Устройство привода поддона для микроволновой печи и микроволновая печь с поддоном - RU2192106C2
Код документа: RU2192106C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к микроволновой печи для приготовления пищи, помещенной на вращающийся поддон, используя микроволновую энергию. В частности, изобретение относится к устройству привода поддона для микроволновой печи и к микpoвoлнoвoй печи, имеющей указанное устройство для повышения качества приготовления пищи путем периодического изменения частоты вращения поддона, чтобы обеспечить более равномерное излучение микроволновой энергии на помещенный в печь пищевой продукт.
Микроволновая печь представляет собой аппарат для приготовления пищи, используя микроволновую энергию от магнетрона. Принцип действия состоит в том, что приготовление пищи oсуществляется микроволнами, проникающими внутрь обрабатываемого продукта и нагревающими молекулы воды, содержащейся в продукте. Микроволновые печи нашли широкое применение, так как они имеют преимущество в виде высокого теплового кпд, обеспечивают быстрый нагрев продукта и обеспечивают малые потери питательных веществ.
Такая микроволновая печь, показанная на фиг. 1, имеет варочную камеру 12 и приводную камеру 14 в корпусе 10. Варочная камера 12 - это та часть аппарата, куда помещается продукт для приготовления; на передней стенке варочной камеры имеется открывающаяся дверца. Поддон 16 для размещения продукта установлен на основании варочной камеры 12. Приводная камера 14 имеет различные электрические узлы и детали, в частности магнетрон 17, высоковольтный трансформатор 18, волновод, охлаждающий вентилятор 19 и узел управления для генерирования микроволновой энергии и направления ее в варочную камеру 12. На передней стенке приводной камеры 14 предусмотрен пульт управления 30, который позволяет пользователю установить различные режимы варки и управлять работой микроволновой печи.
При включении электрических узлов в приводной камере 14 микроволновая энергия, генерируемая магнетроном 17, подается в варочную камеру 12 с помощью волновода. Микроволновая энергия, направленная в варочную камеру 12, подается непосредственно на продукт в виде прямого излучения или в виде излучения, отраженного от стенок варочной камеры 12. Микроволновая энергия, подаваемая на продукт, создает высокую температуру, подвергая вибрации молекулы воды, содержащейся в продукте. В результате действия высокой температуры пищевой продукт варится или обжаривается.
В целом, благодаря форме варочной камеры 12 и в зависимости от формы и размера продукта, помещенного на поддон 16, распределение микроволн внутри варочной камеры 12 изменяется, и это изменение происходит непрерывно по времени. Поскольку микроволновая энергия не распределена равномерно по всему продукту, разные части продукта обрабатываются по-разному, ухудшая, таким образом, качество приготовленной пищи.
Чтобы устранить этот недостаток, микроволновая печь часто снабжается приводом для вращения поддона 16. Экспериментально было найдено, что микроволновая энергия излучается на продукт более равномерно, если этот продукт, помещенный па поддон 16, вращается вместе с поддоном. Такой поддон, имеющий приводное устройство, показан на фиг. 2. Устройство имеет движитель 42 и ведущий вал 44 для передачи вращающего момента па поддон 16. В качестве движителя используется обычный высокооборотный электродвигатель, который создает крутящий момент и передает его на ведущий вал 44 через множество зубчатых колес для снижения числа оборотов вала двигатели.
В начале процесса варки движитель 42 создает движущую силу, которая передается на поддон 16 через ведущий вал, чтобы медленно вращать поддон 16. Благодаря этому продукт, помещенный на поддон 16, вращается с предопределенной скоростью, и микроволновая энергия излучается на продукт равномерно. Цифра 13 на фигуре 2 обозначает нижнюю панель корпуса 10, которая образует основание варочной камеры, а цифра 43 обозначает соединительный элемент, который соединяет вал 44 с поддоном (называемый также вращающимся поддоном) 16.
Как правило, если поддон вращается с постоянный скоростью, то распределение микроволновой энергии внутри варочной камеры 12 изменяется при изменении частоты вращения поддона 16 и соответствующие части продукта обрабатываются по-разному из-за неравномерного излучения микроволн на продукт. Соответственно качество приготовления ухудшается.
Чтобы решить вышеупомянутую проблему, целью настоящего изобретения было разработать устройство привода поддона для микроволновой печи и микроволновую печь, снабженную таким поддоном, для повышения качества приготовления пищи, в которой периодически изменяется частота вращения поддона и обеспечивается более равномерное излучение микроволновой энергии на продукт.
Для достижения указанной цели устройство привода поддона микроволновой печи в соответствии с настоящим изобретением включает движитель, ведущий вал, вращаемый движителем; ведомый вал, связанный с поддоном и вращаемый вместе с ним, и средство изменения частоты вращения поддона путем изменения отношения частоты вращения, передаваемого от ведомого вала к ведущему валу.
Средство изменения частоты вращения включает ведущий механизм, имеющий множество ведущих шестерен и смонтированный на приводном валу, и ведомый механизм, имеющий множество ведомых шестерен, соответствующих ведущим шестерням ведущего механизма, и смонтированный на ведомом валу. Шестерни любого ведущего механизма и ведомого механизма представляют собой делительные шестерни, которые являются колесами с зубьями, выполненными на соответствующих частях их периферии. Таким образом, при вращении приводного вала каждая делительная шестерня любого ведущего механизма и ведомого механизма поочередно входит в зацепление с соответствующей шестерней другого ведущего механизма и ведомого механизма, изменяя, таким образом, частоту вращения поддона.
Соответственно при вращении ведущего вала каждая делительная шестерня любого ведущего механизма и вeдoмого механизма поочередно входит в зацепление с соответсвующей шecтерней другого ведущего механизма и ведомого механизма, изменяя, таким образом, скорость вращения поддона.
Зубья каждой длительной шестерни cфopмиpoвaны на внешней периферии каждой делительной шестерни.
При этом вышеуказанная цель может быть достигнута в микроволновой печи согласно настоящему изобретению, которая включает корпус с варочной камерой; высокочастотный (или так называемый "микроволновый") генератор для генерирования и излучения высокочастотной энергии внутрь варочной камеры; поддон, смонтированный с возможностью вращения на основании варочной камеры и служащий для надежного закрепления пищевого продукта на указанном поддоне, движитель для обеспечения движущей силы для вращения поддона; ведущий вал, вращаемый движителем; ведомый вал, связанный с поддоном и вращаемый вместе с ним; ведущий механизм, имеющий множество ведущих шестерен и смонтированный на приводном валу; ведомый механизм, имеющий множество ведомых шестерен, соответствующих множеству ведущих шестерен, и смонтированный на ведомом валу. При этом шестерни любого ведущего механизма и ведомого механизма представляют собой делительные шестерни, зубья которых размещены на периферии этой шестерни, причем зубья делительных шестерен поочередно расположены друг за другом.
Соответственно при вращении приводного вала каждая делительная шестерня любого ведущего механизма и ведомого механизма поочередно входит в зацепление с соответствующей шестерней другой ведущего механизма и ведомого механизма, изменяя, таким образом, частоту вращения поддона.
Вышеупомянутые и другие
цели и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из его подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1- перспективный вид обычной микроволновой
печи, имеющей поддон;
фиг. 2 - поперечный разрез привода обычного приводного устройства для поддона;
фиг. 3 - поперечный разрез приводного устройства поддона в соответствии с первым
вариантом настоящего изобретения;
фиг. 4А и 4В - виды сверху для иллюстрации работы приводного устройства поддона, показанного на фиг. 3.
фиг. 5 - поперечный разрез приводного устройства поддона в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.
В дальнейшем первый вариант настоящего изобретения будет описан более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Микроволновая печь, в которой применено устройство привода поддона в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, имеет ту же самую конструкцию, что и обычная микроволновая печь, показанная на фиг.1. Иными словами, корпус разделен на варочную камеру и приводную камеру. Различные электрические узлы в приводной камере служат для создания и направления микроволновой энергии в варочную камеру. Поддон для размещения пищевого продукта установлен на дне варочной камеры, дверца установлена па передней стороне варочной камеры и пульт управления установлен на передней стенке приводной камеры.
Устройство привода поддона в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения установлено под поддоном варочной камеры. На фиг. 3-4В показано устройство привода поддона в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 3-4В, устройство привода поддона в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения включает движитель 112 для обеспечения вращающего момента, ведущий вал 114 и ведомый вал 116 для передачи вращающего момента от движителя 112 к поддону 102 и механизм изменения скорости для изменения частоты вращения 6 поддона 102, расположенный между ведущим валом 114 и ведомым валом 116.
В качестве движителя 112 используется электродвигатель. Ведущий вал 114 соединен с ротором электродвигателя, а ведомый вал 116 соединен с центральной частью основания поддона 102. Цифрой 103 обозначена панель основания, образующая дно варочной камеры.
Шестерни для изменения числа оборотов являются частью ведущего механизма 121, который смонтирован между ведущим валом 114 и ведомым механизмом 125, соединенным с ведомым валом 116.
Ведущий механизм 121 имеет первую ведущую шестерню 122 и вторую ведущую шестерню 124, которые являются делительными шестернями, поочередно входящими в зацепление друг с другом. Делительные шестерни в данном описании представляют собой части зуба, частично сфopмиpoвaнныe на внешней периферии шестерни, т.е. не по всей периферии. Зубья первой и второй ведущих шестерен 122 и 124, как показано на фиг. 4А, сформированы на половине полной внешней периферии, т.е. от 0 до 180o по внешней периферии каждого из шестерен 122 и 124, которые расположены одна над другой.
Ведомый механизм 125 имеет первую ведомую шестерню 126 и вторую ведомую шестерню 128 соответственно в сочетании с первой ведущей шестерней 122 и второй ведущей шестерней 124 ведомого механизма.
При начале варки ведущий вал 114 двигателя 112 вращается. Движущая сила приводного вала 114 передается на ведомый вал 116, чтобы вращать поддон 102. В это время вращательное усилие приводного вала 114 попеременно передается на ведомый вал 116 через первые шестерни 122 и 126 и вторые шестерни 124 и 128 ведущего механизма 121 и ведомого механизма 125. Соответственно частота вращения поддона 102, вращаемого ведомым валом 116, периодически изменяется.
Иными словами, в положении, когда первая ведущая шестерня 122 ведущего механизма 121 входит в зацепление с первой ведомой шестерней 126 ведомого механизма 125, а второй ведущий механизм 124 отделен от второй ведомой шестерни 128. Соответственно движущая сила приводного вала 114 передается на ведомый вал 116 через первую ведущую шестерню 122 и первую ведомую шестерню 126, и поддон 102 вращается сo скоростью, соответствующей отношению первых шестерен 122 и 126.
При этом в состоянии, когда первая ведущая шестерня 122 находится в зацеплении с первой ведомой шестерней 126, ведущий вал 114 вращается на 180o, ведомый вал 116 вращается на угол α, соответствующий длине (или, что более точно, числу зубьев шестерни), который соответствует половине внешней периферии первой ведущей шестерни 122 на внешней периферии первой ведомой шестерни 126.
Если ведущий вал 114 вращается на 180 градусов, первая ведущая шестерня 122 отделена от первой ведомой шестерни 126 и, в то же время, вторая ведущая шестерня 124 входит в зацепление со второй ведомой шестерней 128 с тем, чтобы движущая сила пpиводнoгo вала 114 была, как показано на фиг. 4В, передана на ведомый вал 116 через вторую ведущую шестерню 124 и вторую ведомую шестерню 128, и поддон 102 вращается со скоростью, соответствующей отношению зубьев вторых шестерен 124 и 128. При этом ведущий вал 114 вращается на 180o в положении, когда вторая ведущая шестерня 124 входит в зацепление со второй ведомой шестерней 128, и ведомый вал 116 вращается под углом β, соответствующим длине b (или, более точно, числу зубьев шеcтерни), соответствующей длине, которая соответствует половине внешней периферии второй ведущей шестерни 124 на внешней периферии второй ведомой шестерни 128.
Как отмечено выше, в то время как ведущий вал 114 поворачивается один раз, движущая сила приводного вала 114 поочередно передает вращающий момент на ведомый вал 116 через первые шестерни 122 и 126 и вторые шестерни 124 и 128 ведущего механизма 121 и ведомого механизма 125 для периодического изменения частоты вращения поддона 102.
Тем вpеменем, ведущие шестерни и ведомые шестерни ведущего механизма 121 и ведомого механизма 125 не определены только двумя шестернями соответственно как в первом варианте изобретения, но могут содержать три, четыре или большее количества шестерен, если необходимо. Если используются три шестерни для соответствующих приводных механизмов, частота вращения поддона 102 изменяется трехступенчато.
Хотя зубья шестерни сформированы на каждой из ведущих шестерен ведущего механизма 121 только на одной части периферии этого механизма в первом варианте изобретения, зубья шестерни могут также быть сформированы на двух или нескольких частях периферии этой шестерни, и в последнем случае зубья шестерни соответствующих шестерен должны поочередно находится в зацеплении друг с другом без перерыва.
Предпочтительно, при однократном повороте приводного вала 114, т.е. на 360o, угол поворота ведомого вала 116, т.е. α+β или целое число суммы а + b, равен 360o или отличен от 360o. Следовательно, частота, вращения поддона 102 в конкретном положении в варочной камере, в которой поддон 102 вращается непрерывно, изменяется. Соответственно микроволновая энергия излучается на продукт более равномерно.
На фиг. 5 представлен поперечный paзрез для показа привода поддона в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.
Устройство привода поддона в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения включает движитель 132 для обеспечения момента вращения, ведущий вал 134 и ведомый вал 136 для передачи момента от движителя 132 на поддон 102' и ведущий механизм для изменения частоты вращения поддона 102', расположенный между ведущим валом 134 и ведомым валом 136. Ведущий механизм включает ведущий механизм 141, который имеет первую ведущую шестерню 142 и вторую ведущую шестерню 144, и ведомый механизм 145, который имеет первую ведомую шестерню 146 и вторую ведомую шестерню 148.
Однако во втором варианте настоящего изобретения первая и вторая ведомые шестерни ведомого механизма 145 имеют делительные шестерни, соответственно.
Как отмечено выше, во втором варианте настоящего изобретения, как и в первом варианте изобретения, вращательное усилие ведущего вала 134 поочередно передастся через первые шестерни 142 и 146 и вторые шестерни 144 и 148 ведущего механизм 141 и ведомого механизма 145. Однако, поскольку первая и вторая шестерни 146 и 148 ведомого механизма 145 имеют соответственно делительные шестерни, период изменения скорости равен точно 180o. Соответственно частота вращения поддона 102' в конкретном положении в варочной камере, в которой вращается поддон 102', является постоянной. Соответственно ожидается, что кпд излучения микроволновой энергии по отношению к продукту является более низким, чем в первом варианте настоящего изобретения.
Кроме того, во втором варианте настоящего изобретения, показанном на фиг. 5, очевидно, как и в первом варианте изобретения, что число ведомых шестерен ведомого механизма 145 больше двух и зубья каждой из ведомых шестерен сформированы на двух или нескольких частях ее внешней периферии.
Поскольку движущая сила, передаваемая от ведущего вала к ведомому валу, периодически изменяется с помощью ведомого механизма в соответствии с настоящим изобретением, частота вращения поддона также периодически изменяется. Таким образом, по сравнению с обычной микроволновой печью, в которой поддон постоянно вращается, микроволновая энергия, направленная на продукт, излучается более равномерно, в результате чего качество приготовления пищи значительно повышается.
Выше описан и показан на чертежах предпочтительный вариант настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается этим предпочтительным вариантом, специалистами в данной области техники могут быть сделаны различные изменения и модификации, не выходя из объема настоящего изобретения, как это изложено ниже в формуле изобретения.
Реферат
Изобретение относится к микроволновым печам для приготовлении пищи. Техническим результатом является повышение качества приготовления пищи. Устройство привода поддона для микроволновой печи и микроволновая печь, имеющая это устройство, включают узел изменения скорости для улучшения качества приготовления пищи путем периодического изменения частоты вращения поддона для более равномерного облучения пищевого продукта микроволновой энергией. Средство изменения частоты вращения включает ведущий механизм, имеющий множество ведущих шестерен и смонтированный на ведущем валу, и ведомый механизм, имеющий множество ведомых шестерен, соответствующих соответствующим ведущим шестерням ведущего механизма, и смонтированный на ведомом валу. Шестерни ведущего механизма и ведомого механизма представляют собой делительные шестерни, имеющие зубья на соответствующих частях внешней периферии этих шестерен; зубья делительных шестерен поочередно расположены друг над другом. Соответственно при вращении ведущего вала каждая делительная шестерня ведущего механизма и ведомого механизма поочередно входит в зацепление с соответствующей шестерней другого ведущего механизма и ведомого механизма, изменяя, таким образом, частоту вращения поддона. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
