RU2085057C1 - Superhigh-frequency oven - Google Patents
Superhigh-frequency oven Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085057C1 RU2085057C1 SU5020834A RU2085057C1 RU 2085057 C1 RU2085057 C1 RU 2085057C1 SU 5020834 A SU5020834 A SU 5020834A RU 2085057 C1 RU2085057 C1 RU 2085057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating chamber
- base
- wall
- communication hole
- radiator
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 241001233242 Lontra Species 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Electric Ovens (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к нагревательным аппаратам, использующим СВЧ-энергию, и может быть использовано для нагрева пищевых продуктов. The invention relates to electrical engineering, in particular, to heating devices using microwave energy, and can be used to heat food products.
Известна конструкция камеры для сверхвысокочастотного нагрева, в которой дно корпуса выполнено с уклоном 1:10-1:20 и окна связи расположены по дуге окружности под равными углами [1] Однако, несмотря на принятые меры, в известном устройстве наблюдается малая равномерность нагрева. A known design of the chamber for microwave heating, in which the bottom of the housing is made with a slope of 1: 10-1: 20 and the communication windows are arranged along an arc of a circle at equal angles [1] However, despite the measures taken, a small uniformity of heating is observed in the known device.
Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является сверхвысокочастотная печь, содержащая камеру нагрева, СВЧ-генератор, выход которого соединен с отрезком линии передачи, и излучатель [2] Отметим, что отрезок линии передачи выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода открытый конец которого служит излучателем. Кроме того, сверхвысокочастотная печь содержит подставку для продуктов, изолированную от стенок камеры нагрева и выполненную ребристой. Ребра в поперечном сечении имеют форму треугольника высотой λ/4. Подставка обеспечивает дополнительный конвективный нагрев продуктов снизу за счет преобразования СВЧ-энергии в тепловую с помощью указанных ребер. Но учитывая тот факт, что приготовление (или разогрев) продуктов в сверхвысокочастотной печи происходит в течение короткого времени, а передача тепла осуществляется гребнях ребер, доля конвективного нагрева продуктов в общем процессе оказывается незначительной, а известная конструкция излучающей системы и камера нагрева не обеспечивает достаточной равномерности нагрева продуктов. The closest to the invention in terms of features is a microwave oven containing a heating chamber, a microwave generator, the output of which is connected to a segment of a transmission line, and an emitter [2] Note that the segment of a transmission line is made in the form of a segment of a rectangular waveguide whose open end serves as a radiator. In addition, the microwave oven contains a stand for products, isolated from the walls of the heating chamber and made ribbed. The ribs in the cross section have the shape of a triangle with a height of λ / 4. The support provides additional convective heating of the products from below due to the conversion of microwave energy into thermal energy using these ribs. But given the fact that the preparation (or heating) of products in a microwave oven occurs in a short time, and heat transfer is carried out by the ridges of the ribs, the proportion of convective heating of products in the overall process is insignificant, and the known design of the radiating system and the heating chamber does not provide sufficient uniformity heating products.
Основная задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в обеспечении равномерного нагрева по всему объему камеры за счет равномерного распределения электромагнитного поля внутри камеры нагрева и высокого качества согласования основных элементов тракта. The main task to which the invention is directed is to ensure uniform heating throughout the chamber volume due to the uniform distribution of the electromagnetic field inside the heating chamber and the high quality of matching the main elements of the path.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в сверхвысокочастотной печи, содержащей камеру нагрева, СВЧ-генератор, выход которого соединен с отрезком линии передачи, и излучатель, согласно изобретению, в одной из стенок камеры нагрева выполнено отверстие связи для ввода СВЧ-энергии, заполненное радиопрозрачным материалом, по периметру которого на внешней поверхности указанной стенки камеры нагрева установлено с возможностью обеспечения гальванического контакта кольцо, к которому разъемно присоединено с возможностью обеспечения гальванического контакта основание, при этом по периметру основания выполнен паз для электромагнитного управления, в основании выполнено углубление, в котором установлен излучатель, короткозамкнутый на основание, отрезок линии передачи выполнен в виде отрезка коаксиальной линии и соединен с излучателем, выполненным в виде диска; кольцо, основание и излучатель выполнены из проводящего электромагнитные волны материалов, кроме того, внутренние поверхности двух стенок камеры нагрева, одна из которых прилегает к стенке камеры с отверстием связи, а другая расположена напротив отверстия связи, выполнены ребристыми, при этом центр отверстия связи смещен относительно центра стенки в сторону двери камеры нагрева на расстояние, равное λ/2, а паз в основании выполнен глубиной λ/4 на расстоянии λ/4 от края отверстия связи, а ребра в поперечном сечении имеют форму треугольника высотой λ/8, расстояние между гребнями ребер, образованными вершинами треугольников, составляет λ/4, при этом гребни ребер параллельны плоскости стенки камеры нагрева, в которой выполнено отверстие связи, где λ длина волны СВЧ-генератора. The solution to this problem is achieved by the fact that in a microwave oven containing a heating chamber, a microwave generator, the output of which is connected to a segment of the transmission line, and an emitter, according to the invention, in one of the walls of the heating chamber there is a communication hole for introducing microwave energy filled with radiolucent material along the perimeter of which on the outer surface of the specified wall of the heating chamber is installed with the possibility of galvanic contact ring to which is detachably connected with the possibility of galvanic contact base, while along the perimeter of the base there is a groove for electromagnetic control, at the base there is a recess in which an emitter is installed, short-circuited to the base, a segment of the transmission line is made in the form of a segment of a coaxial line and connected to the radiator made in the form of a disk; the ring, the base and the radiator are made of materials conducting electromagnetic waves, in addition, the inner surfaces of the two walls of the heating chamber, one of which is adjacent to the wall of the chamber with a communication hole, and the other is located opposite the communication hole, are ribbed, while the center of the communication hole is offset relative to the center of the wall towards the door of the heating chamber at a distance equal to λ / 2, and the groove in the base is made with a depth of λ / 4 at a distance of λ / 4 from the edge of the communication hole, and the ribs in the cross section have the shape of a triangle in with a height of λ / 8, the distance between the crests of the ribs formed by the vertices of the triangles is λ / 4, while the crests of the ribs are parallel to the plane of the wall of the heating chamber in which the communication hole is made, where λ is the wavelength of the microwave generator.
Выполнение излучателя в виде диска, размещение его вне камеры нагрева в углублении основания таким образом, что излучатель короткозамкнут на основание, которое разъемно присоединено с возможностью обеспечения гальванического контакта к кольцу, установленному по периметру отверстия связи для ввода СВЧ-энергии, выполненного в одной из стенок камеры нагрева, с возможностью обеспечения гальванического контакта с указанной стенкой камеры нагрева, а также выполнение излучателя, основания и кольца из проводящего электромагнитные волны материала обеспечивает возбуждение в камере нагрева электромагнитных волн с круговой поляризацией различных направлений. Благодаря тому, что внутренние поверхности двух стенок камеры нагрева, одна из которых прилегает к стенке камеры с отверстием связи, а другая расположена напротив отверстия связи, выполнены ребристыми, они рассеивают падающие электромагнитные волны, изменяя их направление и способствуя более равномерному распределению энергии электромагнитного поля. При этом экспериментально установлено, что максимальный эффект достигается тогда, когда ребра в поперечном сечении имеют форму треугольника высотой l/8, расстояние между гребнями ребер, образованными вершинами треугольников, составляет λ/4, а гребни ребер параллельны плоскости стенки камеры нагрева, в которой выполнено отверстие связи. The implementation of the emitter in the form of a disk, placing it outside the heating chamber in the recess of the base so that the emitter is short-circuited to the base, which is detachably connected with the possibility of providing galvanic contact to the ring installed around the perimeter of the communication hole for the input of microwave energy made in one of the walls heating chambers, with the possibility of galvanic contact with the specified wall of the heating chamber, as well as the implementation of the emitter, base and ring of conductive electromagnetic waves rial provides excitation in the heating chamber of electromagnetic waves with circular polarization different directions. Due to the fact that the inner surfaces of the two walls of the heating chamber, one of which is adjacent to the wall of the chamber with the communication hole, are ribbed, they scatter incident electromagnetic waves, changing their direction and contributing to a more uniform distribution of electromagnetic field energy. It was experimentally established that the maximum effect is achieved when the ribs in the cross section have the shape of a triangle of height l / 8, the distance between the ridges of the ribs formed by the vertices of the triangles is λ / 4, and the ridges of the ribs are parallel to the plane of the wall of the heating chamber in which communication hole.
Предложенная конструкция излучающей системы, включающей в себя кольцо, основание с пазом, излучатель в виде диска, снабженный перемычкой, и камеры нагрева обеспечивает достаточно высокое качество согласования излучающей системы и нагрузки в камере нагрева при вариации количества нагреваемых продуктов или их расположения внутри камеры, а также при рабочих уходах частоты СВЧ-генератора. Экпериментально подтверждено, что минимальная величина коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) в рабочем режиме и с различной нагрузкой достигается при смещении центра отверстия связи относительно центра стенки в сторону двери камеры нагрева на расстояние, равное λ/2.
Выполнение по периметру основания паза для электромагнитного уплотнения предотвращает утечку СВЧ-энергии из камеры нагрева. Лучшие результаты получены при выполнении паза глубиной λ/4 на расстоянии λ/4 от края отверстия связи.The proposed design of the radiating system, which includes a ring, a base with a groove, a disk-shaped radiator equipped with a jumper, and a heating chamber provides a sufficiently high quality of matching of the radiating system and the load in the heating chamber when varying the number of heated products or their location inside the chamber, as well as at working departures of the frequency of the microwave generator. It was experimentally confirmed that the minimum value of the standing wave voltage coefficient (VSWR) in the operating mode and with different loads is achieved by shifting the center of the communication hole relative to the center of the wall towards the door of the heating chamber by a distance equal to λ / 2.
The perimeter of the base of the groove for the electromagnetic seal prevents leakage of microwave energy from the heating chamber. The best results were obtained when performing a groove with a depth of λ / 4 at a distance of λ / 4 from the edge of the communication hole.
Использование отрезка коаксиальной линии для присоединения излучателя предложенной конструкции к СВЧ-генератору обеспечивает оптимальное их согласование в рабочих режимах генератора. Using a segment of the coaxial line to connect the emitter of the proposed design to the microwave generator ensures their optimal coordination in the operating modes of the generator.
Таким образом, конструкция сверхвысокочастотной печи по изобретению обеспечивает равномерный нагрев по всему объему камеры и, соответственно, высокое качество обрабатываемых продуктов. Thus, the design of the microwave oven according to the invention provides uniform heating throughout the volume of the chamber and, accordingly, high quality of processed products.
Кроме того, выполнение конструкции излучающей системы лекгосъемной в виде отдельного модуля, обеспечивает облегчение профилактического осмотра и ремонта серхвысокочастотной печи, что способствует увеличению срока ее службы, а предложенная конструкция электромагнитного уплотнения в основании обеспечивает безопасную работу персонала. In addition, the design of the emitting system is easily removable in the form of a separate module, which facilitates routine inspection and repair of the high-frequency furnace, which helps to increase its service life, and the proposed design of the electromagnetic seal at the base ensures the safe operation of personnel.
На чертеже показан общий вид свехвысокчастотной печи. The drawing shows a General view of a high-frequency furnace.
Сверхвысокочастотная печь содержит СВЧ-генератор 1, обычно магнетрон, выход которого соединен через отрезок коаксиальной линии 2 с излучающей системой 3, связанной с камерой 4 нагрева. В стенке 5 камеры 4 нагрева выполнено отверстие 6 связи для ввода СВЧ-энергии, заполненное радио-прозрачным материалом. Центр отверстия 6 связи смещен относительно центра стенки 5 в сторону двери 7 камеры 4 нагрева на расстояние, равное λ/2. На внешней поверхности стенки 5 по периметру отверстия 6 установлено с возможностью обеспечения гальванического контакта кольцо 8, к которому разъемно, например, с помощью винтового соединения присоединено с возможностью обеспечения гальванического контакта основание 9. В нем выполнен паз 10 глубиной λ/4 на расстоянии λ/4 от края отверстия 6 связи, предназначенный для предотвращения утечки СВЧ-энергии из камеры 4 нагрева. В основании 9 выполнено углубление, в котором установлен излучатель 11, выполненный в виде диска, соединенного перемычкой 12 с основанием 9. Кольцо 8, основание 9 и излучатель 11 выполнены из проводящего электромагнитные волны материала. В камере 4 нагрева внутренние поверхности стенки 13, расположенной напротив отверстия 6 связи и стенки 14, прилегающей к стенке 5 камеры 4 с отверстием 6 связи, выполнены ребристыми. Ребра 15 в поперечном сечении имеют форму треугольника высотой λ/8, расстояние между гребнями ребер, образованными вершинами треугольников, составляет λ/4, при этом гребни ребер 15 параллельны плоскости стенки 5 камеры 4 нагрева, в которой выполнено отверстие 6 связи. The microwave oven contains a microwave generator 1, usually a magnetron, the output of which is connected through a piece of coaxial line 2 to a radiating system 3 connected to the heating chamber 4. In the wall 5 of the heating chamber 4, a communication hole 6 is made for introducing microwave energy filled with radio-transparent material. The center of the communication hole 6 is offset from the center of the wall 5 toward the door 7 of the heating chamber 4 by a distance equal to λ / 2. On the outer surface of the wall 5, around the perimeter of the hole 6, a ring 8 is installed with the possibility of galvanic contact, to which, for example, a base 9 is detachably connected using a screw connection. It has a groove 10 of a depth λ / 4 at a distance of λ / 4 from the edge of the communication hole 6, designed to prevent leakage of microwave energy from the heating chamber 4. At the base 9 there is a recess in which the emitter 11 is mounted, made in the form of a disk connected by a jumper 12 to the base 9. The ring 8, the base 9 and the emitter 11 are made of a material that conducts electromagnetic waves. In the heating chamber 4, the inner surfaces of the wall 13 located opposite the communication hole 6 and the wall 14 adjacent to the wall 5 of the camera 4 with the communication hole 6 are ribbed. The ribs 15 in the cross section have the shape of a triangle of height λ / 8, the distance between the ridges of the ribs formed by the vertices of the triangles is λ / 4, while the ridges of the ribs 15 are parallel to the plane of the wall 5 of the heating chamber 4, in which the communication hole 6 is made.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
В сверхвысокочастотную печь помещают продукты, которые необходимо приготовить или разогреть. Плотно закрывают двери 7 камеры 4 нагрева. Включают СВЧ-генератор 1. СВЧ-энергия с выхода СВЧ-генератора 1 через отрезок коаксиальной линии 2, излучающую систем 3 и отверстие 6 связи в стенке 5 камеры нагрева поступает в камеру 4 нагрева и заполняет ее объем. Излучающая система 3, включающая в себя кольцо 8, основание 9 с пазом 10, излучатель 11 в виде диска, снабженный перемычкой 12, обеспечивает возбуждение в камере 4 нагрева электромагнитных волн с круговой поляризацией различных направлений. Электромагнитные волны, отражаясь от ребер 15, образующих ребристую внутреннюю поверхность стенок 13 и 14, распределяются внутри камеры 4 нагрева таким образом, что обеспечивается равномерный нагрев по всему объему камеры. Для соединения и высокого качества согласования излучателя 11 с СВЧ-генератором 1 служит отрезок коаксиальной линии 2. Паз 10 предотвращает утечку СВЧ-энергии из камеры 4 нагрева в окружающее пространство. При изменении нагрузки в пределах 0,2-3 л и уходе рабочей частоты СВЧ-генератора в полосе ±50 МГц в сверхвысокочастотной печи по изобретению достигнута величина КСВН не хуже 1,5-1,8, а в полосе ±25 МГц КСВН менее 1,4. In the microwave oven is placed the products that need to be prepared or heated. Close the doors 7 of the chamber 4 of the heating. Turn on the microwave generator 1. Microwave energy from the output of the microwave generator 1 through a piece of coaxial line 2 emitting systems 3 and a communication hole 6 in the wall 5 of the heating chamber enters the heating chamber 4 and fills its volume. The radiating system 3, including a ring 8, a base 9 with a groove 10, a disk-shaped radiator 11 provided with a jumper 12, provides excitation in the chamber 4 of heating of electromagnetic waves with circular polarization in different directions. Electromagnetic waves, reflected from the ribs 15, forming a ribbed inner surface of the walls 13 and 14, are distributed inside the heating chamber 4 in such a way that uniform heating is provided throughout the chamber. For connection and high quality matching of the emitter 11 with the microwave generator 1 is a piece of coaxial line 2. The groove 10 prevents the leakage of microwave energy from the heating chamber 4 into the surrounding space. When the load changes within 0.2-3 l and the operating frequency of the microwave generator leaves within ± 50 MHz in the microwave oven according to the invention, the VSWR value is not worse than 1.5-1.8, and in the ± 25 MHz band the VSWR is less than 1 ,4.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5020834 RU2085057C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Superhigh-frequency oven |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5020834 RU2085057C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Superhigh-frequency oven |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2085057C1 true RU2085057C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=21593733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5020834 RU2085057C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Superhigh-frequency oven |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2085057C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124278C1 (en) * | 1997-10-01 | 1998-12-27 | Научно-производственное объединение "Тест-Радио" Лтд. | Microwave oven |
| RU2585258C2 (en) * | 2014-10-07 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Resonance heating chamber for devices with source of radiation of uhf range |
| US9560699B2 (en) | 2008-11-25 | 2017-01-31 | Upscale Holdings, Inc. | Microwave processing chamber |
-
1992
- 1992-01-09 RU SU5020834 patent/RU2085057C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 598275, кл. H 05 B 6/64, 1978. 2. Патент США N 3946187, кл. H 05 B 9/06, 1976. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124278C1 (en) * | 1997-10-01 | 1998-12-27 | Научно-производственное объединение "Тест-Радио" Лтд. | Microwave oven |
| US9560699B2 (en) | 2008-11-25 | 2017-01-31 | Upscale Holdings, Inc. | Microwave processing chamber |
| RU2585258C2 (en) * | 2014-10-07 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Resonance heating chamber for devices with source of radiation of uhf range |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5990466A (en) | Apparatus for supplying microwave energy to a cavity | |
| US6008483A (en) | Apparatus for supplying microwave energy to a cavity | |
| EP2417831B1 (en) | Microwave processing chamber | |
| CN102308668B (en) | Microwave heating device | |
| CA1173512A (en) | Feed system for radiating elliptically polarized electromagnetic waves in microwave oven | |
| US4185181A (en) | Microwave oven | |
| KR20000009226A (en) | Microwave oven | |
| CA1234185A (en) | High frequency heating unit with rotating waveguide | |
| US4508946A (en) | Microwave oven with rotary antenna | |
| CN1528107A (en) | microwave material heating device | |
| RU2085057C1 (en) | Superhigh-frequency oven | |
| GB2039200A (en) | Microwave oven | |
| US3430022A (en) | Microwave oven | |
| US20100126987A1 (en) | Device for transfer of microwave energy into a defined volume | |
| US3209113A (en) | Furnace for high-frequency heating with the aid of oscillations of very high frequency | |
| SU1764190A1 (en) | S h f furnace | |
| KR20200021067A (en) | Microwave System | |
| RU2141746C1 (en) | Microwave oven | |
| JPH08330065A (en) | Microwave thawing/heating device | |
| RU2078403C1 (en) | Microwave oven | |
| KR20190083953A (en) | Microwave System | |
| RU2060598C1 (en) | Microwave oven | |
| JPS6037837Y2 (en) | High frequency heating device | |
| GB2119210A (en) | Microwave oven with rotary antennas | |
| MXPA00009517A (en) | Apparatus for supplying microwave energy to a cavity |