МИКРОВОЛНОВАЯ ПЕЧЬ С НАГРЕВАТЕЛЕМ Российский патент 2001 года по МПК H05B6/64 

Настоящее изобретение относится к микроволновой печи, имеющей нагреватель, работающий в режиме жарки и как конвективный вентилятор. В частности, изобретение относится к улучшенной микроволновой печи, в которой пища нагревается равномерно благодаря предотвращению прямой передачи лучевой энергии от нагревателя до пищевого продукта в конвективном режиме.

Микроволновая печь представляет собой устройство для приготовления пищи, путем использования микроволновой энергии, генерируемой магнетроном. Принцип действия заключается в том, что микроволновая печь осуществляет варку пищи, помещенной внутрь печи, нагревая молекулы воды, содержащейся в этой пище. Микроволновая печь широко используется в технике и быту, так как она обладает такими преимуществами, как высокий тепловой КПД, быстрое нагревание, и обеспечивает незначительные потери питательных веществ.

В последнее время микроволновые печи снабжаются дополнительным нагревателем для обработки пищевых продуктов, используя тепло этого нагревателя, что помогает устранить известные недостатки в способах приготовления пищи в микроволновой печи и дает пользователю возможность использовать различные способы обработки пищевых продуктов. В микроволновой печи, имеющей такой дополнительный нагреватель, используются два способа приготовления пищи с помощью нагревателя: режим жарки и режим конвекции.

Режим жарки заключается в том, что пищевой продукт нагревается тепловой энергией, излучаемой нагревателем. В режиме жарки, когда лучевая энергия передается непосредственно пищевому продукту, последний нагревается от поверхности вовнутрь таким образом, что его поверхность обжаривается до появления коричневой корочки. В конвективном режиме в микроволновой печи создается конвективный поток воздуха в варочной камере, в результате чего воздух нагревается лучевой энергией нагревателя и передает тепло пищевому продукту в печи, обеспечивая более равномерный нагрев.

В известных технических решениях микроволновые печи имеют отдельные нагреватели для жарки и конвективного нагрева. Известны также микроволновые печи, имеющие общий нагреватель для жарки и конвективного нагрева.

На фиг. 5 представлен частичный поперечный разрез примерной микроволновой печи, имеющей нагреватель для жарки и конвективный нагреватель в виде отдельных узлов, а на фиг. 6 представлен частичный поперечный разрез примерной микроволновой печи, имеющей нагреватель, предназначенный как для жарки пищи, так и для ее конвективного нагрева.

Как показано на фиг. 5, в микроволновой печи, имеющей нагреватель для жарки и конвективный нагреватель в виде отдельных узлов, нагреватель для жарки 22 установлен горизонтально в верхней части варочной камеры 12, а конвективный нагреватель 24 и конвективный вентилятор 26 установлены за задней панелью 13 внутреннего кожуха 11, который образует варочную камеру 12. Узел конвективного вентилятора 26 имеет двигатель 27, конвективный вентилятор 28 и двигатель охлаждающего вентилятора 29. Кроме того, на задней панели 13 смонтирована изолирующая плита 19, которая расположена между конвективным вентилятором 28 и приводом охлаждающего вентилятора 29 с тем, чтобы изолирующая плита 19 предотвращала передачу тепла от нагревателя 24 на двигатель 27. Кроме того, задняя панель 18 прикреплена к задней панели 13, закрывая узел конвективного вентилятора 26. Задняя панель 13 имеет множество входных отверстий 14 и выходных отверстий 15, обеспечивающих прохождение потока воздуха в тыльное ространство 16 между варочной камерой 12 и задней панелью 13 и выхода воздуха из этого пространства.

В режиме жарки электроэнергия подается в нагреватель для жарки 22 и тепло, генерируемое нагревателем 22, передается на пищевой продукт F благодаря излучению энергии на пищевой продукт F, который при этом нагревается. При конвективном нагреве электроэнергия подается на конвективный нагреватель 24 для генерирования тепла этим нагревателем, а также для привода конвективного вентилятора 28 узла 26. При вращении конвективного вентилятора 28 воздух в варочной камере 12 поступает в пространство 16 между задней панелью 13 и изолирующей плитой 19 через множество входных отверстий 14 в задней панели 13. Воздух, который поступает в пространство 16, нагревается конвективным нагревателем 24, и нагретый воздушный поток поступает в варочную камеру 12 через множество выходных отверстий 15 в задней панели 13. В то время как воздух циркулирует в варочной камере 12 и в пространстве 16 за панелью 13 пищевой продукт F нагревается благодаря передаче тепловой энергии конвективным нагревателем 24 пищевому продукту F.

Однако такая микроволновая печь с нагревателем для жарки 22 и конвективным нагревателем 24, которые смонтированы отдельно друг от друга, имеет высокую заводскую себестоимость, так как при ее производстве необходимо большое число деталей и большая изолирующая плита 19. Кроме того, такая микроволновая печь имеет еще один недостаток, заключающийся в том, что увеличивается общий объем, поскольку требуется дополнительное пространство для установки конвективного нагревателя 24.

Поэтому в последние годы для приготовления пищи получила широкое распространение микроволновая печь, показанная на фиг. 6 и имеющая нагреватель 22', который используется и в режиме жарки и для конвективного нагрева. В такой микроволновой печи нагреватель 22', используемый для жарки и конвективного нагрева, смонтирован с возможностью вращения между горизонтальным положением верхней части варочной камеры 12' и вертикальным положением напротив задней панели 13' внутреннего кожуха 11'. Нагреватель 22' вращается двигателем (не показан). Узел конвективного вентилятора 26' и панель задней части 18' установлены за задней панелью 13'. Задняя панель 13' имеет множество входных отверстий 14' и множество выходных отверстий 15', чтобы обеспечить поступление воздуха в тыльное пространство 16' между варочной камерой 12' и задней панелью 13'. Изолирующая плита 19' размещена по периметру задней панели 13'. Нагреватель 21' смонтирован в варочной камере 12', причем предусмотрено относительно большое расстояние между нагревателем 22' и двигателем 27' узла конвективного вентилятора 26', в результате чего размер изолирующей пластины 19' значительно меньше, чем размер этой пластины в печи, показанной на фигуре 5, в которой конвективный нагреватель смонтирован отдельно.

В режиме жарки нагреватель 22' расположен в верхней части варочной камеры 12'. В этом случае узел конвективного вентилятора 26' не приводится в движение и тепло, выделяемое нагревателем 22', направляется непосредственно на пищу F в виде потока лучевой энергии. В конвективном режиме узел конвективного вентилятора 26' вращается двигателем, который расположен вертикально напротив задней панели 13. При работе узла конвективного вентилятора 26' воздух в варочной камере 12' циркулирует между варочной камерой 12' и тыльным пространством 16' конвекционного вентилятора 28', и тепловая энергия нагревателя 22 передается пищевому продукту F и осуществляет его нагрев.

Однако микроволновая печь, имеющая нагреватель двойного назначения 22' ("нагреватель двойного использования" или "нагреватель, работающий в режиме жарки и конвективного нагрева"), имеет тот недостаток, что конвективный нагреватель 22', работающий в режиме конвективного нагрева, размещен в вертикальном положении позади варочной камеры 12'. Иными словами, так как расстояние между нагревателем 22' и пищевым продуктом F уменьшается, и между нагревателем 22' и пищевым продуктом F нет никаких других деталей, возникает ситуация, при которой лучевая энергия нагревателя 22 передается непосредственно пищевому продукту F даже в режиме конвективного нагрева. Соответственно такая микроволновая печь имеет тот недостаток, что в режиме конвективного нагрева пищевой продукт F нагревается неравномерно. Таким образом, время приготовления различных частей пищевого продукта F различно, что часто приводит к обгоранию пищевого продукта F в результате его перегрева при передаче прямого излучения тепловой энергии на пищевой продукт. Кроме того, в процессе удаления приготовленного пищевого продукта из микроволновой печи пользователем весьма возможно, что рука пользователей будет обожжена нагревателем 22'.

Настоящее изобретение было разработано, чтобы устранить вышеуказанные недостатки известных устройств, и соответственно целью настоящего изобретения является создание микроволновой печи, имеющей нагреватель, работающий как в режиме жарки, так и в режиме конвективного нагрева, и обеспечивающий равномерное нагревание пищевого продукта благодаря предотвращения прямой передачи лучевой энергии нагревателя пищевому продукту.

Указанная цель достигнута в микроволновой печи по настоящему изобретению, которая включает
корпус, имеющий варочную камеру для приготовления пищи и заднюю панель, формирующую варочную камеру и имеющую множество сквозных отверстий,
средства для генерирования и излучения микроволновой энергии в варочной камере,
узел нагревателя, имеющий нагреватель, который установлен с возможностью вращения между горизонтальным положением в верхней части варочной камеры и вертикальным положением напротив задней панели, и двигатель для вращения нагревателя,
узел конвективного вентилятора, установленный за задней панелью и служащий для создания конвективного воздушного потока в варочной камере, проходящего через множество сквозных отверстий в задней панели, и
средство для предотвращения прямой передачи лучевой энергии нагревателя пищевому продукту в варочной камере, включающее
изолирующую плиту, имеющую множество входных отверстий и множество выходных отверстий для обеспечения прохода воздуха через сквозные отверстия, когда воздух нагнетается узлом конвективного вентилятора, причем нагреватель находится между изолирующей плитой и задней панелью и расположен напротив задней панели, и
множество крепежных элементов для соединения изолирующей плиты с нагревателем, причем изолирующая плита выполнена с возможностью вращения вместе с нагревателем.

В центральной части изолирующей плиты сформировано множество входных отверстий, а по периметру изолирующей плиты сформировано множество выходных отверстий, а каждый из множества крепежных элементов прикреплен к изолирующей плите и имеет форму хомута с отверстием, в которое входит одна часть нагревателя.

Соответственно, поскольку при приготовлении пищи в конвективном потоке горячего воздуха прямая передача лучевой энергии нагревателя к пищевому продукту предотвращена изолирующей плитой, пищевой продукт обрабатывается только потоком горячего воздуха, нагнетаемого конвективным вентилятором, и пищевой продукт нагревается равномерно и обрабатывается по всему объему продукта.

Вышеупомянутые и другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 - изображение микроволновой печи с пространственным разделением деталей согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения;
фиг. 2 - перспективный вид снизу на изолирующую пластину для изоляции теплового излучения и основных частей нагревателя, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - поперечный разрез микроволновой печи, показанной на фиг. 1, в рабочем состоянии в режиме жарки;
фиг. 4 - поперечный разрез микроволновой печи, показанной на фиг. 1, в рабочем состоянии в режиме нагревания;
фиг. 5 - поперечный разрез обычной микроволновой печи, имеющей раздельные нагреватели для режима жарки и конвективного нагрева;
фиг. 6 - поперечный разрез обычной микроволновой печи, имеющей нагреватель, работающий как в режиме жарки, так и в конвективном режиме.

Ниже подробно описывается один из вариантов настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг. 1 представлено перспективное изображение микроволновой печи с пространственным разделением деталей в соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, микроволновая печь имеет внутренний и внешний корпуса 120 и 112 и различные электрические узлы, установленные между внутренним и внешним корпусами 120 и 112. Внутренний корпус 120 разделен перегородкой 126 на варочную камеру 101 и камеру электрооборудования 102. Верхняя плита 124 внутреннего корпуса 120 установлена только на верхней стороне варочной камеры 101. Дверца 114 установлена на передней стороне варочной камеры 101, пульт управления 116 установлен на передней стороне камеры электрооборудования 102.

Узел конвективного вентилятора 141 и задняя панель 118 установлены за задней панелью 122 внутреннего корпуса 120. Кроме того, по периметру задней панели 122 установлена изолирующая плита 119 прямоугольной формы. Задняя панель 122 имеет множество сквозных отверстия 123, проходящих через заднюю панель 122 и обеспечивающих свободный доступ воздуха в варочную камеру 101 и выход из нее, а также поступление воздуха в тыльное пространство 103 за задней панелью 122. Узел конвективного вентилятора 141 включает конвективный вентилятор 142 для создания конвективного потока воздуха между варочной камерой 101 и тыльным пространством 103 за задней панелью 122, двигатель 143 для вращения конвективного вентилятора 142, двигатель охлаждающего вентилятора 144, установленный по оси конвективного вентилятора 142 и служащий для охлаждения двигателя 143, и кронштейн 145 для крепления двигателя 143 к задней панели 118.

Камера электрооборудования 102 содержит узлы и детали для создания микроволнового излучения в варочной камере 101, т.е. магнетрон 132 для генерирования микроволн, высоковольтный трансформатор 134, высоковольтный диод 135, высоковольтный конденсатор 136 для возбуждения магнетрона 132, волновод для передачи генерируемого микроволнового излучения от магнетрона 132 в варочную камеру 101, охлаждающий вентилятор 137 для охлаждения деталей в камере электрооборудования и т.д.

На дне варочной камеры 101 установлены вращающийся поддон 138, на который укладывается пищевой продукт F, и двигатель 146 для вращения поддона 138, а также узел нагревателя, установленный в верхней части варочной камеры 101. Узел нагревателя имеет двигатель (не показан) для вращения нагревателя 139 и изолирующую плиту 150 для отражения лучевой энергии. Нагреватель 139 установлен с возможностью вращения между горизонтальным положением напротив верхней пластины 124 варочной камеры 101 и вертикальным положением напротив задней панели 122 варочной камеры 101. Двигатель вращает нагреватель 139 между горизонтальным положением и вертикальным положением в соответствии с выбранным режимом работы и может включаться автоматически или вручную. Подробное описание конструкции двигателя не входит в объем настоящего изобретения и ее можно уяснить из патентов США N 5.793.023 и N 5.534.681, поэтому в данном описании конкретные чертежи и принцип действия двигателя не приводятся.

Как показано на фиг. 2, изолирующая плита 150 соединена с верхней стороной нагревателя 139 с помощью множества крепежных элементов 152. Каждый крепежный элемент имеет форму хомута и крепится к внутренней стороне изолирующей плиты 150. По периметру каждого крепежного элемента 152 имеется отверстие. Нагреватель 139 крепится к изолирующей плите 150 с помощью указанных крепежных элементов 152 и указанных отверстий. Изолирующая плита 150 имеет множество входных отверстий 154, выполненных в ее центральной части, и множество выходных отверстий 156, выполненных по ее внешнему периметру.

Поскольку нагреватель 139 размещен горизонтально, изолирующая плита 150 расположена между нагревателем 139 и верхней плитой 124 внутреннего корпуса 120. В этом положении изолирующая плита 150 отражает тепло, излучаемое нагревателем 139, вниз.

Поскольку вертикальный нагреватель 139 при вращении должен быть расположен вертикально, нагреватель 139 крепится к изолирующей плите 150 таким образом, что он расположен напротив задней панели 122 внутреннего корпуса 120. Воздух, который циркулирует при работе конвективного вентилятора 141, входит в варочную камеру 101, выходит из нее и поступает в тыльное пространство 103 через множество сквозных входных отверстий 154 и выходных отверстий 156, выполненных в изолирующей плите 150.

Работа микроволновой печи, имеющей вышеупомянутую конструкцию, в режиме жарки и конвективного нагрева, согласно данному варианту изобретения, протекает следующим образом:
Когда пищевой продукт F должен быть обжарен, нагреватель 139, как показано на фиг. 3, расположен горизонтально в верхней части варочной камеры 101, а изолирующая плита 150 находится между верхней плитой 124 варочной камеры 101 и нагревателем 139.

При включении нагревателя 139 генерируется лучевое тепло, которое передается от этого нагревателя 139 к пищевому продукту F, размещенному на дне вращающегося поддона 138 для нагрева пищевого продукта F. В режиме жарки поверхность пищевого продукта F под воздействием лучевой энергии прожаривается до появления коричневой корочки.

Когда пищевой продукт F обрабатывается с помощью конвективного нагрева, нагреватель 139, как показано на фиг. 4, находится в вертикальном положении напротив задней панели 122 внутреннего корпуса 120. При этом нагреватель 139 помещен между изолирующей плитой 150 и задней панелью 122 напротив задней панели 122. При конвективном нагреве конвективный вентилятор 142 узла конвективного вентилятора 141 используется совместно с нагревателем 139. Воздух в варочной камере 101 поступает в тыльное пространство 103 через множество сквозных входных отверстий 154 в изолирующей плите 150 и через множество сквозных отверстий 123 благодаря работе конвективного вентилятора 142. Далее воздух перетекает из тыльного пространства 103 в варочную камеру 101 через множество сквозных отверстий 123 в задней панели 122 и множество выходных отверстий 156 в изолирующей плите 150, циркулируя, как показано стрелками на фиг. 4. Воздух нагревается нагревателем 139, когда он проходит между изолирующей плитой 150 и задней панелью 122, и нагретый горячий воздух передает тепловую энергию пищевому продукту F в варочной камере 101, благодаря чему пищевой продукт F нагревается.

При этом лучевое тепло, созданное нагревателем 139, не передается в варочную камеру 101 изолирующей плитой 150, но отражается по направлению к задней панели 122. Соответственно лучевое тепло нагревателя 139 непосредственно не передается пищевому продукту F в варочной камере 101, а нагревает воздух, окружающий нагреватель 139. В результате, поскольку пищевой продукт F нагрет горячим конвективным потоком воздуха, пищевой продукт F нагревается равномерно и по всему объему.

Как отмечено выше, режим жарки или конвективный нагрев может быть осуществлен автономно или вместе с микроволновым нагреванием магнетроном.

Согласно настоящему изобретению, поскольку изолирующая плита не допускает прямой передачи лучевой энергии нагревателя пищевому продукту при конвективном нагреве, влияние лучевой энергии нагревателя устраняется, что можно наблюдать в обычной микроволновой печи, имеющей нагреватель, выполняющий обе функции: жарки и конвективного нагрева. Соответственно микроволновая печь, имеющая нагреватель для выполнения функций жарки пищи и жарки вместе с конвективным нагревом, имеет то преимущество, что в конвективном режиме пищевой продукт прогревается равномерно и по всему объему. Кроме того, поскольку рука пользователя при удалении готового пищевого продукта непосредственно не касается нагревателя, устраняется опасность ожога руки. Кроме того, в режиме жарки излучаемое вверх тепло нагревателя отражается изолирующей плитой вниз, повышая таким образом тепловой КПД печи в этом режиме.

Выше был описан и показан на фиг.1-6 один предпочтительный вариант настоящего изобретения. Хотя был описан только предпочтительный вариант изобретения, специалисту в данной области совершенно ясно, что настоящее изобретение не ограничивается этим предпочтительным вариантом и что могут иметь место изменения и модификации микроволновой печи, не выходящие из объема изобретения согласно формуле изобретения.

Микроволновая печь, в которой используется нагреватель, выполняющий двойную функцию жарки и конвективного нагрева, что обеспечивает равномерное нагревание пищевого продукта, предотвращая прямую передачу лучевой энергии от нагревателя при конвективном нагреве. Микроволновая печь имеет корпус с варочной камерой для приготовления пищи и заднюю панель, образующую варочную камеру и имеющую множество сквозных отверстий, микроволновый генератор для генерирования и излучения микроволновой энергии, подаваемой в варочную камеру; узел нагревателя, имеющий нагреватель, установленный с возможностью вращения между горизонтальным положением в верхней части варочной камеры и вертикальным положением напротив задней панели, двигатель для вращения нагревателя, узел конвективного вентилятора, установленный за задней панелью и служащий для создания воздушного конвективного потока в варочной камере через множество сквозных отверстий задней панели, и изолирующая часть для предотвращения прямой передачи лучевой энергии нагревателя к пищевому продукту в варочной камере. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Микроволновая печь с нагревателем, содержащая корпус, имеющий варочную камеру для приготовления пищи и заднюю панель, формирующую варочную камеру и имеющую множество сквозных отверстий, средства для генерирования и излучения микроволновой энергии в варочной камере, узел нагревателя, имеющий нагреватель, который установлен с возможностью вращения между горизонтальным положением в верхней части варочной камеры и вертикальным положением напротив задней панели, и двигатель для вращения нагревателя, узел конвективного вентилятора, установленный за задней панелью и служащий для создания конвективного воздушного потока в варочной камере, проходящего через множество сквозных отверстий в задней панели, и средство для предотвращения прямой передачи лучевой энергии нагревателя пищевому продукту в варочной камере, включающее изолирующую плиту, имеющую множество входных отверстий и множество выходных отверстий для обеспечения прохода воздуха через сквозные отверстия, когда воздух нагревается узлом конвективного вентилятора, причем нагреватель находится между изолирующей плитой и задней панелью и расположен напротив в задней панели, и множество крепежных элементов для соединения изолирующей плиты с нагревателем, причем изолирующая плита выполнена с возможностью вращения вместе с нагревателем. 2. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что в центральной части изолирующей плиты сформировано множество входных отверстий, а по периметру изолирующей плиты сформировано множество выходных отверстий. 3. Микроволновая печь по п.1, отличающаяся тем, что каждый из множества крепежных элементов прикреплен к изолирующей плите и имеет форму хомута с отверстием, в которое входит одна часть нагревателя.