[0001] Die Erfindung betrifft ein Gargerät, umfassend: einen Innenraum, welcher zumindest
einen Garraum zur Aufnahme von Gargut umfasst, zumindest eine Wand oder ein Wandteil
mit zumindest einer Öffnung, zumindest eine Antenne zur Abstrahlung von Mikrowellen
in den Innenraum und eine Abdeckung aus einem im Wesentlichen für Mikrowellen durchlässigen
Material, die die Öffnung abdeckt, um die Antenne vor der Atmosphäre in dem Innenraum
zu schützen, wobei die Mikrowellen durch die Abdeckung in den Innenraum gelangen und
die Wand oder das Wandteil von der den Innenraum begrenzenden Wandung umfasst ist.
[0002] Aus der
DE 197 09 642 A1 ist eine Niederdruckplasma-Mikrowelleneinspeisung zur Plasmaerhitzung mit einem Mikrowellenrohr
samt Antenne und einem über der Antenne in einem Plasmaraum angeordneten Kolben bekannt.
Der Kolben deckt nur die Antenne ab, während Magnete im Bereich einer Wandöffnung
für die Antenne und den Kolben Plasma von diesem Wandbereich fern halten.
[0003] Ein gattungsgemäßes Gargerät ist aus der
EP 1 241 923 A1 bekannt. Das bekannte Gargerät umfasst einen Mikrowellengenerator, der Mikrowellen
in einen Wellenleiter einspeist. Eine Empfangsantenne ist in dem Mikrowellenleiter
derart angeordnet, dass sie einen Teil der sich in dem Wellenleiter ausbreitenden
Energie empfängt. Eine Sendeantenne des Mikrowellenleiters ist in einem Installationsraum
angeordnet, um Mikrowellen abzustrahlen. Die Sendeantenne wird von einem Garraum durch
eine für Mikrowellen transparente Abschirmung, wie eine parallel zur Bodenfläche des
Garraums angeordnete Glasplatte, getrennt. Ein Nachteil dieses bekannten Gargeräts
ist darin zu sehen, dass der im Gargerät vorhandene Bauraum nicht effizient genutzt
wird.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Gargerät derart
weiterzuentwickeln, dass die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. Insbesondere
soll das Gargerät, vorzugsweise ein für den Großkücheneinsatz geeignetes Gargerät,
kompakter gestaltet werden können.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abdeckung sich parallel
zu der Wand oder dem Wandteil über lediglich einen Teil der von der Wand oder dem
Wandteil definierten Fläche erstreckt.
[0006] Die Abdeckung kann dabei einen vom Innenraum des Gargeräts abgegrenzten Raum innerhalb
der Wandung des Innenraums definieren und/oder einen im Wesentlichen parallel zur
der Wand oder dem Wandteil verlaufenden Flansch aufweisen.
[0007] Ferner kann vorgesehen sein, dass die Antenne zumindest einen sich durch die Öffnung
erstreckenden elektrischen Leiter umfasst, wobei sich vorzugsweise zwischen dem zumindest
einen elektrischen Leiter und der Abdeckung ein Zwischenraum und/oder zumindest eine
Stütze zur Führung der Antenne befindet bzw. befinden.
[0008] Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Öffnung rund, insbesondere kreisrund, ist
und/oder in einer Seitenwand, vorzugsweise in einem ersten Seitenwandteil, des Innenraums
vorgesehen ist.
[0009] Dabei wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das erste Seitenwandteil, insbesondere
mit einem stumpfen Winkel, an einem zweiten Seitenwandteil, an dem vorzugsweise ein
Lüfterrad drehbar montiert ist, angebracht ist.
[0010] Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass in dem Innenraum ein Strömungsleitglied angeordnet
ist, das den Innenraum zumindest teilweise in einen Garraum und einen Druckraum aufteilt,
wobei in dem Druckraum ein Lüfterrad angeordnet ist, das Strömungsleitglied mit zumindest
einer Öffnung, insbesondere einer mittig angeordneten Öffnung, zum Ansaugen von Atmosphäre
aus dem Garraum in den Druckraum versehen ist, und das Strömungsleitglied zwischen
dem Druckraum und dem Garraum, insbesondere am Randbereich des Strömungsleitglieds,
zumindest eine Verbindung zum Ausblasen von Atmosphäre aus dem Druckraum in den Garraum
freilässt.
[0011] Ferner kann vorgesehen sein, dass das Seitenwandteil zum Lüfterrad und/oder auf einen
Punkt im Innenraum, insbesondere im Garraum, ausgerichtet oder ausrichtbar ist.
[0012] Ausführungsformen der Erfindung sind auch gekennzeichnet durch zumindest eine Mikrowellenleitstruktur,
die Mikrowellen von zumindest einem Mikrowellengenerator bis zumindest an die Öffnung
führt, wobei vorzugsweise die Mikrowellenleitstruktur einen Abschnitt umfasst, der
bis an die Öffnung reicht, und zwar vorzugsweise mit einem im Querschnitt parallel
zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen gesehen runden, insbesondere kreisrunden,
äußeren Umfang.
[0013] Ausführungsformen der Erfindung können auch gekennzeichnet sein durch mehrere Öffnungen,
von denen mindestens zwei auf unterschiedlichen Höhen im Gargerät angeordnet sind,
und jede zumindest eine Antenne zur Abstrahlung von Mikrowellen in den Innenraum führt,
wobei insbesondere die Antennen jeweils mit mindestens einem Magnetron, vorzugsweise
mit einer jeweiligen Nennleistung von bis zu 2000 W HF, in Verbindung stehen.
[0014] Ferner kann zumindest eine weitere Einrichtung zur Behandlung von Gargut im Garraum,
insbesondere zumindest eine Einrichtung aus der Gruppe umfassend: eine elektrische
Heizeinrichtung, eine gasbetriebene Heizeinrichtung, eine Wärmetauscheinrichtung,
eine Kühleinrichtung, eine Feuchtigkeitszuführeinrichtung, eine Feuchtigkeitsabführeinrichtung,
eine Belüftungseinrichtung und eine Entlüftungseinrichtung, vorgesehen sein.
[0015] Eine Ausführungsform der Erfindung kann zumindest eine Sensiereinrichtung, eine Anzeigeeinrichtung,
eine Bedieneinrichtung und eine Steuer- oder Regeleinrichtung umfassen, wobei die
Steuer- oder Regeleinrichtung vorzugsweise mit zumindest einer Mikrowellenquelle,
zumindest einer weiteren Behandlungseinrichtung, der Anzeigeeinrichtung, der Bedieneinrichtung
und/oder der Sensiereinrichtung in Wirkverbindung steht.
[0016] Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass jede Antenne
in den Innenraum eines Gargeräts hineinragt, also ein zusätzlicher Installationsraum
für die Antenne(n) entfällt, so dass der Innenraum größer gewählt werden kann. Daher
kann ein größerer Garraum für mehr Gargut zur Verfügung gestellt werden. Auch können
weitere Behandlungseinrichtungen, insbesondere im Druckraum, der ebenfalls vergrößert
werden kann, angeordnet werden. Es können insbesondere auch noch weitere Einrichtungen
an derselben Innenwand, an der schon jede Antenne angebracht ist, angeordnet sein,
wie z.B. eine Belüftungsvorrichtung, eine Heizeinrichtung und ein Dampfgenerator im
Falle eines Kombinationsgargeräts. Dadurch, dass eine Abdeckung über jeder Antenne
angeordnet ist, ist nur eine Abdichtung am Rande der jeweiligen Abdeckung vorzunehmen.
Eine schwierige Abdichtung einer Öffnung in einer Abdeckung, durch die z.B. eine Stabantenne
ragen könnte, ist also nicht erforderlich.
[0017] Da jede Abdeckung einen vom Innenraum des Gargeräts abgegrenzten Raum definieren
kann, kann zur Verbesserung der thermischen Isolierung in diesem abgegrenzten Raum
ein Medium wie Luft vorgesehen sein. Das Medium kann so gewählt werden, dass die Mikrowellen
sich mit weniger Energieverlusten durch das Medium ausbreiten können, als es der Fall
wäre, wenn die Abdeckung einfach dicker gemacht würde. Zudem kann in zumindest einem
Teil des abgegrenzten Raums eine Stabantenne angeordnet sein.
[0018] Wenn die Antenne zumindest einen sich durch die Öffnung erstreckenden elektrischen
Leiter umfasst, können quer zur Längsachse des Leiters abgestrahlte Mikrowellen ohne
Reflexionen in den Innenraum gelangen. Insbesondere kann so die Mikrowellenenergie
in gleichem Maße in alle Richtungen abgestrahlt werden.
[0019] Befindet sich zwischen dem zumindest einen elektrischen Leiter und der Abdeckung
ein Zwischenraum, ist der elektrische Leiter thermisch besser von dem Innenraum isoliert.
[0020] Umfasst das Gargerät eine sich zwischen der Abdeckung und dem elektrischen Leiter
erstreckende Stütze zur Führung der Antenne, kann die Strahlungscharakteristik nicht
leicht durch Stöße während des Transports des Gargeräts beeinträchtigt werden. Auch
kann das Gargerät bspw. auf Schiffen oder in Zügen ohne Beeinträchtigung seiner Funktionsweise
eingesetzt werden.
[0021] Weist die Abdeckung einen im Wesentlichen parallel zu der Wand oder dem Wandteil
mit der abzudeckenden Öffnung für die Antenne verlaufenden Flansch auf, so macht es
dies leichter, die Öffnung gegenüber dem Innenraum ausreichend abzudichten. Es können
dazu Flachdichtungen verwendet werden. Ferner ist die Dichtungsfläche relativ groß.
[0022] Ist die Öffnung rund, insbesondere kreisrund, so vereinfacht dies die Abdichtung
der Öffnung. Für eine gegebene Abmessung der Öffnung, bedingt durch die Antenne, ist
der Umfang der Öffnung bei einer runden, insbesondere einer kreisrunden, Öffnung am
größten.
[0023] Ist die Öffnung in einer Seitenwand oder einem Seitenwandteil des Innenraums vorgesehen,
werden an die Abdichtung der Öffnung zum Innenraum hin weniger hohe Anforderungen
gestellt, als dies bei einer Anordnung im Bodenbereich des Innenraums der Fall wäre.
Im letzteren Bereich sammeln sich insbesondere in Gargeräten für den Großkücheneinsatz
Flüssigkeit und Gargutreste. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bauhöhe des Gargeräts
relativ klein gehalten werden kann, so dass bestimmte Ausführungsformen auch stapelbar
sein können, ohne die Bedienbarkeit zu beeinträchtigen, da die Öffnung dann nicht
in der Decke angeordnet ist.
[0024] Ist die Öffnung in einem ersten Seitenwandteil vorgesehen, das an ein zweites Seitenwandteil
anschließt, und ist an dem zweiten Seitenwandteil ein Lüfterrad drehbar montiert,
dann breiten sich die von der Antenne abgestrahlten Mikrowellen, insbesondere wenn
das erste Seitenwandteil unter einem Winkel zum zweiten Seitenwandteil steht, in Richtung
des Lüfterrads in dem Innenraum aus. Sie werden dabei vom Lüfterrad, das im Allgemeinen
aus einem Mikrowellen reflektierenden Material hergestellt ist, verwirbelt. Das ohnehin
schon zur Be- und/oder Entlüftung vorhandene Lüfterrad bekommt somit eine zusätzliche
Funktion. Ein separater Modenmischer ist, zumindest im Bereich des Innenraums, wo
sich das Lüfterrad befindet, nicht erforderlich.
[0025] Umfasst das Gargerät zumindest eine Mikrowellenleitstruktur, die Mikrowellen von
zumindest einem Mikrowellengenerator bis zumindest an die Öffnung führt, so ist eine
Kühlung des Mikrowellengenerators einfacher vorzunehmen, insbesondere in dem Fall,
in dem eine weitere Heizung des Garraums, wie durch eine elektrische oder gasbetriebene
Heizeinrichtung, vorhanden ist. Der Mikrowellengenerator kann in größerer Entfernung
des Garraums positioniert werden. Im Allgemeinen besteht dann eine größere Freiheit
bei der Einteilung des im Gargerät vorhandenen Bauraums.
[0026] Umfasst die Mikrowellenleitstruktur einen Abschnitt, der bis an die Öffnung reicht
und im Querschnitt parallel zu der Wand oder dem Wandteil gesehen einem runden, insbesondere
kreisrunden, äußeren Umfang aufweist, so ist eine relativ kleine Wärmebrücke zwischen
der Mikrowellenleitstruktur und der Wand des Innenraums gegeben. Somit wird Wärmeleitung
in Richtung des Mikrowellengenerators so stark wie möglich eingeschränkt. Zudem ist
bei einer runden Querschnittsform der Effekt von thermischen Verspannungen geringer.
[0027] In dem Fall, in dem der Innenraum ein Strömungsleitglied umfasst, das den Innenraum
zumindest teilweise in einen Garraum und einen Druckraum aufteilt, im Druckraum ein
Lüfterrad angeordnet ist, das Strömungsleitglied mit zumindest einer, insbesondere
mittigen, Öffnung zum Ansaugen von Luft aus dem Garraum versehen ist und das Strömungsleitglied
zwischen dem Druckraum und dem Garraum, insbesondere am Randbereich des Strömungsleitglieds,
zumindest eine luftdurchlässige Verbindung freilässt, bilden der Druckraum und der
Garraum zwei gekoppelte Resonatoren für die Mikrowellen. Daher ist es unerheblich,
in welchen der beiden Teilräume des Innenraums die Mikrowellen zuerst abgestrahlt
werden. Zudem sorgt die Umwälzung der Garraumatmosphäre in dem Innenraum für eine
weitere Vergleichmäßigung der Temperatur. Zur weiteren Beeinflussung des Garraumklimas
kann eine Feuchtigkeitszufuhrvorrichtung wie eine Dampfeinspritzvorrichtung vorgesehen
sein, die Dampf in die Luftströmung einspritzt, oder eine elektrische Heizung oder
eine Gasheizung zum Aufheizen der Luft. Insbesondere bei Gargeräten für den Großkücheneinsatz
ist die Vergleichmäßigung des Garraumklimas, die durch die Umwälzung der Garraumatmosphäre
zustande kommt, von Vorteil.
[0028] Wenn das Gargerät eine Vielzahl von Öffnungen, von denen mindestens zwei auf unterschiedlichen
Höhen im Gargerät angeordnet sind, und jede zumindest eine Antenne zur Abstrahlung
von Mikrowellen in den Innenraum führt, wobei die von jeder Antenne abgestrahlten
Mikrowellen durch die jeweilige Öffnung in den Innenraum gelangen, und die Antennen
jeweils mit mindestens einem Magnetron, insbesondere mit einer Nennleistung von 2000
W HF oder weniger, in Verbindung stehen, dann ist in dem erfindungsgemäßen Gargerät
selbst bei einem großen Innenraum die Mikrowellenenergieverteilung besser, als es
der Fall wäre, wenn die Mikrowellen durch eine einzige Öffnung in den Innenraum gelangen
würden. Bei Verwendung einer Vielzahl von Magnetrons mit einer jeweiligen Nennleistung
von maximal 2000 W HF kann dabei auf Magnetrons für Mikrowellengargeräte für den Privatgebrauch
zurückgegriffen werden, die in Großserien kostengünstig hergestellt werden. So werden
auch in Gargeräten für den Großkücheneinsatz handelsübliche Komponenten verwendbar.
Zugleich wird eine gute Mikrowellenenergieverteilung realisiert.
[0029] Falls das Gargerät eine weitere Einrichtung zur Behandlung von Gargut im Garraum
umfasst, kann das Gargut einer kombinierten Behandlung unterzogen werden, ohne dass
es dem Gargerät entnommen werden muss.
[0030] Wenn das Gargerät zumindest eine Sensiereinrichtung und eine Steuer- oder Regeleinrichtung,
insbesondere eine Steuer- und Regeleinrichtung, die mit zumindest einer Mikrowellenquelle
und gegebenenfalls der weiteren Behandlungseinrichtung in Wirkverbindung steht, umfasst,
kann Gargut einer komplizierten Kombinationsbehandlung unterzogen werden, ohne dass
dazu menschliches Eingreifen oder menschliche Aufsicht zwingend erforderlich ist.
[0031] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beispielhaft aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer
Zeichnungen. Dabei zeigt:
- Figur 1
- eine Längsschnittansicht eines Teils eines ersten erfindungsgemäßen Gargeräts von
vorne;
- Figur 2
- eine Querschnittansicht eines Teils des Gargeräts von Figur 1 von oben;
- Figur 3
- eine perspektivische Ansicht einer Mikrowellenleitstruktur mit einem Element zum Abstrahlen
von Mikrowellen in den Innenraum des Gargeräts der Figur 1 und 2 und mit einer das
Element umgebenden Haube;
- Figur 4
- eine Hinteransicht der Mikrowellenleitstruktur von Figur 3;
- Figur 5
- eine stirnseitige Ansicht der Mikrowellenleitstruktur der Figuren 3 und 4;
- Figur 6
- eine Seitenansicht der Mikrowellenleitstruktur der Figur 3 bis 5;
- Figur 7
- eine Längsschnittansicht der Mikrowellenleitstruktur der Figur 3 bis 6;
- Figur 8
- eine Längsschnittansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Gargeräts;
- Figur 9
- einen Querschnitt in Draufsicht des zweiten Gargeräts von Figur 8;
- Figur 10
- eine schematische Querschnittansicht eines handelsüblichen Magnetrons; und
- Figur 11
- eine Detailansicht der Anordnung einer Mikrowellenquelle an der Wand des zweiten Gargeräts
der Figur 8 und 9.
[0032] Ein in den Figuren 1 und 2 beispielhaft dargestelltes erstes erfindungsgemäßes Gargerät
1 umfasst einen von einer Rückwand 2, einer Decke 3, einer Bodenfläche 4, einer ersten
Seitenwand 5, einer Vorderwand 6, einer zweiten Seitenwand 7 und einem Seitenwandteil
8 begrenzten Innenraum, wobei die Rückwand 2 sowie die Vorderwand 6 auch als Seitenwände
bezeichnet werden können. Der Innenraum wird von einem Strömungsleitglied 9 zumindest
teilweise in einen Garraum 10 und einen Druckraum 11 aufgeteilt. In der Vorderwand
6 befindet sich eine nicht näher dargestellte Tür zur Beladung des Garraums 10 mit
Gargut (nicht gezeigt) und Entnahme desselben.
[0033] In dem Garraum 10 ist ein Gestell 12 mit einer Vielzahl von Schienen 13a-f zum Einschieben
von Gargutträgern (nicht gezeigt), auf die das Gargut platziert ist, vorgesehen.
[0034] In dem Druckraum 11 befindet sich ein Radiallüfterrad 14, das über eine Welle 15
von einem Motor 16 angetrieben wird. Das Radiallüfterrad 14 saugt Luft, Dampf und
Wrasen aus dem Garraum 10 durch eine sich im zentralen Bereich des Strömungsleitglieds
9 befindende Öffnung 17 an und bläst sie radial ab. Es entsteht also eine Druckdifferenz
zwischen dem Druckraum 11 und dem Garraum 10. Die angesaugten Gasen gelangen aufgrund
dieser Druckdifferenz wieder in den Garraum 10, und zwar durch Schlitze 18 zwischen
dem Rand des Strömungsleitglieds 9 und der Decke 3 und gegebenenfalls der Bodenfläche
4. Zusätzlich oder alternativ zu den Schlitzen 18 können im Randbereich des Strömungsleitglieds
9 auch Öffnungen im Strömungsleitglied 9 vorgesehen sein.
[0035] Das dargestellte Gargerät 1 umfasst eine Mikrowellenheizvorrichtung und eine weitere
Einrichtung zur Behandlung des Garguts im Garraum 10, wie eine (nicht dargestellte)
Be- und Entlüftungseinrichtung. Zudem können zum Beispiel eine elektrische Heizeinrichtung,
eine gasbetriebene Heizeinrichtung, eine Wärmetauscheinrichtung, eine Kühleinrichtung,
eine Feuchtigkeitszuführeinrichtung und/oder eine Feuchtigkeitsabführeinrichtung vorgesehen
sein. Die elektrische oder gasbetriebene Heizeinrichtung oder die Wärmetauscheinrichtung
kann das Lüfterrad 14 zur Aufheizung der geförderten Luft ganz oder teilweise umgeben.
Die Feuchtigkeitszuführeinrichtung kann zum Beispiel eine Dampfeinspritzvorrichtung,
die Dampf in die Luftströmung des Radiallüfterrads 14 einspritzt, umfassen. Die Feuchtigkeitsabführeinrichtung
befindet sich bevorzugt in einem Bodenbereich 19.
[0036] Zumindest die Regelung oder Steuerung und der elektrische Anschluss jeder Behandlungseinrichtung
befinden sich, wie auch der Motor 16, in einem Installationsraum 20 neben dem Druckraum
11. In dem dargestellten Beispiel ist der Installationsraum 20 über eine (nicht dargestellte)
Tür in einer äußeren Seitenwand 21 direkt zugänglich, nämlich von außerhalb des Gargeräts
1, um Wartung und Installation einfacher zu machen.
[0037] Die Mikrowellenheizung umfasst zwei Magnetrons 22, 23, die Mikrowellen erzeugen,
die in den Innenraum jeweils über eine Wellenleitstruktur 24, 25 eingespeist werden.
In dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiel werden die Mikrowellen in den
Druckraum 11 abgestrahlt. Der Druckraum 11 und der Garraum 10 bilden gekoppelte, im
Wesentlichen quaderförmige, Resonatoren. Aus diesem Grund findet auch eine gleichmäßige
Verteilung der in dem Druckraum 11 abgestrahlten Mikrowellenenergie in dem Garraum
10 statt. Die Koppelung erfolgt im Wesentlichen über die Schlitze 18, die auch zur
Umwälzung der Garraumatmosphäre vorgesehen sind. Zusätzlich können im Strömungsleitglied
9 (nicht dargestellte) für Mikrowellen durchlässige Öffnungen vorgesehen sein. Um
die Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 11 und dem Garraum 10 aufrechtzuerhalten,
sind solche zusätzliche Öffnungen generell nicht luftdurchlässig, sondern gefüllt
mit dielektrischem Material, z.B. Quarz-Glas, Borsilikat-Glas oder Keramik.
[0038] Das Radiallüfterrad 14 ist zumindest teilweise aus einem Material, das Mikrowellen
reflektiert, hergestellt. Die Mikrowellen werden über Pforten 26,27 in den Druckraum
11 abgestrahlt. Diese Pforten 26,27 befinden sich in dem Seitenwandteil 8, das benachbart
der Seitenwand 7, durch die die Antriebswelle 15 des Radiallüfterrads 14 ragt, angeordnet
ist. Das Radiallüfterrad 14 erstreckt sich, bezogen auf die Antriebswelle 15, in radialer
Richtung bis maximal zum Übergang von der Seitenwand 7 zum Seitenwandteil 8, so dass
die Pforten 26,27 nicht von dem Lüfterrad 14 abgeschirmt werden. Es wird im Nachfolgenden
erläutert, dass für die Abstrahlung der Mikrowellen Elemente in Form von Antennen
vorgesehen sind. Die Strahlungscharakteristik der Antennen ist dabei derart, dass
zumindest eine Abstrahlung parallel zum Seitenwandteil 8 erfolgt. Die so abgestrahlten
Mikrowellen erreichen deshalb das Radiallüfterrad 14 und werden von ihm verwirbelt,
was zu einer Vergleichmäßigung durch Modenmischung führt und die Verteilung der Mikrowellen
in dem Garraum 10 unterstützt.
[0039] Auch wenn das Gargerät 1 für den Großkücheneinsatz ausgelegt ist, werden aus Kostengründen
handelsübliche Magnetrons 22, 23, die für den Einsatz in Haushaltsmikrowellengeräten
ausgelegt sind, verwendet. Diese haben eine Nennleistung von ungefähr 2000 W HF. Um
trotzdem eine ausreichende Heizung des Garguts zu erreichen, wird die Anzahl der Magnetrons
22, 23 und Mikrowellenleitstrukturen 24 in Abhängigkeit von der Anzahl an Schienen
13a-f im Gestell 12, also der Anzahl und Abmessungen der aufnehmbaren Gargutträger,
ermittelt. Um eine noch gleichmäßigere Mikrowellenenergieverteilung zu realisieren,
sind die Pforten 26, 27 auf unterschiedlichen Höhen vorgesehen. Aus diesem Grund ist
in dem dargestellten Beispiel einer Wellenleitstruktur 24, 25 jeweils ein Magnetron
22, 23 zugeordnet. In einer alternativen Ausführungsform könnten es jedoch mehrere
sein, z.B. zwei Mikrowellengeneratoren pro Wellenleitstruktur 24, 25 bei zwei Pforten
26, 27.
[0040] Die Verwendung der Mikrowellenleitstrukturen 24, 25 ermöglicht es, das Seitenwandteil
8 relativ klein zu halten, da die Magnetrons 22,23 nicht unbedingt unmittelbar hinter
demselben im Installationsraum 20 angeordnet sein müssen. Dies wiederum ermöglicht
den Einsatz eines größeren Radiallüfterrads 14 und/oder einer das Radiallüfterrad
14 umgebenden weiteren Heiz- oder Wärmetauscheinrichtung.
[0041] In dem Garraum 10 des Gargeräts 1, das für den Großkücheneinsatz konzipiert ist,
herrschen zeitweise extreme Bedingungen. Insbesondere kann die Feuchtigkeit hoch sein
und die Temperatur kann Werte von ungefähr 400°C erreichen. Der Installationsraum
20 und die sich darin befindenden Komponenten, insbesondere auch die Magnetrons 22,23,
sollten vor dieser Atmosphäre geschützt werden.
[0042] Eine Mikrowellenleitstruktur 28, die als Mikrowellenleitstruktur 24 oder 25 eingesetzt
werden kann, ist in den Figuren 3-7 dargestellt. Sie umfasst einen ersten Abschnitt,
der einen Rechteckhohlleiter 29 umfasst, und einen zweiten Abschnitt 30, der sich
in dieser Ausführungsform aus einem ersten Teil 31 mit zylindrischer, kreisförmiger
Außenwand und einer Kupplung 32 zusammensetzt. Der Durchmesser besagten kreisförmigen
Abschnitts ist dabei kleiner als der Abstand zwischen jeweils zwei parallelen Wänden
des Rechteckhohlleiters 29. Die äußere Wand der Kupplung 32 weist an der Innenseite
und an der Außenseite zumindest im Bereich einer Öffnung im Seitenwandteil 8 (Figuren
1 und 2) einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Anbindung vom ersten Teil 31 des
zweiten Abschnitts 30 an den Rechteckhohlleiter 29 wird mittels einer Gewindebuchse
33 realisiert, siehe Figur 7.
[0043] In einer im Wesentlichen flachen Wand 34 des Rechteckhohlleiters 29 befindet sich
eine Öffnung 35 mit Befestigungsmitteln, z.B. in Form eines Gewindes 36 zum Anschrauben
eines Magnetrons 22,23. Die Magnetronantenne ragt nach Anschraubung durch die Öffnung
35 in den Rechteckhohlleiter 29 hinein, der als Resonatorraum fungiert.
[0044] Der zweite Abschnitt 30 der Mikrowellenleitstruktur 28 umfasst einen Rundhohlleiter
mit einem Innenleiter 37, also einen Koaxialleiter. Der Innenleiter 37 erstreckt sich
bis in den Rechteckhohlleiter 29, wie in der Figur 7 zu sehen ist. Er ist dort um
ungefähr 90° gebogen, um an einem ersten Ende 38 an einer Wand 39 des Rechteckhohlleiters
29 mittels einer Schraube 40 befestigt werden zu können.
[0045] Im Bereich der Kupplung 32 befindet sich zur Abdichtung gegenüber der Garraumatmosphäre
eine Haube 41 aus dielektrischem Material. Das Material soll auch eine niedrige Wärmeleitfähigkeit
aufweisen, so dass sich Materialien wie Glas, z.B. Quarz-Glas oder Borsilikat-Glas
(Pyrex), oder Steatit anbieten. Glas hat gegenüber keramischen Materialien den Vorteil
einer niedrigeren dielektrischen Konstante.
[0046] Obwohl eine weitere Abdichtung im Bereich zwischen dem Innenleiter 37 und der Innenwand
der Kupplung 32, bzw. des ersten Teils 31 des zweiten Abschnitts 30 vorgenommen werden
kann, bspw. durch eine weitere nicht gezeigte dielektrische Dichtscheibe, entfällt
im Prinzip die Notwendigkeit hierzu. Vor allem wegen der unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten
des Materials der Kupplung einerseits und des Materials der dielektrischen Dichtscheibe
andererseits ist der Einsatz der letzteren unerwünscht.
[0047] Die Haube 41 stützt sich auf der Kupplung 32 über einen Flansch 42 und eine Flachdichtung
43 ab. In einer alternativen Ausführungsform könnte sie sich auf ähnliche Weise auf
dem Wandteil 8 des Gargeräts 1 abstützen. Die Haube 41 wird mit einer Überwurfmutter
44 gegen die Kupplung 32 am Ende des zweiten Abschnitts 30 der Mikrowellenleitstruktur
28 gepresst und mittels einer zweiten Flachdichtung 45 gegenüber der Garraumatmosphäre
abgedichtet.
[0048] Die Kupplung 32 verbindet die Mikrowellenleitstruktur 28 mit dem Seitenwandteil 8
des Innenraums des Gargeräts 1, das in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Dazu wird
die Kupplung 32 bei der Montage durch eine runde Öffnung (nicht gezeigt) im Seitenwandteil
8 gesteckt. Die Kupplung 32 stützt sich dabei über einen Flansch 46 auf der Außenwand
des Seitenwandteils 8 ab. An der Innenseite des Seitenwandteils 8 greift eine Flachdichtung
47 an. Eine zweite Überwurfmutter 48 sorgt für eine gasdichte Abdichtung des Installationsraums
20 gegenüber dem Druckraum 11.
[0049] In der in den Figuren 3-7 dargestellten Ausführungsform geht der Innenleiter 37 an
einem zweiten Ende 49 in eine Antenne 50 zum Abstrahlen der Mikrowellen in den Druckraum
11 des Gargeräts 1 über. In diesem Fall wird die Antenne 50 also von dem Ende 49 des
Innenleiters 37 gebildet. Es gibt demzufolge wenig Bauteile, und es wird eine Sprungstelle
vermieden. In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform sind am Ende des
Innenleiters 37 Mittel zur lösbaren Befestigung einer separaten Antenne vorgesehen.
In dem Fall kann die Strahlungscharakteristik über die Auswahl einer Antenne mit einer
bestimmten Form frei gewählt werden. Die abgebildete Antenne 50 ist eine fest positionierte
Stabantenne, z.B. eine λ/4- oder λ/2-Dipolantenne. In einer alternativen Ausführungsform
kann die Antenne 50 eine andere als die dargestellte Form aufweisen. Insbesondere
kann eine fest positionierte zirkularpolarisierte Antenne, wie eine spiralförmige
Antenne, verwendet werden.
[0050] In der in den Figuren 3-7 dargestellten Ausführungsform wird der Innenleiter 37 im
zweiten Abschnitt 30 der Mikrowellenleitstruktur 28 mittels einer Scheibe 51 aus dielektrischem
Material, z.B. Quarz-Glas oder Steatit, zentriert. Über die Position und Dicke der
Scheibe 51 kann auch eine Anpassung der Impedanz des zweiten Abschnitts 30 an die
des Rechteckhohlleiters 29 vorgenommen werden. Zudem befindet sich zumindest eine
Stütze 52 zur Führung der Antenne 50 in der Haube 41. Es kann auch vorgesehen sein,
lediglich die Stütze 52, also ohne die Scheibe 51, anzubringen.
[0051] In den Figuren 8 und 9 ist ein zweites erfindungsgemäßes Gargerät 53 dargestellt,
das wie das erste Gargerät 1 der Figur 1 und 2 einen von einer Rückwand 54, einer
Decke 55, einer Bodenfläche 56, einer ersten Seitenwand 57, einer Vorderwand 58, einer
zweiten Seitenwand 59 und einem Seitenwandteil 60 definierten Innenraum umfasst. Auch
in diesem Fall ist der Innenraum von einem Strömungsleitglied 61 zumindest teilweise
in einen Garraum 62 und einen Druckraum 63 aufgeteilt und ist in dem Garraum 62 ein
Gestell 64 mit einer Vielzahl von Schienen 65a-f zum Einschieben von Gargutträgern
(nicht gezeigt), auf die Gargut (nicht gezeigt) platzierbar ist, vorgesehen.
[0052] In dem Druckraum 63 befindet sich ein Radiallüfterrad 66, das über eine Welle 67
von einem Motor 68 angetrieben wird. Der Motor 68 befindet sich in einem neben dem
Druckraum 63 angeordneten Installationsraum 69. Das Radiallüfterrad 66 saugt Atmosphäre
aus dem Garraum 62 durch eine sich im Mittelbereich des Strömungsleitglieds 61 befindende
Öffnung 70 an und bläst sie radial ab.
[0053] Das dargestellte Gargerät 53 umfasst eine Mikrowellenheizung und eine weitere Einrichtung
zur Behandlung von Gargut im Garraum 62, ebenso wie das in Zusammenhang mit den Figuren
1 und 2 beschriebene Gargerät 1.
[0054] Im Unterschied zu dem in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Gargerät
1 werden bei dem in den Figuren 8 und 9 dargestellten Gargerät 53 die in Magnetrons
71,72 erzeugten Mikrowellen durch eine jeweilige Pforte 73,74 auf einem direktem Weg
in den Druckraum 63 abgestrahlt.
[0055] Der Druckraum 63 und der Garraum 62 bilden wieder gekoppelte, im Wesentlichen quaderförmige
Resonatoren. Aus diesem Grund findet auch eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowellenenergie
in dem Garraum 62 über die Einspeisung derselben in den Druckraum 69 statt. Die Kopplung
erfolgt wiederum im Wesentlichen über Schlitze 75 zwischen dem Strömungsleitglied
61 und den Wänden 58,54,55,56 des Innenraums, die auch zur Umwälzung der Garraumatmosphäre
vorgesehen sind.
[0056] Das Radiallüfterrad 66 erstreckt sich in radialer Richtung bis höchstens zu dem Übergang
von der Seitenwand 59 zum Seitenwandteil 60, so dass die Pforten 73,74 nicht von dem
Lüfterrad 66 abgeschirmt werden. Für die Abstrahlung in den Druckraum 69 sind Stab-
oder Schlitzantennen vorgesehen, von denen ein Antennenstummel 77 dargestellt ist.
Die Strahlungscharakteristik ist derart, dass zumindest eine Abstrahlung parallel
zum Seitenwandteil 60 erfolgt. Die so abgestrahlten Mikrowellen erreichen deshalb
auch das Radiallüfterrad 66 und werden von ihm verwirbelt. Zur Vergleichmäßigung der
Mikrowellenenergie und Übertragung der Mikrowellenenergie in den Garraum 62 trägt
auch bei, dass das Seitenwandteil 60 unter einem Winkel zur Seitenwand 59 steht. Aufgrund
dieser Anordnung werden die Mikrowellen schon teilweise über die Rückwand 54 in den
Garraum 62 hineinreflektiert.
[0057] Zur Verdeutlichung einiger hier verwendeter Begriffe ist in der Figur 10 beispielhaft
das Magnetron 71 mit an sich bekannter Auslegung dargestellt. Das Magnetron 71 umfasst
ein Gehäuse 76, aus dem der Antennenstummel 77 hervorsteht, und eine Kathode 78, die
während des Betriebs aufgeheizt wird. Die Kathode 78 wird von einer Anode 79 mit hervorstehenden
Flügeln 80 umgeben. Das Magnetron 71 umfasst ferner einen Magnetenstapel 81. Während
des Betriebs werden die von der Kathode 78 emittierten Elektronen unter Einfluss der
elektrischen und magnetischen Felder um die Kathode 78 herum geführt. Durch die Einwirkung
der elektrischen und magnetischen Felder auf die auf die Anode 79 einfallenden Elektronen
entsteht eine Oszillation. Ein Innenleiter 82 der Antenne koppelt die generierten
Mikrowellen aus der durch die Kathode 78 und Anode 79 mit Flügeln 80 gebildeten Oszillatorvorrichtung
aus und strahlt sie über den Antennenstummel 77 in den Druckraum 63 ab. Der Innenleiter
82 wird dabei von einer Schutzkappe 83 umgeben. Die in dem Magnetron 71 erzeugten
Mikrowellen werden also direkt in den Druckraum 63 abgestrahlt, ohne Zwischenschaltung
eines Wellenleiters. Es sei darauf hingewiesen, dass manche Magnetrons statt eines
Innenleiters 82 einen Hohlleiter zur Auskopplung der Mikrowellen umfassen.
[0058] Die Magnetrons 71,72 sind an der Außenseite des Seitenwandteils 60 befestigt. Um
sie vor der Garraumatmosphäre zu schützen, wird, wie aus der Figur 11 ersichtlich,
eine Haube 84 eingesetzt. Die Haube 84 ist aus einem dielektrischen Material, das
für Mikrowellen durchlässig ist, hergestellt. Die Beschreibung der Haube 41 der ersten
Ausführungsform des Gargeräts 1 trifft auch auf die Haube 84 aus der Figur 11 zu.
[0059] Diese Haube 84 umgibt den durch eine Öffnung im Seitenwandteil 60 ragenden Antennenstummel
77 des Magnetrons 71. Zur Erhöhung der thermischen Isolierung befindet sich ein Zwischenraum
85 zwischen der Innenseite der Haube 84 und dem Antennenstummel 77. Der Zwischenraum
85 ist mit Luft gefüllt.
[0060] Um den unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten der Haube 84 und des Seitenwandteils
60 Rechnung zu tragen, ist die Haube 84 in der dargestellten Ausführungsform über
einen Flansch 86 an dem Seitenwandteil 60 befestigt. Somit erfüllt die Haube 84 die
doppelte Funktion einer gasdichten Abdichtung zum Druckraum 63 hin als auch einer
thermischen Isolierung des Magnetronantennenstummels 77. Die Flanschverbindung umfasst
ferner zwei Flachdichtungen 87,88, ein Edelstahldrehteil 89 und Schrauben 90,91 zur
Befestigung des Edelstahldrehteils 89 an der Garraumseite des Seitenwandteils 60.
[0061] Die direkte Magnetronankopplung, wie sie oben und in den Figuren 8-11 dargestellt
ist, hat den Vorteil, dass die in professionellen Gargeräten üblichen Modenmischerboxen
und Schaufelräder außerhalb des Gargeräteninnenraums entfallen. Dies gilt auch für
zum Schutz eines Magnetrons vor Fehlanpassung notwendige Hohlleiter, Zirkulatoren
und Richtkoppler, die üblicherweise verwendet werden. Es werden sowohl Kosten als
auch Platz in dem Installationsraum 69 gespart.
[0062] Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen
Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
[0063]
- 1
- Gargerät
- 2
- Rückwand
- 3
- Decke
- 4
- Bodenfläche
- 5
- Seitenwand
- 6
- Vorderwand
- 7
- Seitenwand
- 8
- Seitenwandteil
- 9
- Strömungsleitglied
- 10
- Garraum
- 11
- Druckraum
- 12
- Gestell
- 13a-f
- Schiene
- 14
- Radiallüfterrad
- 15
- Welle
- 16
- Motor
- 17
- Öffnung
- 18
- Schlitz
- 19
- Bodenbereich
- 20
- Installationsraum
- 21
- Seitenwand des Gargeräts
- 22
- 1. Magnetron
- 23
- 2. Magnetron
- 24
- 1. Mikrowellenleitstruktur
- 25
- 2. Mikrowellenleitstruktur
- 26
- 1. Pforte
- 27
- 2. Pforte
- 28
- Mikrowellenleitstruktur
- 29
- Rechteckhohlleiter
- 30
- 2. Abschnitt
- 31
- 1. Teil des 2. Abschnitts
- 32
- Kupplung
- 33
- Gewindebuchse
- 34
- Wand des Rechteckhohlleiters
- 35
- Öffnung in der Wand
- 36
- Gewinde an der Öffnung
- 37
- Innenleiter
- 38
- 1. Ende des Innenleiters
- 39
- Wand des Rechteckhohlleiters
- 40
- Schraube
- 41
- Haube
- 42
- Flansch der Haube
- 43
- Flachdichtung
- 44
- Überwurfmutter
- 45
- Flachdichtung
- 46
- Flansch
- 47
- Flachdichtung
- 48
- Überwurfmutter
- 49
- 2. Ende des Innenleiters
- 50
- Antenne
- 51
- Scheibe
- 52
- Stütze
- 53
- Gargerät
- 54
- Rückwand
- 55
- Decke
- 56
- Bodenfläche
- 57
- Seitenwand
- 58
- Vorderwand
- 59
- Seitenwand
- 60
- Seitenwandteil
- 61
- Strömungsleitglied
- 62
- Garraum
- 63
- Druckraum
- 64
- Gestell
- 65a-f
- Schiene
- 66
- Radiallüfterrad
- 67
- Welle
- 68
- Motor
- 69
- Installationsraum
- 70
- Öffnung
- 71
- Magnetron
- 72
- Magnetron
- 73
- Pforte
- 74
- Pforte
- 75
- Schlitze
- 76
- Magnetrongehäuse
- 77
- Antennenstummel
- 78
- Kathode
- 79
- Anode
- 80
- Flügel
- 81
- Magnetenstapel
- 82
- Innenleiter
- 83
- Schutzkappe
- 84
- Haube
- 85
- Zwischenraum
- 86
- Flansch
- 87
- Flachdichtung
- 88
- Flachdichtung
- 89
- Edelstahldrehteil
- 90
- Schraube
- 91
- Schraube
1. Gargerät (1;53), umfassend:
einen Innenraum (10,11;62,63), welcher zumindest einen Garraum (10;62) zur Aufnahme
von Gargut umfasst,
zumindest eine Wand oder ein Wandteil (8;60) mit zumindest einer Öffnung, zumindest
eine Antenne (50;77) zur Abstrahlung von Mikrowellen in den Innenraum (10, 11; 62,
63) und
eine Abdeckung (41;84) aus einem im Wesentlichen für Mikrowellen durchlässigen Material,
die die Öffnung abdeckt, um die Antenne (50;77) vor der Atmosphäre in dem Innenraum
(10,11;62,63) zu schützen, wobei
die Mikrowellen durch die Abdeckung (41;84) in den Innenraum (10,11;62,63) gelangen
und die Wand oder des Wandteils (8;60) von der den Innenraum (10,11;62,63) begrenzenden
Wandung (2-8 ; 53 - 60) umfasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (41;84) sich parallel zu der Wand oder dem Wandteil (8;60) über lediglich
einen Teil der von der Wand oder dem Wandteil (8;60) definierten Fläche erstreckt.
2. Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckung (41;84) einen vom Innenraum (10,11;62,63) des Gargeräts (1;53) abgegrenzten
Raum innerhalb der Wandung (2 -8; 53 - 60) des Innenraums (10,11 ;62,63) definiert
und/oder einen im Wesentlichen parallel zu der Wand oder dem Wandteil (8; 60) verlaufenden
Flansch (42;86) aufweist.
3. Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antenne (50;77) zumindest einen sich durch die Öffnung erstreckenden elektrischen
Leiter umfasst, wobei sich vorzugsweise zwischen dem zumindest einen elektrischen
Leiter und der Abdeckung (41;84) ein Zwischenraum (85) und/oder zumindest eine Stütze
(52) zur Führung der Antenne (50;77) befindet bzw. befinden.
4. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung rund, insbesondere kreisrund, ist und/oder in einer Seitenwand (8;60),
vorzugsweise in einem ersten Seitenwandteil (8;60), des Innenraums (10,11;62,63) vorgesehen
ist.
5. Gargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Seitenwandteil (8;60), insbesondere mit einem stumpfen Winkel, an einem
zweiten Seitenwandteil (7;59), an dem vorzugsweise ein Lüfterrad (14;66) drehbar montiert
ist, angebracht ist.
6. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Innenraum (10,11;62,63) ein Strömungsleitglied (9;61) angeordnet ist, das den
Innenraum (10,11;62,63) zumindest teilweise in einen Garraum (10;62) und einen Druckraum
(11;63) aufteilt, wobei
in dem Druckraum (11;63) ein Lüfterrad (14;66) angeordnet ist,
das Strömungsleitglied (9;61) mit zumindest einer Öffnung (17;70), insbesondere einer
mittig angeordneten Öffnung (17;70), zum Ansaugen von Atmosphäre aus dem Garraum (10;62)
in den Druckraum (11;63) versehen ist und
das Strömungsleitglied (9;61) zwischen dem Druckraum (11;63) und dem Garraum (10;62),
insbesondere am Randbereich des Strömungsleitglieds (9;61), zumindest eine Verbindung
(18;75) zum Ausblasen von Atmosphäre aus dem Druckraum (11;63) in den Garraum (10;62)
freilässt.
7. Gargerät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenwandteil (8;60) zum Lüfterrad (14; 66) und/oder auf einen Punkt im Innenraum
(10,11;62,63), insbesondere im Garraum (10;62), ausgerichtet oder ausrichtbar ist.
8. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Mikrowellenleitstruktur (24,25;28), die Mikrowellen von zumindest
einem Mikrowellengenerator (22,23) bis zumindest an die Öffnung führt, wobei vorzugsweise
die Mikrowellenleitstruktur (24,25;28) einen Abschnitt (30) umfasst, der bis an die
Öffnung reicht, und zwar vorzugsweise mit einem im Querschnitt parallel zur Ausbreitungsrichtung
der Mikrowellen gesehen runden, insbesondere kreisrunden, äußeren Umfang.
9. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Öffnungen, von denen mindestens zwei auf unterschiedlichen Höhen im Gargerät
(1;53) angeordnet sind und jede zumindest eine Antenne (50;77) zur Abstrahlung von
Mikrowellen in den Innenraum (10,11;62,63) führt, wobei insbesondere die Antennen
(50;77) jeweils mit mindestens einem Magnetron (22,23), vorzugsweise mit einer jeweiligen
Nennleistung von bis zu 2000 W HF, in Verbindung stehen.
10. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eine weitere Einrichtung zur Behandlung von Gargut im Garraum, insbesondere
zumindest eine Einrichtung aus der Gruppe umfassend:
eine elektrische Heizeinrichtung,
eine gasbetriebene Heizeinrichtung,
eine Wärmetauscheinrichtung,
eine Kühleinrichtung,
eine Feuchtigkeitszuführeinrichtung,
eine Feuchtigkeitsabführeinrichtung,
eine Belüftungseinrichtung und
eine Entlüftungseinrichtung.
11. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch zumindest eine Sensiereinrichtung, eine Anzeigeeinrichtung, eine Bedieneinrichtung
und eine Steuer- oder Regeleinrichtung, wobei die Steuer- oder Regeleinrichtung vorzugsweise
mit zumindest einer Mikrowellenquelle, zumindest einer weiteren Behandlungseinrichtung,
der Anzeigeeinrichtung, der Bedieneinrichtung und/oder der Sensiereinrichtung in Wirkverbindung
steht.