УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ НАГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится в общем случае к устройству для управления работой нагревателя для микроволновой печи. В частности, оно относится к устройству для управления работой нагревателя для микроволновой печи путем обнаружения контакта нагревателя с обрабатываемым продуктом, когда тарелка, на которую загружается пища, поднимается внутри микроволновой печи.

Характеристика известного уровня техники
В последнее время на рынок поступили СВЧ-печи многофункционального типа. СВЧ-печь многофункционального типа оборудована нагревателем печи и нагревателем гриля вместе с магнетроном, и приготовление пищи моно осуществлять в нескольких режимах приготовления пищи. Эти режимы приготовления пищи приблизительно классифицируют на СВЧ-режим, при котором пищу нагревают СВЧ-диапазоном, и на режим приготовления пищи нагревателем, при котором пищу нагревают тем и или другим нагревателем. Режим СВЧ-диапазона классифицируют на режим подогрева, режим оттаивания, при котором оттаивают замороженную сырую пищу, и режим посудного приготовления, при котором для приготовления пищи используют определенную посуду. Режим приготовления пищи нагревателем классифицируют на режим печи, при котором атмосферу в камере нагрева нагревают до высокой температуры для приготовления пищи, и на режим гриля, при котором лучистую теплоту, генерируемую нагревателем, используют для приготовления пищи.

СВЧ-печь многофункционального типа, охарактеризованную выше, обеспечивают автоматической функцией приготовления пищи. При автоматическом приготовлении пищи пользователь действует одним из множества переключателей, чтобы выбрать нужный режим приготовления пищи в соответствии с содержанием приготовления пищи. Затем после выбора переключателем одного меню из числа нескольких меню приготовления пищи встроенный микрокомпьютер действует для автоматического осуществления приготовления пищи на основе программы меню приготовления пищи в соответствии с выбранным режимом приготовления пищи и выбранным меню приготовления пищи.

Тем не менее в случае с СВЧ-печью обычного многофункционального типа пользователю необходимо избирательно действовать одним из переключателей, чтобы выбрать нужный режим приготовления пищи, и ему также нужно действовать одним из переключателей, чтобы выбрать нужное меню приготовления пищи. Поэтому действия по выбору нужного режима приготовления пищи и нужного меню приготовления пищи доставляет неудобства.

Кроме этого, при выборе переключателем могут происходить ошибки, поскольку имеется несколько переключателей. Утварь для приготовления пищи определяют для каждого режима приготовления пищи. Соответственно, когда происходит ошибка в выборе режима приготовления пищи, например, когда режим СВЧ по ошибке выбран для печного приготовления пищи с металлической загрузочной пластиной, СВЧ-диапазон поступает в камеру нагрева, где вокруг металлической пластины возникают искры.

Помимо этого в том случае, когда печной режим по ошибке выбран, когда пища в пластмассовом контейнере подогревается СВЧ-диапазоном, пластмассовый контейнер может расплавиться. С другой стороны могут происходить ошибки в выборе меню приготовления пищи. В этом случае нельзя осуществить нужное приготовление пищи.

Известно устройство для управления работой нагревателя для микроволновой печи, которое использует микроволны, генерируемые магнетроном, и тепло, генерируемое нагревателем, для тепловой обработки пищи, содержащее тарелку, на которую загружается пища, подлежащая тепловой обработке, средство определения положения для определения высоты пищи, загруженной на тарелку, и средство управления для сравнения высоты пищи, определенной средством определения положения, с эталонной высотой и последующего управления работой нагревателя (см., например, Европатент 0562741).

Теперь со ссылками на сопроводительный чертеж дадим описание известной микроволновой печи.

На фиг. 3 показано фронтальное поперечное сечение известной микроволновой печи, которая содержит металлический кожух 10, камеру для тепловой обработки пищи 11, магнетрон (не показан), который излучает микроволны в камеру тепловой обработки 11, высоковольтный трансформатор 13, подающий энергию в магнетрон, нагреватель 17, смонтированный на верхней части камеры тепловой обработки 11, который обеспечивает дополнительную тепловую обработку, вращающуюся тарелку 12, на которую загружается пища, расположенную в нижней части камеры тепловой обработки 11, причем эта тарелка может в камере подниматься, вал 31 с верхним концом, соединенным с дном тарелки 121, и нижним концом, выходящим снизу из камеры тепловой обработки 11, направляющую деталь для подъема 34, расположенную под валом 31 для поднятия вала 31, двигатель подъема 33, который обеспечивает горизонтальное возвратно-поступательное перемещение направляющей детали для подъема 34, двигатель вращательного действия 32, который вращает вал 31 с помощью зубчатой шестерни 32a, находящейся в зацеплении с двигателем вращательного действия 32, и весовое измерительное устройство 35, предусмотренное под направляющей деталью для подъема 34, которое измеряет массу пищи на тарелке 12.

На тарелку 12, находящуюся на дне камеры для тепловой обработки 11, загружают пищу, подлежащую приготовлению, и тарелка вращается в горизонтальной плоскости либо перемещается вверх и вниз в камере тепловой обработки 11. Верхний конец вала 31 соединен с дном тарелки 12, а нижний конец вала 31 выходит вниз из камеры тепловой обработки 11. Направляющая деталь для подъема 34, имеющая наклонную поверхность, установлена под валом 31, чтобы поднимать вал 31.

Двигатель для подъема 33 осуществляет возвратно-поступательное перемещение направляющей детали для подъема 34 в горизонтальном направлении, а двигатель вращательного действия 32 поворачивает вал 31 с помощью шестерни 32a, обеспечивающей зацепление между валом 31 и двигателем 32.

Обычно нагреватель 17 не используется, так что тарелка 12 остается в своем нижнем положении.

Однако, если пользователь путем нажатия на кнопки на панели управления (не показана) выбирает режим гриля, барбекю или режим выпечки пиццы, при которых необходима работа нагревателя 17, то включается нагреватель 17, и тарелка 12 вращается и поднимается на заданную высоту.

Кроме того, если пользователь выбирает один из вышеупомянутых режимов, он может также поместить на тарелку 12 гриль и затем запустить процесс тепловой обработки после загрузки пищи в гриль.

В процессе тепловой обработки в известной микроволновой печи, если после загрузки большого количества пищи тарелка поднимается, пища из-за контакта с нагревателем может оказаться подгоревшей. Такой контакт может также вызвать деформацию продукта и загрязнение нагревателя, что может потребовать довольно трудоемкой чистки перед повторным использованием.

Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание устройства для управления работой нагревателя для микроволновой печи, которое разрешит упомянутые проблемы посредством обнаружения контакта нагревателя с пищей в микроволновой печи и последующего управления работой нагревателя, когда выбран режим тепловой обработки, требующий использование нагревателя.

Поставленная задача решается тем, что устройство для управления работой нагревателя для микроволновой печи, которое использует микроволны, генерируемые магнетроном, и тепло, генерируемое нагревателем, для тепловой обработки пищи, содержащее тарелку, на которую загружается пища, подлежащая тепловой обработке, средство определения положения для определения высоты пищи, загруженной на тарелку, и средство управления для сравнения высоты пищи, определенной средством определения положения, с эталонной высотой и последующего управления работой нагревателя, согласно изобретению содержит
средство подъема, подключенное к средству управления для изменения высоты положения тарелки на основе результата сравнения, полученного с помощью средства определения положения.

Далее со ссылками на фиг. 1 и фиг. 2 следует описание работы устройства согласно настоящему изобретению.

Микроволновая печь согласно настоящему изобретению имеет магнетрон 16, смонтированный в отсеке электрических компонентов 14, который излучает микроволны в камеру тепловой обработки 11, и нагреватель 20, смонтированный на верхней части камеры тепловой обработки 11, который подвергает обработке пищу в камере тепловой обработки 11 посредством радиационного и конвекционного нагрева.

На тарелку 12, которая поднимается или опускается с помощью средства подъема 14, загружается пища. Затем датчик положения 50, представляющий собой фотоэлектрический преобразователь, состоящий из блока, излучающего свет, 50a, и блока, воспринимающего свет, 50b, измеряет высоту пищи.

Затем средство управления 100 сравнивает высоту пищи, измеренную датчиком положения 50, с эталонной высотой и затем управляет работой как нагревателя 20, так и средства подъема 41 на основе результата сравнения.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - фронтальное сечение микроволновой печи согласно настоящему изобретению, на фиг. 2 - блок-схема цепи управления для микроволновой печи на фиг. 1 и на фиг. 3 - фронтальное сечение микроволновой печи согласно известному уровню техники.

Подробное описание предпочтительного варианта воплощения изобретения
Предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения будет описан со ссылками на сопроводительные чертежи.

Фиг. 1 представляет собой фронтальное сечение микроволновой печи согласно варианту воплощения настоящего изобретения, а на фиг. 2 показана блок-схема цепи управления для микроволновой печи по фиг. 1. Микроволновая печь согласно изобретению содержит камеру тепловой обработки 11, магнетрон 16, размещенный в отсеке электрических компонентов 14, который излучает микроволны в камеру тепловой обработки 11, высоковольтный трансформатор 13, питающий магнетрон 16, нагреватель 20, смонтированный на верхней части камеры тепловой обработки, который подвергает пищу в камере радиационному и конвекционному нагреву, вращающуюся тарелку 12, расположенную на дне камеры тепловой обработки 11, на которой помещается пища, предназначенная для обработки, вал 43, имеющий верхний конец, соединенный с центром дна тарелки 12, и нижний конец, проходящий через дно камеры тепловой обработки 11, двигатель вращательного действия 42, который передает момент на шестерню, чтобы поворачивать вал 43 и тем самым тарелку 12, направляющий элемент для подъема 44, расположенный под валом 43, который поднимает вал 43, двигатель подъема 41, который воздействует на направляющую деталь для подъема 44, поднимая вал 43, весовой датчик 45, расположенный под направляющей деталью для подъема 44, который измеряет массу пищи, загруженной на тарелку 12, измеряя давление вала 43, когда вал 43 и тарелка 12 опускаются до своего самого нижнего положения, датчик положения 50, который измеряет высоту пищи, загруженной на тарелке 12, и средство управления 100, которое сравнивает высоту пищи, измеряемую датчиком положения 50, с эталонной высотой и управляет работой как нагревателя 20, так и двигателя подъема 41.

Обратимся к фиг. 2, где цепь управления работой микроволновой печи согласно настоящему изобретению содержит контроллер 100, который управляет работой микроволновой печи с момента запуска до завершения приготовления пищи, блок питания 110, подающий на контроллер 100 электрическую энергию, блок управляющих клавиш 120, используемый для выбора требуемого режима приготовления пищи, блок отображения информации 130, который отображает различные сообщения и параметры тепловой обработки при работе печи, блок возбуждения нагревателя 140, который управляет работой нагревателя 20, блок возбуждения двигателя подъема 150, который управляет работой двигателя подъема, поднимающего тарелку под управлением контроллера 100, блок возбуждения двигателя вращательного действия 160, который управляет работой двигателя вращательного действия для поворота тарелки, и датчик положения 50 для обнаружения того, контактирует либо нет пища, загруженная на тарелку, с нагревателем.

Теперь подробно опишем работу устройства согласно изобретению, которое управляет работой нагревателя.

Как показано на фиг. 1, микроволновая печь согласно данному варианту воплощения настоящего изобретения может быть разделена на камеру тепловой обработки 11, ограниченную металлическим кожухом 10, в которой обрабатывается пища, и отсек электрических компонентов 14, который вмещает электрические компоненты печи.

Магнетрон 16, предусмотренный в отсеке электрических компонентов 14, излучает микроволны в камеру тепловой обработки 11 для подготовки пищи, а высоковольтный трансформатор 13 подает питание на магнетрон 16.

Нагреватель 20, дополняющий процесс тепловой обработки посредством радиационного нагрева, смонтирован в верхней части камеры тепловой обработки 11. Тарелка 12 на дне камеры тепловой обработки 11 поворачивает и/или поднимает и опускает размещенную на ней пищу.

Электрод 20a, подающий питание, подсоединен к одному концу нагревателя 20, а другой конец, проходящий в отсек электрических компонентов 14, подсоединен к горизонтальному валу 21, который выходит из кожуха 10. Выходящая наружу рукоятка 22, вставленная в горизонтальный вал 21, установлена по оси вращения нагревателя 20.

Вал 43 вставлен вертикальной в камеру тепловой обработки 11, причем его верхний конец соединен с центром дна тарелки 12, а нижний конец проходит вниз сквозь камеру тепловой обработки 11. Здесь двигатель вращательного действия 42 передает вращающее усилие на две вращающиеся шестерни, одна из которых соединена с валом 43, а другая с двигателем вращательного действия, для вращения тарелки 12 посредством поворота вала 43.

Направляющая деталь для подъема 44 смонтирована под нижним концом вала 43, и, когда двигатель подъема 41 воздействует на направляющую деталь для подъема 44, деталь 44 передает усилие на вал 43, поднимая его, а тем самым и тарелку.

Весовой датчик 45, установленный под направляющей деталью для подъема 44, измеряет массу пищи, загруженной на тарелку 12, путем измерения давления, приложенного к нему со стороны вала 43, когда вал 43 и тарелка 12 опущены до самого нижнего положения с помощью средства подъема.

Весовой датчик 45 сравнивает частоту выходного сигнала при начальном состоянии с частотой выходного сигнала, когда вал 43 опущен в крайнее нижнее положение, и вычисляет разность между ними для определения массы пищи на тарелке 12.

Датчик положения 50 измеряет высоту пищи, загруженной на тарелке 12, а контроллер 100 сравнивает высоту пищи, измеренную датчиком положения 50, с эталонной высотой и затем управляет работой как нагревателя 20, так и двигателя подъема 41.

Последующее описание относится к работе схемы управления микроволновой печи согласно настоящему изобретению.

Обратимся к фиг. 2, где контроллер 100 управляет работой микроволновой печи с момента запуска и до завершения приготовления пищи, а блок питания 110 обеспечивает контроллер 100 электрической энергией. Пользователь устанавливает в микроволновой печи желаемый режим приготовления и длительность, используя блок управляющих клавиш 120. Блок отображения информации 130 отображает текущее состояние печи и режим тепловой обработки, так что пользователь может контролировать ход операции.

Блок возбуждения нагревателя 140 управляет работой нагревателя 20, а блок возбуждения двигателя подъема 150 управляет работой двигателя подъема 41 и на основе управляющего сигнала, поступающего от контроллера 100.

Блок возбуждения двигателя вращательного действия 160 управляет работой двигателя вращательного действия 42, а датчик положения 50 обнаруживает, контактирует или нет нагреватель с пищей на тарелке.

Датчик положения 50 реализован в виде двух фотоэлектрических преобразователей, расположенных друг против друга на правой и левой внутренних стенках камеры тепловой обработки, причем фотоэлектрический преобразователь 50b, воспринимающий свет, обнаруживает световой сигнал, передаваемый светоизлучающим преобразователем 50a, определяя тем самым положение пищи в камере тепловой обработки 11. Фотоэлектрические преобразователи расположены чуть ниже уровня нагревателя, для того чтобы сообщать о присутствии пищи, загруженной на тарелке, которая может контактировать с нагревателем.

Если пища на тарелке 12 уложена до высоты, когда она контактирует с нагревателем 20, светочувствительный преобразователь 50b не принимает световой сигнал от светоизлучающего преобразователя 50a, потому что сигнал не пропускается пищей. Таким образом контроллер 100 определяет, что нагреватель 20 контактирует с пищей.

Теперь со ссылками на фиг. 1 и фиг. 2 будет подробно описан способ обнаружения контакта нагревателя 20 с пищей путем использования датчика положения 50.

Сначала, после подвода электрической энергии к микроволновой печи пользователь выбирает желаемый режим тепловой обработки. В это время, если режим тепловой обработки требует работы нагревателя 20, то датчик положения 50 определяет высоту пищи, и включает нагреватель 20.

Тарелка 12 начинает вращаться, как только начинается процесс тепловой обработки, и по истечении заданного времени после того как тарелка 12 начала вращаться, двигатель подъема 41 приводится в действие, чтобы поднять тарелку 12 на заданную высоту.

В это время датчик положения 50 определяет, контактирует ли нагреватель с пищей, загруженной на тарелку 12. Если светочувствительный преобразователь 50b не принимает световой сигнал от светоизлучающего преобразователя 50a из-за наличия пищи, контроллер 100 определяет, что пища заполняет тарелку до отметки, где происходит ее контакт с нагревателем 20.

Затем контроллер 100 выключает как блок возбуждения нагревателя 140, так и блок возбуждения двигателя подъема 150 и затем через блок отображения 130 выдает сообщение, информирующее пользователя об этой ситуации. Затем пользователь, после того как он изменит количество либо расположение пищи, может вновь запустить процесс тепловой обработки.

Согласно настоящему изобретению, если выбран какой-либо из режимов тепловой обработки, требующий работу нагревателя, нагреватель будет выключаться, если имеет место контакт с пищей, и затем об этом будет поставлен в известность пользователь. Таким образом настоящее изобретение уменьшает или исключает неприятности, связанные с повреждением пищи либо загрязнением нагревателя.

Устройство для управления работой нагревателя для микроволновой печи , которое использует микроволны, генерируемые магнетроном, и тепло, генерируемое нагревателем в камеру для тепловой обработки пищи, содержит тарелку, на которую загружают пищу, подлежащую тепловой обработке, средство подъема для подъема и опускания указанной тарелки, средство определения положения для измерения высоты пищи, загруженной на тарелку, и средство управления для сравнения высоты пищи, определенной указанным средством определения положения, с эталонной высотой и последующего управления работой нагревателя и средства подъема на основе результата, полученного средством определения положения. Средство определения положения может быть выполнено с фотоэлектрическим преобразователем, имеющим светоизлучающую часть и часть, воспринимающую свет, и установлено на противолежащих внутренних стенках камеры тепловой обработки. Технический результат заключается в возможности управления работой нагревателя путем обнаружения его контакта с обрабатываемой пищей, когда тарелка с пищей поднимается внутри камеры печи, что позволяет уменьшить или исключить неприятности, связанные с повреждением пищи или загрязнением нагревателя. 6 з.п.ф-лы. 3 ил.

1. Устройство для управления работой нагревателя для микроволновой печи, которое использует микроволны, генерируемые магнитроном, и тепло, генерируемое нагревателем в камеру для тепловой обработки пищи, содержащее тарелку, на которую загружается пища, подлежащая тепловой обработке, средство определения положения для определения высоты пищи, загруженной на тарелку, и средство управления для сравнения высоты пищи, определенной средством определения положения, с эталонной высотой и последующего управления работой нагревателя, отличающееся тем, что содержит средство подъема, подключенное к средству управления для изменения высоты положения тарелки на основе результата сравнения, полученного с помощью средства определения положения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство определения положения выполнено с фотоэлектрическим преобразованием, имеющим светоизлучающую часть и часть, воспринимающую свет. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство определения положения установлено на противолежащих внутренних стенках камеры тепловой обработки. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что фотоэлектрический преобразователь расположен таким образом, что часть, воспринимающая свет, не получает свет, генерируемый светоизлучающей частью, когда пища превысила эталонную высоту и достигла нагревателя. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство управления выполнено с возможностью выдачи управляющих сигналов, выключающих средство подъема, когда пища превысила эталонную высоту. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эталонная высота является той высотой, при которой пища контактирует с нагревателем. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство определения положения выполнено с возможностью обнаружения контакта пищи с нагревателем, а средство управления выполнено с возможностью выдачи сообщения пользователю с помощью дисплея в момент обнаружения указанного контакта.