Микроволновая печь
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
.Т. Элект; Радио и ке СВЧ я нагре Изобрет нагрева и мо ва пищевых Известна ставляющая ный резонато в 5-6 раэ прение отн жет исп продуктконстр собой р. лине вы шают осится к тех ольэоваться кция СВЧ-печ рямоугольный ные размеры к длину волны ге пред- бьеморого ераторо ны ра.В вать н вследс ных ви зонат неодно таком р ескольк твие ин дов коле оре мо родно. зонаторе может с типов колебаний ерференции полей аний суммарное п жет быть суще щество Однако различ ле в ре- твенно Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ(56) Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. - М Радио исвязь, 1981, с.50,Патент Великобритании М 1291763, кл.Н 5 Н, опублик, 1912.Пчельников Ю.Н., Свиридов Вроника сверхвысоких частот. - М.связь, 1981, с.50, рис.34.(54) МИКРОВОЛ НОВАЯ ПЕЧЬ(57) Использование: в технике СВЧ для нагрева пищевых продуктов, Сущность изобретения: микроволновая печьСВЧ-резонатора в форме прямоугольногопараллелепипеда. на одной из торцевыхстенок которого размещен элемент связи,соединенный с источником энергии СВЧ,причем на одной из торцевых стенок выполнена дверца, а внутренние поверхности боковых стенок выполнены в виде Р О 2000677 С периодической гребневой структуры, направление гребней которой параллельно плоскостям торцевых стенок. Параметры гребневой структуры выбраны из определенных соотношений, позволяющих получить равномерное распределение поля внутри СВ-резонатора. Источник СВЧ- энергии выполнен в виде транзисторного генератора, Элементы связи и их конструкция выбраны из условия возбуждения в резонаторе электромагнитного поля, имеющего только продольную составляющую напряженности электрического поля, Элементы связи выполнены либо в виде одного или нескольких штыревых или петлевых излучателей, размещенных на торцевой стенке, либо в виде одной или нескольких пар щелевых или петлевых излучателей, размещенных на торцевой стенке, либо в виде одной щели на одной иэ боковых стенок, либо в виде двух щелей, раэл 1 ещенных на противоположных боковых стенках, либо в виде одной или нескольких пар щелей на противоположных боковых стенках, 13 ил,Известна также конструкция СВ новки для нагрева протяженных иэ выполненная в виде отрезка прямоуг го волнооода с открытыми концал 1 и, в ши ких стенках которого за крепле проводящие пластины высотой Л/4.В данной конструкции резонатор также многомолооый и не обеспечивает равномерное поле,Наиболее близким техническим решением к эаявленнол 1 у устройству является микроволновая печь, содержащая камеру нагрева, представляющую собой многомодовый СВЧ-резонатор в форл 1 е прялоуголь2000677 вых5 К = ---ричем Е ( (А; Х - длина волЕ; где 1=1 л; ы;ы торцевых стенок при бу высотаилегающих кзмером а;бх - высотилегающих кмером Ь аиЬ- раэмемаЬ;оу - высотарилегающих к сазмером а; гребней боковых стено оронам торцевых стена раз ного параллелепипеда, на одной из торцевых стенок которого расположены элементы возбуждения СВЧ-энергии, а на другой - дверца; в камере размещена подставка для нагреваемого продукта.Равномерность распределения СВЧ- поля в такой печи достигается возбуждением резонатора от двух или более генераторов, т.е. увеличением числа возбуждаемых видов колебаний. Однако необходимость использования в такой конструкции генераторов с различными частотами усложняет задачу согласования камеры с источниками возбуждения, кроме того, наличие нескольких видов колебаний приводит к уменьшению КПД.Кроме того, используемые обычно в таких печах в качестве источника СВЧ-энергии магнетроны иэ-за высокого напряжения анодного питания требуют разработки специального источника вторичного электропитания и соответствующих мер по обеспечению электробезопасности, имеют сравнительно низкий ( " 1000-1500 ч) срок службы и низкую надежность; специфика работы магнетронных генераторов создает трудности в организации процесса управления генерируемой мощностью,Цель изобретения - повышение равномерности нагрева при увеличении КПД.С этой целью в заявляемой микроволновой печи, содержащей камеру нагрева в виде СВЧ-резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда, на одной иэ стенок которого раэещен элемент связи с источником СВЧ-энергии, который выполнен в виде транзисторного генератора, а на торцевой стенке размещена дверца, боковые стенки прямоугольного параллелепипеда выполнены в виде гребневой структуры, направление гребней которой параллельно плоскостям торцевых стенок, при этом параметры периодической гребневой структуры выбраны из условий ду 1 2, 1 2агстц; с 3, - - агстцКу Ьк Кх аКк к,., -- 3 - , к,;ГГ а - 2 зьЯ, где а и Ь - разме енок, причем аЬ; ребней боковых стенок, ронам торцевых стенок с Элемент связи может быть выполнен ввиде штыря или петлевого излучателя, установленного в торцевой стенке, расположенной напротив торцевой стенки с дверцей.5 Элемент связи может быть также выполненв виде двух.пар штырей или петлевых излучателей, или щелей, размещенных попарно симметрично относительно центра торцевой стенки. Элемент связи также может быть выполнен в виде одной или нескольких щелей, размещенных либо на одной, либо на двух противоположных боковых стенках камеры. Штыревые излучатели запитываются либо от одного генератора, либо каждый 15 от отдельного генератора, Для противофазной эапитки двух пар попарно симметричных петлевых излучателей или щелей используются 180-градусные фазовращатели.20 На фиг.1 приведена конструктивнаясхема микроволновой печи; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг,З - разрез Ь - Б на фиг.1; на фиг.4 и 5 - эпюры, поясняющие работу устройства; на фиг.6-8 - конструк ции элементов связи; на фиг.9 и 10 - схемыэапитки элемента связи; на фиг.11 и 12 - варианты выполнения элемента связи; на фиг,13 - разрез В - В на фиг.11.Микроволновая печь содержит камеру 30 нагрева 1 в виде прямоугольного параллелепипеда, на торцевой стене 2 которого размещен элемент связи 3 с источником 4 СВЧ-энергии (см. фиг,1). На другой торцевой стенке выполнена дверца (не показана).35 Внутренние поверхности боковых стенок 5и 6 выполнены в виде периодической греб- невой структуры, гребни 7 которой ориентированы параллельно торцевым стенкам.Параметры периодической гребневой 40 структуры выбраны из соотношений1, 2оу = - агстцЬКк1 2б" - агсщКх а К к 45где Ку= уК 2 я -а ребней боковых стенок, ронам торцевых стенок с510 20 25 30 35 40 45 50 55 дх - высота гребней боковых стенок, прилегающих к сторонам торцевых стенок с размером Ь;е - относительная диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего промежутки между гребнями; т - толщина гребня;- период гребневой структуры. Промежутки между гребнями 7 (см, фиг.2 и 3) заполнены диэлектриком 8 с малыми потерями, например фторопластом, что позволяет получить внутреннюю поверхность камеры более гладкой для более легкого удаления с ее стенок загрязняющих продуктов, а также позволяет уменьшить, где это необходимо, размеры камеры нагрева 1,Источник СВЧ-энергии выполнен в виде одного или нескольких транзисторных генераторов,Микроволновая печь работает следующим образом,При возбуждении камеры нагрева 1, представляющей собой одномодовый резонатор, от источника 4 СВЧ-энергии полем, вектор Е которого ориентирован параллельно боковым стенкам 5 и б и перпендикулярно плоскостям гребней 7, в ней возникают колебания низших типов гибридных волн ЕН, со структурой поля, близкой к структуре поля колебаний типа Е 11 о в обычном прямоугольном резонаторе (см. фиг,4).Распределение амплитуды электрического поля с колебаниями Е 11 О вдоль осей Х и У (см. фиг.4) подчиняются закону з п - х и Л д Л з 1 и б у, Этому типу колебаний соответствует резонансная частота гр 2 ( ) + ( - ) Са Ь где С " Зх 10 м/с,Амплитуда возбуждения данного типа колебаний пропорциональна величине А, где т - частота задающего генера.1 - 1 р тора.Амплитудное распределение напряженности электрического поля в поперечном сечении резонатора со стенками в виде периодической гребневой структуры зависит от высоты гребней У и может иметь различные зависимости (см. фиг,5).Выбор в заявляемой микроволновой печи параметров периодической гребневой структуры из приведенных соотношений ДлЯ бу и б обеспечивает РавномеРное Распределение поля во всем обьеме камеры нагрева 1, При этом при выполнении укаэанных условий резонансная частота данного т;,пп колебаний совпадает с частотой генератора и амплитуда ее возбуждения обусловлена только качеством согласования элемента связи 3 с источником 4 СВЧЭНЕргии,Проведенные расчеты структуры поля внутри резонатора показывагот, что это поле не зависит от координаты Х, т.е, поле однородно и имеет низший тип колебаний с продольной составляющей напряженности электри геского полл, резонансная частота которого совпадает с частотой задающего генератора.Конструкции элемента связи 3 выбраны из успсвия возбуждения в рабочей каглере 1 с импедэнсными боковыми стенками электромагнитного поля, имеющего только продольную составляющую напряженности электрического поля Ег.Простейшим типом такого элемента является штыревой излучатель, расположенный нэ торцевой стенке камеры 1 и возбукдаемый от источника 4 посредством коаксиапьного кабеля (см. фиг,1), Может быть использовано несколько штыревых излучатепей, установленных на торцевой стенке, которые возбуждаются несколькими несинхронизировэнными генераторами. при этом каждый штыревой излучатель соединен со своим генератором (см. фиг,б).Бозбукдение поля требуемой структуры мокст осуществляться петлевым излучателегл, рэспопокенным на торцевой стенке и ориентированным в плоскости УОЕ (см, фиг.7) ипи в плоскости ХОУ. При этом кроме поля требуемой структуры, возможно возбуждение поля резонаторной гармоники типа Ею 1 или Ео 11. Для подавления указанных гармоник используется пара одинаково ориентированных петпевых излучателей, рас- ПОЛОКЕГ Г ЫХ Нд РЭВНОМ РдССТОЯ НИИ ОТ центра торцевой стенки и возбуждаемых в противофазе (см. фиг,10) с помощью фэзовращатспя 9.Аналогичный результат достигается при использовании пары щепевых излучателей, располокенных на торцевой стенке, ориентированных вдоль оси Х или У (см, фиг,8) и возбукдэеглых в противофазе (см. фиг,10). При этом кэкдая пара щепевых излучателей связана со своим генератором.Поле требуемой структуры можно возбудить в рабочей камере 1 посредством элемента связи (см, фиг.11), Он представляет собой низкопрофильный волновод 9, расположенный параллельно одной из боковых стенок камеры 1 и возбуждаемый генератором. Этот вопновод имеет окно связи с одной из канавок импедансной структуры рабочей камеры 1, через которое и происхо 2000677дит возбуждение, При этом возможно возникновение резонаторных гармоник типа Е 1 оо или Е 01 о, Для их подавления используется элемент связи в виде двух волноводов 10, возбуждаемых синфазно и установленных на противоположных боковых стенках, например, 5 и 6 камеры 1 (см. фиг.12),Таким образом, предложенная конструкция микроволновой печи обеспечивает высокое качество нагрева за счет равномерного распределения поля в камере, высокий КПД за счет обеспечения одномодового режима возбуждаемых колебаний. Кроме того, такая конструкция печи позволяет применять низковольтные, недорогие и безопасные источники питания (24 В) при использовании в качестве источника СВЧ- энергии транзисторного генератора, т,е. более надежную и электробезопасную конструкцию с высоким качеством нагрева и высоким сроком службы. Использование низковольтного источника электропитания позволяет питать микроволновую печь непосредственно от бортового источника питания (аккумулятора) транспортного средства при установке ее на автомобиле, комбайне, локомотиве, на судах и т,д.Поскольку рабочая камера имеет пониженную рабочую частоту, происходит более равномерный по глубине прогрев продукта и более высокое качество приготовления, Кроме того, при такой рабочей частоте камера имеет меньшие размеры благодаря предложенной модификации ее конструкцииФорглула изобретения Микроволновая печь, содержащая камеру нагрева в виде СВЧ-резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда, на 5 одной из стенок которого размещен элемент связи, соединенный с источником СВЧ-энергии, при этом в одной из торцевых стенок прямоугольного параллелепипеда выполнена дверца, о т л и ч а ю щ а я с я тем, 10 что внутренние поверхности боковых стенок прямоугольного параллелепипеда выполнены в виде периодической гребневой структуры, направление гребней которой параллельно плоскостям торцевых стенок, а 15 параметры периодической гребневой структуры выбраны из соотношений 1 2 оу = - агс 9 Ку Ь Кк 20 1 2 с 3 х = - агссц Кх а К кдел,= ч 2. гаК= ч 2, г Г )Бк = (1-т) ; К = 2 л/Л,25 а и Ь - размеры торцевых стенок, при 30 чема Ь;Од - высота гребней боковых стенок,прилегающих к сторонам торцевых стенок сразмером а.2000677 оставитель Е.Адамоехред М,Моргентал орректор М,Самборска дактор А,Купряк Тираж Подписно НПО "Поиск " Роспатента 035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5
СмотретьЗаявка
05034768, 30.03.1992
Гостюхин В. Л, Климачев К. Г, Космэков В. В
Гостюхин Вадим Леонтьевич, Климачев Константин Георгиевич, Космаков Владимир Владимирович
МПК / Метки
МПК: H05B 6/64
Метки: микроволновая, печь
Опубликовано: 07.09.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-2000677-mikrovolnovaya-pech.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Микроволновая печь</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления нагревательного устройства
Следующий патент: Гибкий электролюминесцентный источник света
Случайный патент: Регулятор температуры