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Dokumentenidentifikation DE69114189T2 25.04.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0464390
Titel Hochfrequenzkochanlage mit einem elektromagnetischen Induktionsheizgerät.
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP;
Mitsubishi Electric Home Appliance Co., Ltd., Saitama, JP
Erfinder Ogasawara, Toshio, c/o Mitsubishi Electric, Hanazono-cho, Osato-gun, Saitama, JP
Vertreter Hoffmann, Eitle & Partner Patent- und Rechtsanwälte, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69114189
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 06.06.1991
EP-Aktenzeichen 911092641
EP-Offenlegungsdatum 08.01.1992
EP date of grant 02.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.04.1996
IPC-Hauptklasse H05B 6/80
IPC-Nebenklasse H05B 6/12   H05B 6/06   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kochheizer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welcher aus der EP-A-0 291 093 bekannt ist.

Ein Beispiel eines herkömmlichen elektromagnetischen Kochheizer ist in Figur 5 gezeigt, welches einen Hochfrequenz-Induktionsheizer oder einen Mikrowellenofen verwendet. In Figur 5 beinhaltet ein Gehäuse 1 in sich einen Heizraum 2, ein Magnetron 3 zum Erzeugen einer hochfrequenten elektromagnetischen Welle, einen Wellenleiter 4 zum Leiten der Mikrowelle in den Heizraum 2, in welchem ein Material 5, das zu kochen ist, angeordnet ist, eine fliegende Pfanne 6, die vom Heizraum entfernt werden kann und benutzt werden kann für andere Kochoperationen außerhalb des Heizers, einen Drehtisch 7, auf dem die fliegende Pfanne angebracht werden kann, und einen Motor 8 zum Antreiben des Drehtisches 7.

Beispielsweise kann es einen Fall geben, in dem die fliegende Pfanne 6 zunächst durch eine externe Wärmequelle, wie z.B. einen Gasofen, geheizt wird, um das Material darauf anzuschmoren, und sie darauf in den Heizraum 2 eingesetzt wird, um es einheitlich mit einer hochfrequenten elektromagnetischen Welle (typischerweise 2,45 GHz), erzeugt durch das Magnetron 3, zu erhitzen, während sich der Drehtisch 7 durch den Motor dreht.

Im sogenannten Kochsystem mit fliegender Pfanne, wie oben erwähnt, ist es notwendig, die fliegende Pfanne von den externen Ofen zum Anschmoren zum elektromagnetischen Heizer zu bringen, welcher entfernt vom externen Ofen sein kann.

Ein weiterer herkömmlicher Kochheizer umfaßt eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung und eine elektromagnetische Induktionsheizvorrichtung, einheitlich vorgesehen an der Hochfrequenz-Heizvorrichtung. In diesem Heizer wird das Material im elektromagnetischen Iduktionsheizer induktionsgeheizt, um es anzuschmoren, und dann in die Hochfrequenz- Heizvorrichtung zum inneren Aufheizen bewegt. Dies erfordert ebenfalls die Bewegung des Materials von der oberen elektromagnetischen Vorrichtung zur Hochfrequenzvorrichtung, welche störend ist. Da weiterhin ein Abstand zwischen einer elektromagnetischen Induktionsheizspule und einem magnetischen Behälter groß ausgewählt ist in Anbetracht der thermischen Isolierung, ist eine Kopplungseffizienz magnetischen Flusses niedrig, und daher ist eine Heizeffizienz relativ niedrig im Vergleich mit dem Kochen mit einem Gasbereich. Obwohl es eine weitere herkömmliche Vorrichtung gibt, bei der ein abgeschirmter Heizer vorgesehen ist innerhalb eines Heizraumes, um ein Anschmoren vorzusehen, ist die Heizeffizienz davon ebenfalls niedrig.

Weiterhin ist aus der EP-A-0 291 039 bekannt, eine rotierende Antenne verbunden mit dem Wellenleiter zum Leiten der Mikrowellen in den Kochraum an einer Bodenseite des Kochraums unterhalb der elektromagnetischen Spule vorzusehen. In diesem Fall ist die elektromagnetische Induktionsspule geschützt durch eine komplizierte Schichtstruktur unter Benutzung von einer Aluminiumwabenstruktur in perforierter Scheibengestalt.

Die EP-A-0 318 645 offenbart ein zusammengesetztes Kochsystem mit Mikrowellenheizung und Induktionsheizung.

Die EP-A-0 199 264 offenbart eine Hochfrequenz- Heizvorrichtung mit einer elektrischen Heizvorrichtung, in der ein Drehtisch angeordnet ist innerhalb des Kochraums zum Anbringen von Material, das zu Kochen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kochheizer zu schaffen, der in der Lage ist, ein Material mit Hochfrequenz-Induktionsheizen anzuschmoren und dann dasselbe mit elektromagnetischen Induktionsheizen zu heizen, ohne dasselbe umzubewegen. Da das zu kochende Material nicht von einer Kochvorrichtung zur anderen umbewegt werden muß, kann die zum Kochen erforderliche Zeit reduziert sein.

Zum Lösen der obigen Aufgabe ist ein Kochheizer mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgesehen.

Das Metallnetz kann eingebettet sein zwischen zwei Schichten isolierenden Materials, und der Drehtisch kann aus einem dielektrischen Material gebildet sein.

Eine Taste zum Erzeugen eines hörbaren Signals kann auf einem Steuerfeld des Kochheizers vorgesehen sein zum Signalisieren einer Vervollständigung des Vorheizens des Behälters im Heizraum.

Das Metallnetz, das den Boden des Heizraums bildet, dient zum Verhindern eines Leckens der Mikrowellen (typischerweise 2,45 GHz) zum Mikrowellenheizen auf einem erlaubten Bereich und zum Erlauben, daß eine elektromagnetische Welle, (typischerweise etwa 20 bis 30 kHz) zum elektromagnetischen Induktionheizen in den Heizraum tritt, so daß sowohl das Mikrowellenheizen als auch das elektromagnetische Induktionheizen am Material innerhalb desselben Heizraums verrichtet werden können. Das "elektromagnetische Induktionsheizen" ist ein Heizen aufgrund eines Oberflächenstromverlustes in einem Oberflächenabschnitt eines Kochbehälters des dielektrischen Materials, induziert durch ein elektromagnetischen Feld, das durch die Spule erzeugt wird. Somit bildet das Metallnetz, das gebildet ist aus dünnen Metalldrähten, kaum Oberflächenstromwege und daher wird es kaum geheizt, so daß es möglich ist, einen Oberflächenstromverlust in einem Oberflächenabschnitt des zu kochenden Materials zu induzieren, als ob das hochfrequente Magnetfeld, erzeugt durch die Spule, dort durchtreten würde.

Jegliche Deformationen des Metallnetzes aufgrund thermischer Expansion davon, verursacht durch den so minimalisierten Oberflächenstromverlust, kann durch die dielektrischen Schichten, die es einbinden, absorbiert werden.

Der dielektrische Drehtisch kann ebenfalls nicht beeinflußt werden durch das elektromagnetische Induktionsheizen, und sein dielektrischer Verlust für die Mikrowellenfrequenz ist minimalisiert.

Durch Betätigen der Signaltaste auf dem Steuerfeld des Kochheizers, kann das Kochen gestartet werden in effizienter Weise beim Signal, das erzeugt wird, wenn das Vorheizen innerhalb des Behälters innerhalb des Heizraums vervollständigt ist, was in einer Reduktion der Kochzeit resultiert.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Figur 1 eine Konstruktion eines Kochheizers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Kochheizers, der in Figur 1 gezeigt ist

Figur 3 eine Konstruktion eines Kochheizers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 eine Erzeugung eines Oberflächenstroms in einem Metallnetz, gebildet durch perforieren einer Metallschicht; und

Figur 5 eine Konstruktion eines Mikrowellenkochheizers.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detailliert beschrieben werden mit Bezug auf Figur 1, welche eine Konstruktion eines Kochheizers zeigt, und Figur 2, welche eine elektrische Schaltung davon zeigt.

In Figuren 1 und 2 beinhaltet ein Kochheizer 1 einen Heizraum 2, versehen mit einem Wellenleiter 4 zum Verbinden eines Magnetrons 3 damit. Ein Bodenabschnitt des Heizraums 2 ist mit einem nicht-magnetischen Metallnetz 9 versehen. Ein Drehtisch 7 ist innerhalb des Heizraums 2 angeordnet, der angeotrieben ist durch einen Drehtischmotor 8 über Welle davon, welche das Metallnetz 2 durchdringt. Eine Induktionsspule 10 ist unterhalb des Metallnetzes 9 angeordnet.

Ein Lebensmittelmaterial 5 ist angeordnet auf einem Behälter 6a aus magnetischem Material, wie z.B. Eisen, welcher wiederum auf dem Drehtisch 7 angeordnet ist, der aus dielektrischem Material sein kann.

Ein Hochspannungstransformator 13 zum Antreiben des Magetrons 3, eine Schaltleistungsquelle 12, verbindbar mit einer externen kommerziellen Wechselstrom-100V-Leistungsquelle und ein Doppelpol-, Doppelanschlag-Relais 11 mit Relaiskontakten lla und llb zum selektiven Verbinden der kommerziellen Leistungsquelle mit dem Hochspannungstransformator 13 oder der Induktionsspule 10 mit der kommerziellen Leistungsquelle über das Relais 12 sind vorgesehen.

Der Hochspannungstransformator 13 selbst ist wohl bekannt, und so ist er in Figur 2 schematisch gezeigt. Die Schaltleistungsquelle 12 besteht aus einem Vollwellengleichrichter 20, einem Glättungskondensator 21, einer Lastschaltung einschließlich einer Reihenschaltung einer Spule 22, eines Kondensators 23, welche zusammen mit einer Primärwicklung des Hochspannungstransformators 13 eine Tankschaltung bilden, sowie einer Kollektor-Emitterschaltung eines Schalttransistors 24. Sie beinhaltet weiterhin einen Antriebssignalgenerator 25 zum Antreiben des Schaltransistors 24.

Im Betrieb wird ein Wechselspannung von 100V gleichgerichtet durch den Gleichrichter 20 und zugeführt an entweder den Spannungstransformator 13 oder die elektromagnetische Induktionsspule 10. Die Auswahl dazwischen wird manuell durchgeführt über das Relais 11. Es kann möglich sein, einen Auswahlschalter vorzusehen auf dem Steuerfeld. Wenn der Hochspannungstransformator 13 ausgewählt ist, wird in der Tankschaltung akkumulierte Energie dadurch transformiert zum Erzeugen einer Hochspannung, durch die das Magnetron 3 eine hochfrequente elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von typischerweise 2,45 GHz erzeugt, die geeignet ist zum Anregen der Wassermoleküle des zu kochenden Materials. Wenn die elektromagnetische Induktionsspule 10 ausgewählt ist, wird das Material 5 geheizt durch den Oberflächenstromverlust in seinem gesamten Oberflächenabschnitt.

Zum Heizen des Behälters 6a aus magnetischem Material durch die Spule 10 müssen der Drehtisch 7 und der Boden des Heizraums 2 aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt sein, das nicht beeinflußt wird durch die elektromagnetische Welle mit der Frequenz von 20 bis 30 kHz. Im Gegensatz dazu muß zum Beschränken der Mikrowelle (2,45 GHz), die durch das Magnetron 3 erzeugt wird, innerhalb des Heizraums 2, der Boden des Heizraums 2 aus Metall sein.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß ein Metallnetz, gebildet durch ebenes Weben dünner rostfreier Stahldrähte (JISSUS 304), welche nichtmagnetisches Material sind, 2,45 GHz-Mikrowellen abblockt, während es elektromagnetische 20 bis 30 kHz-Wellen ohne Verlust einkoppelt. Weiterhin wurde herausgefunden, daß zum Abschirmen solcher Mikrowellen innerhalb eines zulässigen Bereichs die Größe des rostfreien Stahlnetzes zumindest 10 Reihen pro 2,45 cm (mesh) sein muß und das zum Beschränken des Verlustes der 20 bis 30 kHz-Welle auf wenige Prozent oder geringer die Größe 25 Reihen pro 2,54 cm (mesh) höchstens sein darf. Deshalb ist es durch Auswählen der Netzgröße des Bodens des Heizraums 2 aus einem Bereich von 10 bis 25 Reihen pro 2,45 cm (mesh) möglich ein Hochfrequenz(2,45 GHz)- Induktionsheizen und das elektromagnetische (20 bis 30 kHz) Induktionsheizen innerhalb desselben Heizraumes durchzuführen.

In einem Fall, in dem solch ein Bodennetz gebildet ist aus einer perforierten Metallschicht, wird es zu sehr innerhalb einer sehr kurzen Zeit geheizt, und zwar aufgrund von Oberflächenströmen, die um jedes gestanzte Loch, wie durch Teile in Figur 4 gezeigt, fließt.

Ein Beispiel des Kochens mit dem wie oben erwähnt konstruierten Heizer wird beschriben werden mit Bezug auf Heizen von Fleisch. Zunächst wird eine fliegende Pfanne 6a auf den Drehtisch 7 gestellt, und eine "fliegende Pfanne" Taste auf dem Kontrollfeld des Kochheizers wird niedergedrückt, so daß die Relaiskontakte 11a und 11b auf die Seite der elektromagnetischen Induktionsspule 10 getrieben werden. Nach Vorheizen der fliegenden Pfanne 6a während etwa 2 Minuten wird die Pfanne 6a eingeölt, und dann wird ein Fleisch darauf gesetzt und geeignetermaßen angeschmort durch ein folgendes elektromagnetisches Induktionssheizen durch die Spule 10 zum Fixieren des Eiweißes des Oberflächenabschnitts des Fleisches. Durch Neustarten des Kochens, nachdem der Anschmorschnitt vervollständigt ist, verbinden die Relaiskontakte 11a und 11b in automatischer Weise die Leistungsquelle mit dem Magnetron 3 zum Heizen eines inneren Abschnitts des Fleisches durch Mikrowellenheizen.

So wird ein gut gekochtes Steak erhalten ohne Verlust von Fleischsaft innerhalb einer kürzeren Kochzeit im Vergleich mit der, die beim herkömmlichen Heizer erforderlich ist.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Netzbodens des Heizraumes. In Figur 3 ist das Netz 9 eingebettet zwischen Schichten 14 aus elektrisch isolierendem Material und befestigt an seinem Platz mittels Silikon-Haftmittels.

Obwohl das Netz 9 relativ wenig durch elektromagnetische Induktion geheizt wird, wird es ein bißchen geheizt, und dadurch deformiert. Solch eine Deformation des Netzes wird absorbiert durch die isolierenden Schichten 14.

Der Drehtisch 7 der vorliegenden Erfindung kann aus dielektrischem Material gebildet sein, so daß es keinen Effekt der elektromagnetischen Welle 20 bis 30 kHz darauf gibt. Als dielektrisches Material, das bei der vorliegenden Erfindung benutzbar ist, ist keramisches Material vorzuziehen, da es möglich ist, den dielektrischen Verlust bei 2,45 GHz zu minimalisieren.

Eine Warneinrichtung, wie z.B. ein Summer kann vorgesehen sein auf den Kochheizer gemäß irgendeiner der erwähnten Aus führungs formen, und eine Warntaste kann auf dem Steuerfeld davon vorgesehen sein. Die Warneinrichtung kann in der Lage sein, eine Vorheizzeit der Pfanne 6a einzustellen, und wenn die Taste betätigt wird, wird ein hörbares Signal erzeugt durch den Summer, wenn die Vorheizzeit verstrichen ist. Somit ist es möglich, ein Kochen ohne jeglichen Zeitverlust zwischen der Vervollständigung des Vorheizens und einem Start des Kochens durchzuführen, was zu einer Verkürzung der Kochzeit beiträgt.


Anspruch[de]

1. Kochheizer mit:

- einem Gehäuse (1), welches darauf mit einem Operationsteuerfeld einschließlich einer Vielzahl von Funktionstasten versehen ist,

- einem Kochraum (2), der innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist,

- einem Magnetron (3) zum Erzeugen von Mikrowellen,

- einer elektromagnetischen Tnduktionsspule (10), und

- einer Einrichtung (lla, 11b) zum selektiven Koppeln einer elektrischen Leistung an das Magnetron (3) oder die Induktionsspule (10), wobei

- ein Wellenleiter (4) vorgesehen ist zum Leiten der Mikrowellen in den Kochraum (2), und

- die elektromagnetische Induktionsspule (10) unter einem Boden des Kochraums (2) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Kochraum (2) seinen Boden ausgebildet hat durch ein nicht-magnetisches Metallnetz (9) mit einer Größe in einem Bereich von 10 bis 25 Reihen pro 2,45 cm (mesh),

- ein Drehtisch (7) innerhalb des Kochraums (2) angeordnet ist zum Anbringen von zu kochendem Material (5), und

- der Wellenleiter (4) vorgesehen ist an einer Nicht- Bodenseite des Kochraums (2).

2. Kochheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Metallnetz (9) eingebettet ist zwischen zwei Schichten dielektrischen Materials (14), um eine laminierte Struktur zu bilden.

3. Kochheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Metallnetz (9) gebildet ist durch ebenes Weben dünner Stahldrähte.

4. Kochheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (7) aus dielektrischem Material gebildet ist.

5. Kochheizer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Warneinrichtung zum Einstellen einer Vorheizzeit und Erzeugen eines hörbaren Warnsignals, wenn die Vorheizzeit verstrichen ist, wobei die Funktionstasten eine Vorheiztaste beinhalten und die Warneinrichtung durch Niederdrucken der Vorheiztaste betätigt wird.







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