Микроволновая печь

Микроволновая печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в общем, к микроволновой печи и, более конкретно, к микроволновой печи, имеющей усовершенствованную конструкцию, которая позволяет равномерно нагревать пищевые продукты.

Описание известного уровня

Микроволновая печь - это кухонный прибор, в котором нагрев пищевых продуктов осуществляется с помощью свойства электромагнитного излучения, так называемых микроволн. Микроволновые печи генерируют тепло изнутри продукта, обеспечивая его диэлектрический нагрев.

Когда электромагнитное излучение, имеющее высокую частоту, проникает в пищевой продукт, оно вызывает вращение полярных молекул воды внутри пищевого продукта с выделением тепловой энергии. Пищевой продукт нагревается в микроволновой печи за счет расхода этой энергии.

Качество пищи, приготовленной в микроволновой печи, зависит от того, насколько равномерно распределяется температура внутри пищевого продукта. Чтобы обеспечить равномерное распределение температуры внутри пищевого продукта, микроволны должны воздействовать на весь пищевой продукт равномерно.

Поэтому активно разрабатываются методы, с помощью которых можно обеспечить равномерное воздействие микроволн на пищевые продукты.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена микроволновая печь, имеющая усовершенствованную конструкцию, которая позволяет равномерно нагревать пищевые продукты.

Другим аспектом настоящего изобретения является создание микроволновой печи, имеющей усовершенствованную конструкцию, которая позволяет сократить время приготовления.

Другие аспекты изобретения будут частично раскрыты в следующем описании и частично очевидны из этого описания, или же их можно понять при использовании изобретения. Согласно одному аспекту настоящего изобретения микроволновая печь содержит: корпус, включающий в себя варочную камеру, имеющую нижнюю поверхность; по меньшей мере, одну первую отражательную часть, выполненную на нижней поверхности варочной камеры; магнетрон, предназначенный для генерации сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения; и поддон, расположенный отдельно от нижней поверхности варочной камеры и поддерживающий пищевой продукт, подлежащий нагреву. Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть простирается на заданную высоту (h) выше отсчетного уровня (RL).

Расстояние между поддоном и самой высокой точкой, по меньшей мере, одной первой отражательной части может быть меньше, чем λ/4, где λ - минимальная длина волны СВЧ-излучения.

Высота (h), по меньшей мере, одной первой отражательной части может быть меньше, чем λ/4, а площадь (s) поперечного сечения, по меньшей мере, одной первой отражательной части может быть меньше, чем h×λ/4.

По меньшей мере, одна первая отражательная часть может быть выполнена как одно целое с нижней поверхностью варочной камеры.

Высота (h) и/или ширина (w), по меньшей мере, одной первой отражательной части может изменяться в зависимости от режима работы микроволновой печи согласно весу, типу и первоначальному состоянию пищевого продукта.

Высота (h) и/или ширина (w), по меньшей мере, одной первой отражательной части может изменяться автоматически с помощью упругого тела в соответствии с весом пищевого продукта.

Высота (h) и/или ширина (w), по меньшей мере, одной первой отражательной части может изменяться механически согласно ручному выбору пользователя.

Расстояние между поддоном и нижней поверхностью варочной камеры может изменяться автоматически с помощью пружинного демпфера в соответствии с весом пищевого продукта.

Расстояние между поддоном и нижней поверхностью варочной камеры может изменяться согласно ручному выбору пользователя.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может использоваться в качестве направляющей для колесиков, которые поддерживают поддон и вращаются вокруг оси вращения поддона, которая проходит через геометрический центр нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может иметь форму замкнутого витка и может иметь симметричную конструкцию относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может иметь конфигурацию с вращательной симметрией относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может иметь конфигурацию с зеркальной симметрией относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может иметь несколько симметричных конфигураций.

Упомянутая, по меньшей мере, одна первая отражательная часть может иметь асимметричную конфигурацию.

Поддон может быть расположен отдельно от нижней поверхности варочной камеры и выполнен с возможностью вращения.

Часть нижней поверхности варочной камеры, включающей в себя упомянутую, по меньшей мере, одну первую отражательную часть, может быть выполнена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (Y), проходящей через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Пищевой продукт можно расположить на невращающемся поддоне, выполненном из электроизоляционного материала.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, микроволновая печь содержит: корпус, включающий в себя варочную камеру, имеющую нижнюю поверхность; по меньшей мере, одну вторую отражательную часть, образованную на нижней поверхности варочной камеры; магнетрон, предназначенный для генерации СВЧ-излучения; и поддон, расположенный отдельно от нижней поверхности варочной камеры и поддерживающий пищевой продукт, подлежащий нагреву. Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть углублена на заданную глубину (d) ниже отсчетного уровня (RL).

Расстояние между поддоном и самой высокой точкой нижней поверхности варочной камеры может быть меньше, чем λ/4, где λ - минимальная длина волны СВЧ-излучения.

Глубина (d) упомянутой, по меньшей мере, одной второй отражательной части может быть меньше, чем λ/4, а площадь (s) поперечного сечения упомянутой, по меньшей мере, одной второй отражательной части может быть меньше, чем d×λ/4.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может быть выполнена как одно целое с нижней поверхностью варочной камеры.

Глубина (d) и/или ширина (w) упомянутой, по меньшей мере, одной второй отражательной части может изменяться в зависимости от режима работы микроволновой печи согласно весу, типу и первоначальному состоянию пищевого продукта.

Глубина (d) и/или ширина (w) упомянутой, по меньшей мере, одной второй отражательной части может изменяться автоматически с помощью упругого тела в соответствии с весом пищевого продукта.

Глубина (d) и/или ширина (w) упомянутой, по меньшей мере, одной второй отражательной части может изменяться механически согласно ручному выбору пользователя.

Расстояние между поддоном и нижней поверхностью варочной камеры может изменяться автоматически с помощью пружинного демпфера в соответствии с весом пищевого продукта.

Расстояние между поддоном и нижней поверхностью варочной камеры может изменяться согласно ручному выбору пользователя.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может использоваться в качестве направляющей для колесиков, которые поддерживают поддон и вращаются вокруг оси вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может иметь форму замкнутого витка, и может иметь симметричную конфигурацию относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может иметь конфигурацию с вращательной симметрией относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может иметь конфигурацию с зеркальной симметрией относительно плоскости, включающей в себя ось вращения (X) поддона, которая проходит через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может иметь несколько симметричных конфигураций.

Упомянутая, по меньшей мере, одна вторая отражательная часть может иметь асимметричную конфигурацию.

Поддон может быть расположен отдельно от нижней поверхности варочной камеры и выполнен с возможностью вращения.

Часть нижней поверхности варочной камеры, включающая в себя упомянутую, по меньшей мере, одну вторую отражательную часть, может быть выполнена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (Y), проходящей через геометрический центр (O) нижней поверхности варочной камеры.

Пищевой продукт может располагаться на невращающемся поддоне, выполненном из электроизоляционного материала.

Краткое описание чертежей

Эти и/или другие аспекты изобретения будут очевидны и более понятны из следующего описания вариантов осуществления в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 представляет вид в перспективе внешней части микроволновой печи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид, схематически иллюстрирующий процесс, в котором пищевой продукт нагревается СВЧ-излучением при работе микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3A и 3B - виды, теоретически описывающие форму рельефа, выполненного на нижней части варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4A - вид в разрезе, иллюстрирующий первую нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4B - график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается пищевой продукт, приготавливаемый в варочной камере, в которой выполнена первая нижняя поверхность по фиг.4A;

фиг.4C - вид в разрезе, иллюстрирующий вторую нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4D - график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается пищевой продукт, приготавливаемый в варочной камере, в которой выполнена вторая нижняя поверхность по фиг.4C;

фиг.4E - вид в разрезе, иллюстрирующий третью нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4F - график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается пищевой продукт, приготавливаемый в варочной камере, в которой выполнена третья нижняя поверхность по фиг.4E;

фиг.4G - вид в разрезе, иллюстрирующий четвертую нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4H - график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается пищевой продукт, приготавливаемый в варочной камере, в которой выполнена четвертая нижняя поверхность по фиг.4G;

фиг.5A - вид в разрезе, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно первому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5B - вид в разрезе, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно второму варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5C - вид в разрезе, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно третьему варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.6A-6F - виды в разрезе, иллюстрирующие различные рельефы, которые можно выполнить на нижней поверхности варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7A - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно четвертому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7B - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно пятому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7C - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно шестому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7D - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен рельеф согласно седьмому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8A-8D - виды, иллюстрирующие взаимосвязь между колесиком и варочной камерой, на нижней поверхности которой выполнены различные рельефы, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9A - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен изменяемый рельеф согласно восьмому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9B - вид, иллюстрирующий варочную камеру, на нижней поверхности которой выполнен изменяемый рельеф согласно девятому варианту, в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.10A-10C - виды, иллюстрирующие процесс, в котором используется изменяемый рельеф согласно десятому варианту в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.11A и 11B - виды, иллюстрирующие процесс, в котором используется изменяемый рельеф согласно одиннадцатому варианту в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.12A и 12B - виды, иллюстрирующие, как высота поддона регулируется вручную согласно первоначальной температуре пищевого продукта в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.13 - вид, иллюстрирующий, как высота поддона регулируется автоматически в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.14 - вид в разрезе, иллюстрирующий микроволновую печь согласно другому варианту настоящего изобретения; и

фиг.15 - вид в разрезе, иллюстрирующий микроволновую печь согласно еще одному варианту настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Далее будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые элементы обозначены одними и теми же ссылочными номерами по всему тексту. При этом, такие термины как “передний конец”, “задний конец”, “верхняя часть”, “нижняя часть”, “верхний конец”, “нижний конец” и т.п., используемые в следующем описании, названы так на основании чертежей, и форма и положение этих элементов не ограничены данными терминами.

Качество пищи, приготавливаемой в микроволновой печи, может зависеть от того, насколько равномерно распределяется температура внутри пищевого продукта, подвергающегося процессу приготовления. Обычно, пользователи испытывают большее удовлетворение от результатов приготовления пищи в микроволновой печи при наименьшем отклонении показателя температуры от среднего внутри пищевого продукта, подвергающегося процессу приготовления.

Для выравнивания распределения температуры внутри пищевого продукта необходимо выровнять распределение электромагнитного поля внутри пищевого продукта.

Основная проблема микроволновой печи состоит том, что пищевой продукт нагревается неравномерно из-за неравномерного распределения электромагнитного поля внутри него. При работе микроволновой печи в ее варочной камере возникает специфическое распределение электромагнитного поля. В это время в пищевом продукте может возникать область с высокой степенью распределения электромагнитного поля и область с низкой степенью распределения электромагнитного поля, что обуславливает неравномерный нагрев пищевого продукта.

Обычно пища может нагреваться равномерно, если образуется равномерное электромагнитное поле по всей варочной камере.

Например, когда на внутренней поверхности варочной камеры выполнено множество выступов, отсутствуют углубления, способные собирать СВЧ-излучение на внутренней поверхности варочной камеры, и поэтому СВЧ-излучение может эффективно рассеиваться по всей варочной камере. Однако при помещении в варочную камеру пищевого продукта, подлежащего приготовлению, пищевой продукт, помещенный в варочную камеру, в некоторой степени изменяет равномерное распределение электромагнитного поля. Это можно компенсировать путем изменения рабочей частоты магнетрона. Следовательно, только выполнение множества выступов на внутренней поверхности варочной камеры не обязательно достаточно для формирования равномерного электромагнитного поля по всей варочной камере.

Далее будет описан способ эффективного формирования равномерного электромагнитного поля во всей варочной камере, т.е. способ равномерного нагрева пищевого продукта.

На фиг.1 показан вид в перспективе внешней части микроволновой печи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.2 схематически показан процесс, в котором пищевой продукт нагревается СВЧ-излучением при работе микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.3A и 3B представлены виды, теоретически поясняющие формы рельефа, выполненного на дне варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения. Далее пищевой продукт будет обозначаться буквой “F.”

Как показано на фиг.1 и 2, микроволновая печь 1 может содержать корпус 10, образующий ее наружную сторону. В корпусе 10 могут быть предусмотрены варочная камера 20, передняя поверхность которой открыта, чтобы можно было поместить в нее пищевые продукты, и отсек 30 для электрических компонентов, в котором размещены различные электрические компоненты.

Варочная камера 20 может содержать нижнюю поверхность 21, первую боковую поверхность 22 рядом с отсеком 30 для электрических компонентов, вторую боковую поверхность 23, обращенную к первой боковой поверхности 22, верхнюю поверхность 24, обращенную к нижней поверхности 21, и заднюю поверхность (не показана), обращенную к открытой передней поверхности. На нижней поверхности 21 варочной камеры 20 могут быть выполнены различные типы рельефа. Эти рельефы будут подробно описаны ниже.

В варочной камере 20 можно установить поддон 200, на котором размещается подлежащий приготовлению пищевой продукт. Этот поддон 200 можно расположить отдельно от нижней поверхности 21 варочной камеры 20. Поддон 200 можно установить в варочной камере 20 с возможностью вращения. Поддон 200 может вращаться вращательным элементом 210, чтобы пищевой продукт, размещенный на поддоне 200, мог равномерно нагреваться СВЧ-излучением. Вращательный элемент 210 может содержать мотор для поддона (не показан), создающий вращательную силу для вращения поддона 200, и мотор поддона может быть расположен под варочной камерой 20. Поддон 200 может балансироваться и вращаться множеством колесиков 300. Иными словами, множество колесиков 300 служат для опоры и вращения поддона 200.

На передней стороне корпуса 10 может быть предусмотрена дверца 40, одна сторона которой установлена шарнирно, чтобы можно было открывать и закрывать варочную камеру 20. Кроме того, в передней части корпуса 10 может быть установлена панель управления 50, расположенная на передней стороне отсека 30 для электрических компонентов и предназначенная для приведения в действие различных электрических компонентов в отсеке 30.

В отсеке 30 могут быть установлены магнетрон 60, генерирующий СВЧ-излучение, которое излучается в варочную камеру 20, а также высоковольтный трансформатор 70, высоковольтный конденсатор 80, высоковольтный диод 90, и т.п., которые образуют схему управления магнетроном 60. Сзади отсека 30 можно установить охлаждающий вентилятор 95 для всасывания воздуха в целях охлаждения различных электрических компонентов в отсеке 30.

Микроволновая печь 1 работает следующим образом. После размещения пищевого продукта в варочной камере 20 и включения микроволновой печи 1 с панели управления 50 электроэнергия поступает на высоковольтный трансформатор 70 и повышается высоковольтным трансформатором 70. Электроэнергия удваивается высоковольтным конденсатором 80 и высоковольтным диодом 90 и передается в магнетрон 60. Магнетрон 60 принимает высокое напряжение и генерирует СВЧ-излучение, излучая его внутрь варочной камеры 20. СВЧ-излучение обеспечивает приготовление пищевого продукта в варочной камере 20.

При этом во время работы микроволновой печи 1 включается охлаждающий вентилятор 95, который отводит тепло, генерируемое магнетроном 60 или высоковольтным трансформатором 70, и обеспечивает циркуляцию потока воздуха в отсек 30.

Для равномерного нагрева пищевого продукта, размещенного в варочной камере 20, необходимо, чтобы СВЧ-излучение передавалось пищевому продукту равномерно. СВЧ-излучение, излучаемое магнетроном 60 в варочную камеру 20, может передаваться пищевому продукту непосредственно или через внутреннюю стенку варочной камеры 20. Как показано на фиг.2, поскольку большая часть СВЧ-излучения передается пищевому продукту через внутреннюю стенку варочной камеры 20, состояние внутренней стенки варочной камеры 20 может существенно влиять на передачу СВЧ-излучения пищевому продукту. В частности, так как нижняя поверхность 21 варочной камеры 20 находится ближе всего к приготавливаемому пищевому продукту, она оказывает самое большое влияние на передачу СВЧ-излучения пищевому продукту. То есть, распределение СВЧ-излучения, передаваемого пищевому продукту, может зависеть от состояния нижней поверхности 21 варочной камеры 20.

На нижней поверхности 21 варочной камеры 20 можно выполнить рельеф, чтобы СВЧ-излучение, отражаемое от нижней поверхности 21 варочной камеры 20, могло передаваться пищевому продукту равномерно.

Рельеф может быть выполнен как одно целое с нижней поверхностью 21 варочной камеры 20. В частности, по меньшей мере, одна из, по меньшей мере, одной первой отражательной части 110 и, по меньшей мере, одной второй отражательной части 120 может быть выполнена как одно целое с нижней поверхностью 21 варочной камеры 20.

Рельеф может быть выполнен на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, по меньшей мере, одним из методов штамповки, фасонного литья и фрезерования.

Рельеф может содержать, по меньшей мере, одну из первой отражательной части 110 и второй отражательной части 120. Иными словами, рельеф может содержать, по меньшей мере, одну из, по меньшей мере, одной первой отражательной части 110 и, по меньшей мере, одной второй отражательной части 120. Первая отражательная часть 110 может иметь форму, выступающую выше отсчетного уровня RL от нижней поверхности 21 варочной камеры 20. То есть, первая отражательная часть 110 может иметь форму, простирающуюся на заданную высоту h выше отсчетного уровня RL от нижней поверхности 21 варочной камеры 20. В другом аспекте первая отражательная часть 110 может быть ближе к поддону 200, чем вторая отражательная часть 120. Следовательно, первая отражательная часть 110 может передавать относительно большую величину источника нагрева, т.е. СВЧ-излучения, пищевому продукту, так как она находится близко к пищевому продукту на поддоне 200. Первая отражательная часть 110 может иметь неодинаковую форму. Как будет описано ниже, первая отражательная часть 110 может иметь неодинаковую форму, содержащую несколько частей. Вторая отражательная часть 120 может иметь форму, углубленную относительно нижней поверхности 21 варочной камеры 20 ниже отсчетного уровня RL. То есть, вторая отражательная часть 120 может иметь форму, углубленную на заданную глубину d ниже отсчетного уровня RL от нижней поверхности 21 варочной камеры 20. В другом аспекте, вторая отражательная часть 120 может находиться дальше от поддона 200, чем первая отражательная часть 110. Следовательно, вторая отражательная часть 120 может передавать относительно небольшую величину источника нагрева, т.е. СВЧ-излучения, пищевому продукту, потому что она находится дальше от пищевого продукта на поддоне 200. Вторая отражательная часть 120 может иметь неодинаковую форму. Как будет описано ниже, вторая отражательная часть 120 может иметь неодинаковую форму, имеющую несколько частей. Нижняя поверхность 21 варочной камеры 20 может быть плоской поверхностью, образующей дно варочной камеры 20. Под отсчетным уровнем RL подразумевается воображаемая поверхность, включающая в себя нижнюю поверхность 21 и поверхность, простирающуюся от нижней поверхности 21 в горизонтальном направлении. В другом аспекте, под отсчетным уровнем RL подразумевается воображаемая плоская поверхность, включающая в себя границы, на которых нижняя поверхность 21 варочной камеры 20 пересекается с противоположными боковыми поверхностями варочной камеры 20. Отсчетный уровень RL можно изобразить в плоском виде, в котором первая граница A, на которой нижняя поверхность 21 варочной камеры 20 пересекается с первой боковой поверхностью 22 варочной камеры 20, и вторая граница B, на которой нижняя поверхность 21 варочной камеры 20 пересекается со второй боковой поверхностью 23 варочной камеры 20, соединяются, образуя двумерную боковую поверхность. По меньшей мере, одна из первой отражательной части 110 и второй отражательной части 120 выполнена на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, что позволяет регулировать распределение СВЧ-излучения, передаваемое от нижней поверхности 21 варочной камеры 20 пищевому продукту. Более конкретно, первая отражательная часть 110 уменьшает расстояние между пищевым продуктом и нижней поверхностью 21 варочной камеры 20, позволяя увеличить интенсивность СВЧ-излучения, передаваемого пищевому продукту. Кроме того, вторая отражательная часть 120 увеличивает расстояние между пищевым продуктом и нижней поверхностью 21 варочной камеры 20, позволяя уменьшить интенсивность СВЧ-излучения, передаваемого пищевому продукту. Таким образом, рельеф, выполненный на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, может служить одним из факторов, оказывающих важное влияние на равномерный нагрев пищевого продукта, обусловленный СВЧ-излучением.

Высота h первой отражательной части 110, глубина d второй отражательной части 120 и площади s поперечных сечений первой и второй отражательных частей 110 и 120 можно определить относительно минимальной длины волны λ СВЧ-излучения, генерированного магнетроном 60. Более конкретно, высота h первой отражательной части 110 и глубина d второй отражательной части 120 может быть меньше, чем λ/4. Кроме того, площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 может быть меньше, чем d×λ/4. Также, площадь поперечного сечения s первой отражательной части 110 может быть меньше, чем h×λ/4. Далее будет подробно описано теоретическое обоснование соотношений между высотой h первой отражательной части 110, глубиной d второй отражательной части 120, шириной а второй отражательной части 120 и шириной b первой отражательной части 110. Плотность p СВЧ-излучения, которое поглощается пищевым продуктом во всех его точках, можно определить по закону Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца имеет следующий вид:

[формула 1]

В формуле 1 означает плотность тока на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, - плотность электрического поля в заданной точке пищевого продукта, и σ -электропроводность материала, из которого выполнена нижняя поверхность 21 варочной камеры 20.

Индуцированный поверхностный ток можно определить по представленной ниже формуле 2 согласно граничным условиям нижней поверхности 21 варочной камеры 20.

[формула 2]

В формуле 2 означает тангенциальную составляющую плотности магнитного поля. Следовательно, плотность p СВЧ-излучения, которое поглощается пищевым продуктом во всех точках, можно определить по следующей формуле 3:

[формула 3]

На фиг.3A показан пример рельефа, образованного на нижней поверхности 21 варочной камеры 20. На фиг.3A “RL” означает отсчетный уровень. Тангенциальную составляющую плотности магнитного поля между нижней поверхностью 21 варочной камеры 20 и пищевым продуктом можно определить по формуле 4 согласно высоте h первой отражательной части 110, глубине d второй отражательной части 120, ширине а второй отражательной части 120 и ширине b первой отражательной части 110.

[формула 4]

Следовательно, поверхностные волны между нижней поверхностью 21 варочной камеры 20 и пищевым продуктом могут иметь тангенциальную составляющую, определенную нижней поверхностью 21 варочной камеры 20. Тангенциальная составляющая представлена в следующей формуле 5.

[формула 5]

В формуле 5 α означает коэффициент ортогонального ослабления поглощения энергии. α можно определить по следующей формуле 6.

[формула 6]

Следовательно, плотность p СВЧ-излучения, поглощаемого пищевым продуктом, можно изменять во всех точках пищевого продукта путем изменения коэффициента ослабления поглощения в заданной точке нижней поверхности 21 варочной камеры 20.

Коэффициент ослабления α, оказывающий эффективное влияние (изменение энергии на 10% или больше) на электромагнитное поле, может иметь соотношение “0.05 < α < 1”, как показано на фиг.3B. Для сведения, поперечная ось на фиг.3B показывает сумму высоты h первой отражательной части 110 и глубины d второй отражательной части 120. Эту сумму высоты h первой отражательной части 110 и глубины d второй отражательной части 120 можно выразить в единицах “мм.” Продольная ось на фиг.3B показывает коэффициент ослабления α. Оптимальное соотношение между высотой h первой отражательной части 110, глубиной d второй отражательной части 120, шириной а второй отражательной части 120 и шириной b первой отражательной части 110 можно определить как в следующей формуле 7. λ означает минимальную длину волны СВЧ-излучения.

(λ/16 < (h+d) < λ/8) и (0.5 < b/a < 2) [формула 7]

Степень плотности p СВЧ-излучения, поглощаемого пищевым продуктом, можно определить по расстоянию l от пищевого продукта. Когда возрастает вертикальное расстояние l между первой отражательной частью 110 и пищевым продуктом, влияние нижней поверхности 21 варочной камеры 20 на распределение температуры внутри пищевого продукта уменьшается. Следовательно, наиболее оптимальное отношение - “(h+d+l) < λ/4.”

Таким образом, на нижней поверхности 21 варочной камеры 20 выполняется, по меньшей мере, одна из первой отражательной части 110, имеющей различные высоты h, и второй отражательной части 120, имеющей различные глубины d. Это позволяет обеспечить равномерный нагрев пищевого продукта.

На фиг.4A показан вид в разрезе, иллюстрирующий первую нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения, а на фиг.4B представлен график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается пищевой продукт в варочной камере, в которой выполнена первая нижняя поверхность по фиг.4A. Поперечная ось графика на фиг.4B означает ширину (мм) от центра пищевого продукта, а продольная ось означает плотность p (Вт/см³) СВЧ-излучения, поглощаемого пищевым продуктом.

Как показано на фиг.4A и 4B, когда вторая отражательная часть 120 выполнена в нижней поверхности 21 варочной камеры 20, пищевой продукт может нагреваться СВЧ-излучением практически равномерно. При этом глубина d второй отражательной части 120 может быть меньше, чем λ/4. Кроме того, площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 может быть меньше, чем d×λ/4.

График на фиг.4B построен по результатам, полученным при условиях, в которых частота СВЧ-излучения составляет 2,45 ГГц, минимальная длина волны λ СВЧ-излучения около 12 см, λ/4 около 3 см, глубина d второй отражательной части 120 1 см, и площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 составляет 2 см².

Описание фиг.4A и 4B сфокусировано на случае, в котором на нижней поверхности 21 варочной камеры 20 выполнена только вторая отражательная часть 120. Однако тенденцию графика, показанного на фиг.4B, можно получить, когда на нижней поверхности 21 варочной камеры 20 выполнена, по меньшей мере, одна из первой и второй отражательных частей 110 и 120. Конкретно, даже когда, по меньшей мере, одна из первой и второй отражательных частей 110 и 120 выполнена на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, пищевой продукт может равномерно нагреваться СВЧ-излучением практически полностью. В этом случае высота h первой отражательной части 110 может быть меньше, чем λ/4, а площадь поперечного сечения s первой отражательной части 110 может быть меньше, чем h×λ/4. Кроме того, глубина d второй отражательной части 120 может быть меньше, чем λ/4, а площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 может быть меньше, чем d×λ/4.

На фиг.4C представлен вид в разрезе, иллюстрирующий вторую нижнюю поверхность варочной камеры в микроволновой печи согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения, а на фиг.4D показан график, иллюстрирующий степень, до которой нагревается приготавливаемый пищевой продукт в варочной камере, в которой выполнена вторая нижняя поверхность по фиг.4C. Поперечная ось графика, показанного на фиг.4D, означает ширину (мм) от центра пищевого продукта, а продольная ось означает плотность p (Вт/см³) СВЧ-излучения, поглощаемого пищевым продуктом.

Как показано на фиг.4C и 4D, когда вторая отражательная часть 120 выполнена на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, пищевой продукт может нагреваться СВЧ-излучением неравномерно. При этом глубина d второй отражательной части 120 может быть меньше, чем λ/4. Кроме того, площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 может быть больше, чем d×λ/4.

График на фиг.4D построен по результатам, полученным при условиях, в которых частота СВЧ-излучения составляет 2,45 ГГц, минимальная длина волны λ СВЧ-излучения около 12 см, λ/4 около 3 см, глубина d второй отражательной части 120 1 см, и площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 составляет 6 см².

Из графика на фиг.4D видно, что плотность СВЧ-излучения, поглощенного в центре пищевого продукта, все еще выше, чем плотность СВЧ-излучения, поглощенного в других областях пищевого продукта. Следовательно, трудно ожидать равномерного нагрева пищевого продукта при условиях, когда глубина d второй отражательной части 120 меньше, чем λ/4, и площадь поперечного сечения s второй отражательной части 120 больше, чем d×λ/4.

Описание фиг.4C и 4D сфокусировано на случае, в котором только вторая отражательная часть 120 выполнена на нижней поверхности 21 варочной камеры 20. Однако, даже если, по меньшей мере, одна из первой и второй отражательная частей 110 и 120 выполнена на нижней поверхности 21 варочной камеры 20, трудно ожидать равномерного нагрева пищевого продукта. При этом высота h первой отражательной части 110 может быть меньше, чем λ/4, а площадь поперечного сечения s пе