, wobei die Impedanz jeder Leitung zwischen 75 und 300 Ohm liegt, so daß sie insgesamt an ihrem Verbindungspunkt mit dem Leiterelement 20 eine zwischen 25 und 100 0hm liegende Impedanz bilden. Die Breite der Streifen 40 liegt - wie erwähnt - zwischen 0,5 cm und 2,5 cm und ihr Abstand von der oberen Wandung 24 ist geringer als ihre durchschnittliche Breite. Wenn das Leiterelement von dem Motor 26 in Rotation-versetzt wird, drehen sich die einzelnen Streifen 40 und die von ihnen gespeisten Strahlerelemente 42 um eine durch das Leiterelement 20 verlaufende Achse. Der Isolierstoffkörper bildet eine Lagervorrichtung in der oberen Wandung des Wellenleiters 18 und verhindert eine Seitenbewegung des Strahlers

Die Streifen 40 wirken zusammen mit dem benachbarten Teil der oberen Wandung 24 des Herdraumes12 als individuelle Streifenleitungen zur Mikrowellenübertragung.Die öffnung 22 wirkt zusammen mit dem Leiterelement 20 als koaxiale Einspeisung von dem Wellenleiter 18 in den Herdraum 12, wobei die Mikrowellenenergie sich radial nach außen in Richtung der Mikrowellenübertragungsstreifenleitungen ausbreitet, während die Wandung 24 als Masseebene für diese Streifenleitungen dient und die einzelnen Streifen 40 bewegbare Leiterelemente der Streifenleitungen bilden, die mit dieser ortsfesten Masseebene

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24 zusammenwirken. Es konnte beobachtet werden, daß der größte Teil der Mikrowellenenergie des Hagnetrons 16
auf diese Weise von den Strahlerelementen 42 als separate Strahlungsmuster abgestrahlt wird, wobei Jedes dieser Muster in jedem Zeitpunkt eine wesentliche Komponente
besitzt, die nach unten in Richtung auf eine beispielsweise von einem in dem Herdraum 12 befindlichenuargut
gebildete Last gerichtet ist. Durch Drehung des Strahlersystems 36 entstehen viele zusätzliche Schwinungsmoden in dem Herdraum 12, so daß sich im wesentlichen eine Wärmeverteilung ohne "Kältezonen" ergibt und das Gargut 44 während des Garzyklus weder gewendet noch sonstwie
in seiner Position verändert werden muß.

Da ferner ein wesentlicher Anteil der von den Elementen 42 abgestrahlten Mikrowellenenergie zunächst auf das Gargut 44 auftrifft, bevor es von den Wandungen des Herdraumes 12 reflektiert wird, ist die Übertragung der Mikrowellenenergie von dem Magnetron 16 zu dem Gargut 44
überaus effizient.

Das Strahlersystem 36 sendet gleichzeitig drei unterschiedlich gerichtete Strahlungsmuster in den Herdraum, die unterschiedlich polarisiert sind und unterschiedliche Abstände von der Rotationsachse des Strahlersystems

36 besitzen, so daß sich in dem Herdraum unterschiedliche ringförmige Strahlungsmuster ausbilden, wobei grössere Anteile der Mikrowellenenergie vorzugsweise in dem zentralen Bereich des Herdraumes wirksam sind. Obwohl
ein Teil der Strahlung unmittelbar von den Streifenleitern 40 ausgeht, ist durch geeignete Bemessung des Abstandes zwischen diesen Streifenleitern 40 und der Wandung 24 derart, daß die elektrisch wirksame Distanz wesentlich kleiner ist als der vierte Teil der der Frequenz des Magnetrons 16 entsprechenden Wellenlänge sichergestellt, daß der größte Teil der von dem Magnetron 16 in den Herdraum 12 eingespeisten Mikrowellenenergie

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von den Strahlerelementen 42 abgegeben wird.

Das vorangehend beschriebene im Vergleich zu bekannten Strahlersystemen wenig aufwendige und infolgedessen relativ preiswert herzustellende Strahlersystem vermag Spitzenleistungen von beispielsweise 1 KV in den Herdraum abzustrahlen und bietet dartiberhinaus eine bessere Heizleistungsverteilung innerhalb des Herdraumes.

Die Strahlerelemente 42 sind durch ein aus Isolierstoff bestehendes Abschirmten 46 geschützt, das sich unterhalb des Strahlersystems 36 befindet und mögliche Berührungen des Strahlersystems 36 mit dem Gargut oder Behältern, in denen dieses sich befindet, verhindert.

Es 1st eine Gebläsekonstruktion 48 vorgesehen,die dem Magnetron 16 Kühlluft zuführt und einen Teil derselben durch öffnungen in der Endplatte 32, durch die öffnung 22 sowie durch öffnungen in der Schirmung 46 in den Herdraum bläst, so daß keine Kochdämpfe in dem Wellenleiter 18 und auf der Strahl er struktur 30 kondensieren. Die in den Herdraum •ingeblasene Luft kann durch eine öffnung 50 abgesaugt werden. Diese ist durch ein Gitter 52 abgedeckt, das in bekannter Weise ein Entweichen von Mikrowellenenergie aus dem Herdraum 12 verhindert.

Die auf dem Boden des Herdraumes 12 liegende Glasschale zur Aufnahme des Gargutes 44 stellt eine Last für die Mikrowellenenergie dar. Als Mindestlast, die für den Fall, daß sich in dem Herdraum kein Gargut befindet, unzulässig starke Reflektionen von Mikrowellenenergie zurück zu dem Magnetron 16 verhindert, ist eine derartige Schale 54 nicht erforderlich. Stattdessen können die Mikrowellenstreifenleiter 40 unterschiedliche Längen aufweisen, die so bemessen sind, daß die Anteile der von der Ummantelung des Herdraumes 12 zu den Strahlerelementen 42 reflektierten Mikrowellenenergie mit unterschiedlichen Phasenlagen zu

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dem Leiter 20 gelangen und sich in diesem im wesentlichen auslöschen, so daß der Betrag der aus dem Herdraum 12 zurück zu dem Magnetron 16 reflektierten Mikrowellenenergie verringert wird, wenn nur kleine Lasten erhitzt werden sollen.

Der in Fig. 3 und 4 dargestellte Mikrowellenherd ist in seiner Gesamtheit mit 60 bezeichnet. Er besitzt einen von einer Ummantelung aus leitfähigem Material umgebenen Herdraum 62 mit einer Tür 64, durch die ein Gargut 66 in den Herdraum 62 eingebracht werden kann. Das Gargut 66 kann beispielsweise auf einem Metallgitter 681agern, dessen Position sich in bekannter Weise einstellen läßt. Zu diesem Zweck wird das Metallgitter 68 zwischen Vorsprünge 70 eingeschoben, die in unterschiedlichen Höhen in den Seitenwandungen des Herdraumes 62 angebracht sind. In der Mitte des Metallgitters 68 befindet sich eine Keramikplatte 72. Auf dieser ruht eine Schüssel 74, die vorzugsweise aus/Mikrowellenenergie durchlässigem Material besteht. In der Schüssel 74 befindet sich das Gargut 66.

In der Nähe der Bodenwandung des Herdraumes 62 befindet sich eine Strahlerstruktur 76. Sie umfaßt eine Mehrzahl metallisch leitender Glieder 78, die jeweils mit einem metallischen Strahlerelement 80 verbunden sind. Diese Strahlerelemente 80 können als Verlängerung der Glieder 78 ausgebildet sein. Ein Innenleiter 82 einer Koaxialleitung 84 ist mit den Gliedern 78 verbunden, die sich radial nach außen zu den Strahlerelementen 80 erstrecken. Die Koaxialleitung 84 ragt durch die Bodenwandung des Herdraumes 62 in einen Wellenleiter 88. Der Innenleiter 82 erstreckt sich durch den Wellenleiter 88 und ist in diesem in einem aus Isolierstoff bestehenden Lager gelagert, das in einer Mikrowellensperre 90 aus leitfähigem Material gehaltert ist. Eine Verlängerung des Innenleiters 82, die nach unten aus dem Wellenleiter 88 herausragt, ist mit einem Motor 92 gekuppelt und kann von diesem zusammen mit dem

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Strahler 76 In Rotation versetzt werden. Ein Magnetron 94 erzeugt Mikrowellenenergie mit einer Frequenz von 2,45 GHz, die sich durch den Wellenleiter 88 und die Koaxialleitung 84 zu den als Streifenleiter wirkenden leitfähigen Gliedern 78 ausbreitet. Die Streifenleiter 78 erstrecken sich mit unterschiedlichen radialen Winkeln parallel zu der Bodenwandung des Herdraumes 62 nach außen zu den Strahlerelementen 80. Die Streifenleiter befinden sich vorzugsweise in einer Ebene, die von der aus leitfähigem Material bestehenden ortsfesten Bodenwandung des Herdraumes 62 einen Abstand besitzt, der kleiner ist als der vierte Teil der effektiven Wellenlänge der in den Herdraum 62 abgestrahlten Mikrowellenenergie. Die leitfähigen Glieder 78 sind vorzugsweise flache Streifen mit einer Breite zwischen etwa 0,5 cm und etwa 2,5 cm und bilden getrennte Übertragungsleitungen, deren Impedanzen durch den effektiven elektrischen Abstand von der genannten Bodenwandung des Herdraumes 62 gegeben sind. Die äußeren Enden der leitfähigen Glieder 78 sind mit einem stumpfen Winkel von beispielsweise 45° nach oben abgewinkelt und bilden mit ihren Endbreichen die Strahlerelemente 80, deren Länge beispielsweise im wesentlichen den vierten Teil der Wellenlänge entspricht. Die Strahlerelemente 80 strahlen in getrennten Strahlungsmustern in Richtung auf das Gargut 66. Wenn der Strahler 76 von dem Motor 92 gedreht wird, bilden die Strahlungsmuster der Strahlerelemente 80 eine ringförmige Strahlungsverteilung, deren Achsen mit der Rotationsachse des Strahlers 76 zusammenfallen. Wegen der unterschiedlichen Abstände der Strahlerelemente von dieser Rotationsachse und infolge der Abwinkelung der Strahlerelemente gegenüber der Rotationsachse besitzen die ringförmigen Strahlungsmuster unterschiedliche Größen und/oder Formen. Durch geeignete Auswahl der Abstände der Strahlerelemente 80 von der Rotationsachse und ihrer Neigungen zu ihr kann die Durchschnittsintensität der Wärmeverteilung in den Zentren der ringförmigen Strahlungsmuster bestimmt werden. Die Durch-

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Schnittsintensität der Wärmeverteilung ist im Zentrum vorzugsweise etwas größer als in Richtung auf die Seitenwandungen .

Über dem Strahler 76 und im Abstand von ihm befindet sich eine keramische Abdeckung 96, die auf Höckern 98 gelagert ist, die an der Bodenwandung des Herdraumes 62 angeformt sind, so daß der Strahler gegen Spritzer aus dem Gargut 66 und aus der Schüssel 74 herabtropfende oder -fallende Teile geschützt ist.

Ein Gebläse 100 bläst Luft durch die Kühlrippen des Magnetrons 94 und kühlt damit dessen Anode. Von dort gelangt die Kühlluft durch öffnungen 102 in der Seitenwandung des Wellenleiters 88 in dessen Innenraum und durch die Koaxialleitung 84 in den Herdraum 62 und unter die Kanten der Abdeckung 96 zwischen die Hocker 98. Die in den Herdraum eindringende Luft kann durch eine vergitterte Auslaßöffnung 104 in der oberen Wandung entweichen, die mit einem pyrolytischen Reinigungselement 106 verbunden ist, so daß die Herddämpfe pyrolisiert werden, bevor sie in den Außenraum abgegeben werden.

Neben der vorangehend beschriebenen Mikrowellenheizung besitzt der dargestellte Herd zusätzliche Heizelemente. Es handelt sich um eine in der Nähe der oberen Wandung des Herdraumes angebrachte Heizstabeinheit 108 zum Grillen und eine die Schüssel 74 umgebende und im Abstand von ihr angeordnete an der Bodenwandung des Herdraumes gehalterte Heizstabeinheit 110 zum Backen. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist der Herdraum von einer Wärmeisolierung 112 umgeben. Das Gebläse 100 ist vorzugsweise sowohl dann eingeschaltet, wenn die konventionellen Heizelemente 108 und 110 wirksam sind als auch dann, wenn die Mikrowellenheizung in Punktion ist, so daß die Abdeckung 96 luftumspült ist und ihre Temperatur unterhalb der etwa zwischen 350 und 425° C liegenden Erweichungstemperatur bleibt,

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wenn die sie in einem Abstand von etwa 3cm umgebende Heizstabeinheit 111 auf Temperaturen von mehr als 500° C erhitzt wird.

An der Türe 64 ist eine Mikrowellensperre 114 angeformt. Außerhalb des Bereiches dieser Mikrowellensperre 114 befindet sich eine hochtemperaturfeste Dampfdichtung 116* Kochdämpfe können infolgedessen ausschließlich durch die Auslaßöffnung 104 in den Außenraum entweichen. Eine Klinke 118 verhindert, daß die Tür 64 geöffnet werden kann» während der Herd in Betrieb ist.

Oberhalb der oberen Wandung des Herdraumes 62 befindet sich eine Lampe 120 zur Beleuchtung des Herdraumes. Sie ist von diesem durch eine durchscheinende Keramikscheibe 122 und einen fUr Mikrowellen undurchlässigen Schirm abgetrennt. Ferner können Kochplatten 126 und die ihnen zugeordneten Steuermittel vorgesehen sein. Die gerichtete Wärmeverteilung des Strahlers 76 kann in Kombination mit den konventionellen Heizelementen 108 und/oder 110 verwendet werden, um die Garzeit zu verkürzen und Jeden gewünschten Koch- und/oder Oberflächenbräunungsgrad des Gargutes zu erzielen.

In Fig. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es handelt sich um einen Mikrowellenherd 130_f dessen von einer Ummantelung aus leitfähigem Material umgebener Herdraum mit 132 bezeichnet ist. Dieser Herdraum 132 besitzt eine Tür 136, durch welche ein Gargut 138 in den Herdraum 132 eingebracht werden kann. Ein mit einer Frequenz von 2,43 GHz arbeitendes Magnetron 140 bildet eine Mikrowellenquelle zur Erwärmung des Herdraumes 132. Der Ausgang 142 des Magnetrons 140 ragt durch die obere Wandung 144 des Herdraumes 132 durch. Der Ausgang 142 beinhaltet einen Leiter 146, der sich innerhalb eines Keramikzylinders 180 befindet und der in bekannter Weise mit einer Ausgangskappe 150 verbunden ist.

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Diese Ausgangskappe 150 trägt eine in dem Herdraum 132 befindliche Strahlerstruktur 152. Letztere umfaßt eine aus Isolierstoff bestehende Platte 154, die an ihrer Unterseite eine Mehrzahl von leitfähigen Gliedern 156 trägt, über welche metallische Strahlerelemente 158 gespeist werden. Die leitfähigen Glieder 156 sind mit ihren inneren Enden miteinander verbunden und ruhen auf einer dünnen Isolierstoffscheibe 160, die ihrerseits auf einer Metallscheibe 162 angeordnet ist. Diese Metallscheibe 162 ist an einem metallischen Leiter 164 befestigt. Dieser Leiter 164 erstreckt sich durch die Isolierstoffplatte 154 und 1st mit Hilfe einer Federklemme 166 an der aus leitfähigem Material bestehenden Kappe 150 der Ausgangsstruktur 142 befestigt. Infolgedessen ist die die Leiter 156 und die Strahlerelemente 158 tragende Scheibe 154 um den Leiter 164 frei drehbar. Eine wirksame elektrische Verbindung zwischen der Ausgangskappe 150 und den metallischen Leiterelementen 156 ist durch die Isolierstoffscheibe 160 gewährleistet, die bei der Frequenz der Mikrowellen als niederohmiger kapazitiver Koppler wirkt. Auf Wunsch kann auch ein galvanischer Kontakt zwischen der Trägerscheibe 162 und den Elementen I56 vorgesehen sein. Wenn für die dünne Lagerscheibe 16O Jedoch ein Isolierstoff material, beispielsweise Mylar oder Nylon verwendet wird, ergeben sich bessere Gebrauchseigenschaften und ein geringerer Verschleiß.

Ein Gebläse 168 bläst Kühlluft über an der Anode des Magnetrons 140 befestigte Kühlrippen und von dort über eine Leitung 170 und in der oberen Wandung 144 des Herdraumes 132 angebrachte öffnungen 172 in eine Kammer 174 mit einem düsenartig geformten Ausgangsbereich 176, der die Luft tangential gegen den Umfang der Isolierstoffscheibe 154 richtet. Die Luft trifft auf eine Vielzahl von aus Isolierstoff bestehenden Schaufeln 178, die am Rand der Isolierstoff scheibe 154 befestigt sind, so daß letztere um das Leiterelement 164 rotiert. Die Kammer 174 ist an der

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oberen Wandung 144 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 180 befestigt. Sie kann jedoch auch einstückig mit einem aus Isolierstoff bestehenden Abdeckteil 182 ausgebildet sein, das sich unterhalb der Strahlerstruktur 152 befindet und von Vor Sprüngen 184 getragen wird. Die Luft tritt durch in der Abdeckung 182 angebrachte öffnungen 186 in den Herdraum 132 ein und verläßt ihn durch eine (nicht dargestellte) mit einer Abschirmung versehene Auslaßöffnung, so daß Kochdämpfe aus dem Herdraum abgeleitet werden. Die leitfähigen Glieder 156 sind flache Streifen, die in einer Ebene liegen, die parallel zur oberen Wandung 144 des Herdraumes 142 verläuft und von dieser einen Abstand hat, der kleiner ist als der vierte Teil der elektrisch wirksamen Wellenlänge der Mikrowellenenergie. Die Breite der Glieder 156 ist so bemessen, daß eine Impedanzanpassung an die Ausgangsstruktur 152 des Magnetrons 140 gegeben ist, die einen Betrieb des Magnetrons mit optimaler Effizienz ermöglicht. Der genannte Abstand ist vorzugsweise kleiner als ihr Abstand von der Wandung 144.

Das Gargut 138 ruht auf einer Glasschale 188. Es kann jedoch auch ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auf einem Metallgitter gelagert sein. Außerdem können zusätzliche Wärmequellen in Form von Heißluft oder in Form einer in dem Herdraum angeordneten Heizstabeinrichtung zur Bräunung des Gargutes vorgesehen sein.

Die Größe, die Form und die Orientierung der Strahlerelemente können selbstverständlich von den dargestellten AusfUhrungsbeispielen abweichen. Außerdem können mehr als drei Mikrowellen-Streifenleiter und Strahlerelemente verwendet werden.

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L e e r s e i t e

Claims

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Patentansprüche

' 1. Mikrowellenherd mit einem von einer Ummantelung aus leitfähigem Material umgebenen Herdraum sowie mit einer Vorrichtung zur Einspeisung von Mikrowellenenergie in den Herdraum, die einen durch eine öffnung in der Wandung des Herdraumes ragenden Leiter umfaßt, an dem rotierbare Strahler angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Leiter (20) über eine Mehrzahl von Übertragungsleitungen (40) mit getrennten metallischen Strahlerelementen (42) gekoppelt ist.
2. Mikrowellenherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive elektrische Länge der Strahlerelemente (42) im wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen des vierten Teiles der Wellenlänge der Mikrowellenenergie entspricht.
3. Mikrowellenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (18) zur Übertragung der Mikrowellenenergie einer Mikrowellenquelle (16) zu dem genannten Leiter (20) sowie eine Vorrichtung zur Drehung der Strahlerelemente (42) um eine durch den Leiter (20) verlaufende Rotationsachse vorgesehen sind.
4. Mikrowellenherd nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitungen (40) Glieder (40) aus leitfähigem Material beinhalten, die im Abstand von einer ortsfesten Masseebene (24) angeordnet sind, wobei dieser Abstand kleiner ist als der vierte Teil der wirksamen Wellenlänge der Mikrowellenenergie.
5. Mikrowellenherd nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (40) aus leitfähigem Ma-

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terial mit den Strahlerelementen (42) verbunden sind und zusammen mit ihnen rotieren.
6. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Herdraum (12) eine durch eine Tür (14) verschließbare Zugangsöffnung besitzt und daß die genannten Glieder (40) aus leitfähigem Material aus Streifenleitern zur übertragung von Mikrowellenenergie bestehen.
7. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenleiter (40) von dem gemeinsamen Leiter (20) getragen und über ihn gespeist werden und ihrerseits Tragteile für die Strahlerelemente (42) bilden und daß die als Übertragungsleitungen dienenden Streifenleiter unterschiedliche Länge besitzen und im Abstand von einer Wandung (24) des Herdraumes (12) angeordnet sind, derart daß sie zusammen mit dieser Wandung (24) getrennte Übertragungsleitungen darstellen.
8. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich von einem mit Mikrowellenenergie gespeisten Bereich aus erstreckenden leitfähigen Glieder (40) der Übertragungsleitungen Strahlerelemente (42) mit unterschiedlicher Polarisation speisen.
9. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Streifenleiter ausgebildeten übertragungsleitungen einen gemeinsamen Verbindungspunkt besitzen, über welchen die Mikrowellenenergie eingespeist wird.
10. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die übertragungsleitungen bildenden leitfähigen Glieder (40)

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sich in unterschiedlichen Winkeln und mit unterschiedlicher Länge von dem gemeinsamen Einspeisungspunkt der Mikrowellenenergie nach außen erstrecken.
11. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerelemente (42) von den Enden der leitfähigen Glieder (40) getragen oder von diesen gebildet werden.
12. Mikrowellenherd nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Wandung (24) des Herdraumes (12) und den flachen leitfähigen Gliedern (40) gebildeten Übertragungsleitungen eine Breite besitzen, die zwischen etwa 0,5 cm und etwa 2,5 cm liegt.