EP0369321B1 - Umluftgebläse für Backöfen - Google Patents

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EP0369321B1
EP0369321B1 EP89120760A EP89120760A EP0369321B1 EP 0369321 B1 EP0369321 B1 EP 0369321B1 EP 89120760 A EP89120760 A EP 89120760A EP 89120760 A EP89120760 A EP 89120760A EP 0369321 B1 EP0369321 B1 EP 0369321B1
Authority
EP
European Patent Office
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drive shaft
microwave oven
muffle
baking muffle
spring element
Prior art date
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EP89120760A
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English (en)
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EP0369321A3 (en
EP0369321A2 (de
Inventor
Reinhold Hopfensperger
Rolf Tungl
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Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Alcatel SEL AG
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Publication date
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Publication of EP0369321A3 publication Critical patent/EP0369321A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/647—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques
    • H05B6/6473—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with convection heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/32—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens
    • F24C15/322—Arrangements of ducts for hot gases, e.g. in or around baking ovens with forced circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings

Definitions

  • the invention relates to a microwave oven with a circulating air fan for circulating air in the baking muffle, in which an electric motor is fastened to the baking muffle rear wall by means of a bearing bracket and the drive shaft of the electric motor projects through an opening into the baking muffle.
  • the passage opening for the drive shaft in the back wall of the baking muffle is particularly critical, but also the drive shaft itself. In order to achieve a certain exit damping, the opening should not exceed a quarter of the wavelength of the high frequency. This condition can be met without major difficulties. It is much more difficult to get a grip on the part of the high frequency that comes out through the drive shaft.
  • the drive shaft acts as a radiator (part an antenna), whereby the baking muffle wall is used as an electrical counterweight.
  • the shortening factor is a function of the material and the diameter of the drive shaft. Part of the energy radiated by the drive shaft is damped by the stator package of the drive motor and the bearing brackets and converted into heat, but the free part can radiate unhindered.
  • a microwave oven is also known (DE-A-31 04 627) in which the muffle is designed to be microwave-proof.
  • a microwave throttle is arranged at the opening through which the drive shaft of the blower motor projects into the muffle, both inside and outside the muffle.
  • Each microwave choke consists of a cavity resonator, which are coupled to one another via the opening in the muffle rear wall and the drive shaft of the blower motor.
  • the microwave chokes create a high impedance in the area of the opening, as a result of which the microwave energy which wants to escape from the muffle is largely reflected.
  • the object of the invention is therefore to find an effective and inexpensive solution to prevent the radiation of high-frequency energy via the drive shaft.
  • the solution according to the invention consists in that a short circuit for high-frequency currents is arranged outside the baking muffle rear wall and the drive shaft.
  • the advantage of the invention is that a metal drive shaft is still used.
  • use is made of the fact that the skin effect is pronounced due to the high frequencies (of the order of about 2.5 GHz). This means that the electrical energy comes out of the baking muffle mainly via the surface of the drive shaft.
  • the high-frequency energy reaching the surface on the outside is picked up near the shaft by an electrically conductive element, for example a pair of clamping glasses, and short-circuited via the rear wall of the baking muffle.
  • an electrically conductive element for example a pair of clamping glasses
  • This not only ensures the shortest possible electrical path, but also ensures that tolerances due to production or operation (thermal expansion) are compensated for.
  • a further advantage of the invention results when the piece of the drive shaft protruding from the baking muffle is roughened and / or provided with an electrically poorly conductive layer. Due to the already mentioned skin effect, less high-frequency energy escapes through a roughened surface than through a smooth (dead-run effect!).
  • Fig. 1a 10 denotes a drive motor which is flanged via a three-armed bearing bracket 16 to the rear wall 11 of the baking muffle of a baking oven, which is only partially shown.
  • a drive shaft denoted by 12 projects through an opening 17 into the interior of the baking muffle and drives a fan wheel (not shown) there.
  • a conductive connection designated 13 Between baking muffle rear wall 11 and drive shaft 12 there is a conductive connection designated 13, in the exemplary embodiment described here, a pair of clamping glasses.
  • the clamping glasses 13 are attached to a socket 14.
  • a shielding plate 15 is also provided.
  • the arrangement shown works as follows: If high-frequency energy reaches the outside through the opening 17 from the interior of the baking muffle via the drive shaft 12, it is short-circuited via the conductive connection 13, in this case by means of a pair of clamps, via the back wall of the baking muffle. Since the energy transport of high-frequency energy from the interior of the baking muffle to the outside takes place essentially on the surface of the drive shaft due to the skin effect, this measure prevents high-frequency energy from reaching the bearing bracket or the motor.
  • the socket 14 is held by the shielding plate 15.
  • the purpose of the shield plate 15 is a further high-frequency shield.
  • the spring element 13 is attached to the socket 14.
  • the conductive connection 13 is connected to the three-armed bracket 16, so the socket is missing. It is essential that the high-frequency energy reaching the outside is short-circuited via the back wall of the baking muffle so that electrical energy cannot be emitted.
  • the use of a spring element as a conductive connection also compensates for manufacturing and operational tolerances.
  • One way to minimize the amount of high-frequency energy that escapes to the outside is to roughen the part of the drive shaft that lies outside the baking muffle and / or with an electrically poorly conductive layer (reference numeral 32, FIG. 1b) cover. These measures dampen both the transport of the RF energy from the rear wall (reduction in conductivity) and the radiation of the wave outside the baking muffle (dead-running effect).
  • 1b shows a drive shaft which is provided with knurling 31 and a plurality of grooves 30.
  • a graphite layer is suitable as a coating.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the invention.
  • the same reference numerals designate the same elements as in FIG. 1.
  • the bushing 14 carrying the spring element is here connected directly to the bearing bracket 16.
  • the difference between the two exemplary embodiments results from the different design of the baking muffle rear wall.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenofen mit einem Umluftgebläse zum Umwälzen von Luft in der Backmuffel, bei dem ein Elektromotor mittels eines Lagerbügels an der Backmuffelrückwand befestigt ist und die Antriebswelle des Elektromotors durch eine Öffnung in die Backmuffel hineinragt.
  • Bei Mikrowellenöfen und kombinierten Umluft- und Mikrowellenöfen ist darauf zu achten, daß die innerhalb einer Backmuffel befindliche hochfrequente Strahlung nicht nach außen gelangt. Besonders kritisch ist hierfür unter anderem die Durchtrittsöffnung für die Antriebswelle in der Backmuffelrückwand, aber auch die Antriebswelle selbst. Um eine gewisse Austrittsdämpfung zu erreichen, sollte die Öffnung einen Durchmesser von einem Viertel der Wellenlänge der Hochfrequenz nicht überschreiten. Diese Bedingung kann ohne größere Schwierigkeiten eingehalten werden. Weitaus schwieriger ist es, den über die Antriebswelle nach außen gelangenden Teil der Hochfrequenz in den Griff zu bekommen. Beträgt beispielsweise die Länge des aus der Backmuffel herausragenden Teiles der Antriebswelle ein Viertel, ein Halb, fünf Achtel, ein Eintel, oder ein Vielfaches von der Wellenlänge Lambda mal einen Verkürzungsfaktor, so wirkt die Antriebswelle als Strahler (Teil einer Antenne), wobei die Backmuffelwand als elektrisches Gegengewicht benutzt wird. Der Verkürzungsfaktor ist eine Funktion des Materials und des Durchmessers der Antriebswelle. Ein Teil der über die Antriebswelle abgestrahlten Energie wird vom Ständerpaket des Antriebsmotors und von den Lagerbügeln gedämpft und in Wärme umgesetzt, der freie Teil kann jedoch ungehindert abstrahlen.
  • Aus der DE-PS 31 18 463 ist bekannt, daß eine aus keramischem Material gefertigte Antriebswelle die Abstrahlung hochfrequenter Energie nach außen verhindert. Diese Lösung ist zwar sehr wirkungsvoll, aber auch sehr teuer.
  • Es ist auch ein Mikrowellenofen bekannt (DE-A-31 04 627), bei dem die Muffel mikrowellendicht ausgebildet sein soll. Das ist bei dem bekannten Mirkowellenofen dadurch verwirklicht, daß an der Öffnung, durch welche die Antriebswelle des Gebläsemotors in die Muffel hineinragt, jeweils innerhalb und außerhalb der Muffel eine Mikrowellendrossel angeordnet ist. Jede Mikrowellendrossel besteht aus einem Hohlraumresonator, welche über die Öffnung in der Muffelrückwand und die Antriebswelle des Gebläsemotors miteinander gekoppelt sind. Die Mikrowellendrosseln bewirken eine hohe Impedanz im Bereich der Öffnung, wodurch die Mikrowellen-Energie, welche aus der Muffel nach außen gelangen möchte, größtenteils reflektiert wird. Diese bekannte Lösung ist mit einem großen mechanischen Aufwand verbunden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Verhinderung der Abstrahlung hochfrequenter Energie über die Antriebswelle, eine wirkungsvolle und preisgünstige Lösung zu finden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß außerhalb der Backmuffelrückwand und der Antriebswelle ein Kurzschluß für hochfrequente Ströme angeordnet ist.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auch weiterhin eine Antriebswelle aus Metall verwendet wird. Bei der Dämpfung der nach außen gelangenden Hochfrequenzenergie macht man sich die Tatsache zunutze, daß wegen der hohen Frequenzen (Größenordnung etwa 2,5 GHz) der Skin-Effekt ausgeprägt in Erscheinung tritt. Das bedeutet, daß die elektrische Energie hauptsächlich über die Oberfläche der Antriebswelle aus der Backmuffel gelangt.
  • Die an der Oberfläche nach außen gelangende Hochfrequenzenergie wird nahe der Welle von einem elektrisch leitenden Element, beispielsweise einer Klemmbrille, aufgenommen und über die Backmuffelrückwand kurzgeschlossen. Dadurch wird nicht nur ein elektrisch möglichst kurzer Weg realisiert, sondern auch sichergestellt, daß fertigungs- oder betriebsbedingte Toleranzen (Wärmeausdehnung) kompensiert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich dann, wenn das aus der Backmuffel herausragende Stück der Antriebswelle aufgerauht und/oder mit einer elektrisch schlecht leitenden Schicht versehen wird. Aufgrund des bereits erwähnten Skin Effektes gelangt über eine aufgerauhte Oberfläche weniger Hochfrequenzenergie nach außen als über eine glatte (Totlaufeffekt!).
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben und anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1a
    ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 1b
    die aufgerauhte Oberfläche der Antriebswelle,
    Fig. 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In Fig. 1a ist mit 10 ein Antriebsmotor bezeichnet, der über einen dreiarmigen Lagerbügel 16 an der nur teilweise dargestellten Rückwand 11 der Backmuffel eines Backofens angeflanscht ist. Eine mit 12 bezeichnete Antriebswelle ragt durch eine Öffnung 17 in den Backmuffelinnraum und treibt dort ein nicht gezeichnetes Lüfterrad an. Zwischen Backmuffelrückwand 11 und Antriebswelle 12 befindet sich eine mit 13 bezeichnete leitende Verbindung, im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Klemmbrille. Die Klemmbrille 13 ist an einer Buchse 14 befestigt. Weiterhin ist noch ein Abschirmblech 15 vorgesehen. Die dargestellte Anordnung wirkt wie folgt: Gelangt hochfrequente Energie über die Antriebswelle 12 durch die Öffnung 17 aus dem Backmuffelinnenraum nach außen, wird sie duch die leitende Verbindung 13, in diesem Falle also durch eine Klemmbrille, auf elektrisch sehr kurzem Wege über die Backmuffelrückwand kurzgeschlossen. Da der Energietransport von hochfrequenter Energie aus dem Backmuffelinnenraum nach außen wegen des Skin-Effektes im wesentlichen an der Oberfläche der Antriebswelle stattfindet, gelangt durch diese Maßnahme keine hochfrequente Energie auf den Lagerbügel oder in den Motor. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Buchse 14 durch das Abschirmblech 15 gehalten. Zweck des Abschirmbleches 15 ist eine weitere Hochfrequenzabschirmung. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Federelement 13 an der Buchse 14 befestigt. Bei anderer konstruktiver Gestaltung des Gebläses ist es auch denkbar, daß die leitende Verbindung 13 mit dem dreiarmigen Lagerbügel 16 verbunden ist, die Buchse also fehlt. Wesentlich ist, daß die nach außen gelangende hochfrequente Energie auf kürzestem Wege über die Backmuffelrückwand kurzgeschlossen wird, so daß es nicht zur Abstrahlung elektrischer Energie kommen kann. Durch Verwendung eines Federelementes als leitender Verbindung werden darüber hinaus fertigungs- und betriebsbedingte Toleranzen ausgeglichen.
  • Eine Möglichkeit, den nach außen gelangenden Teil hochfrequenter Energie so gering wie möglich zu machen, besteht darin, den Teil der Antriebswelle, der außerhalb der Backmuffel liegt, aufzurauhen und/oder mit einer elektrisch schlecht leitenden Schicht (Bezugszeichen 32, Fig. 1b) zu überziehen. Diese Maßnahmen dämpfen sowohl den Transport der Hf-Energie aus der Rückwand (Verringerung der Leitfähigkeit), als auch die Abstrahlung der Welle außerhalb der Backmuffel (Totlaufeffekt). Fig. 1b zeigt eine Antriebswelle, die mit einer Rändelung 31 und mehreren Nuten 30 versehen ist. Als Überzug eignet sich eine Graphitschicht.
  • Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente wie in Fig. 1. Die das Federelement tragende Buchse 14 ist hier direkt mit dem Lagerbügel 16 verbunden. Der Unterschied der beiden Ausführungsbeispiele ergibt sich durch die verschiedene konstruktive Ausgestaltung der Backmuffelrückwand.

Claims (9)

  1. Mikrowellenofen mit einem Umluftgebläse zum Umwälzen von Luft in der Backmuffel, bei dem ein Elektromotor (10) mittels eines Lagerbügels (16) an der Backmuffelrückwand (11) befestigt ist und die Antriebswelle (12) des Elektromotors (10) durch eine Öffnung (17) in die Backmuffel hineinragt,
    dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Backmuffel zwischen Backmuffelrückwand (11) und Antriebswelle (12) ein Kurzschluß für hochfrequente Ströme angeordnet ist.
  2. Mikrowellenofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß aus einem Federelement (13) besteht.
  3. Mikrowellenofen nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch eine Tellerfeder oder eine Klemmbrille als Federelement.
  4. Mikrowellenofen nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch ein mit der Backmuffelrückwand (11) und dem Federelement (13) leitend verbundenes Abschirmblech (15).
  5. Mikrowellenofen nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch eine an der Antriebswelle axial frei verschiebbare mit dem Federelement (13) elektrisch leitend verbundenen Buchse (14).
  6. Mikrowellenofen nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (13) am Lagerbügel (16) befestigt ist.
  7. Mikrowellenofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der Backmuffel (11) befindliche Teil der Antriebswelle (12) stark aufgerauht ist.
  8. Mikrowellenofen nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Antriebswelle (12) mit einer Rändelung (31) und/oder eingedrehten Nuten (30) versehen ist.
  9. Mikrowellenofen nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Antriebswelle (12) mit einer Schicht (32) aus einem Werkstoff mit großem elektrischem Widerstand überzogen ist.
EP89120760A 1988-11-12 1989-11-09 Umluftgebläse für Backöfen Expired - Lifetime EP0369321B1 (de)

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EP0369321A2 EP0369321A2 (de) 1990-05-23
EP0369321A3 EP0369321A3 (en) 1990-12-27
EP0369321B1 true EP0369321B1 (de) 1995-03-01

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EP (1) EP0369321B1 (de)
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