Brevet FR2505600A1 — publié le 19821112

Appareil de chauffage haute fréquence. Au cours des années passées, de nombreux brevets ont été pris pour des ventilateurs-a 9 itateurs Dans le cas d'un appareil de chauffage haute fréquence du type comportant un oscillateur haute fréquence monté directement sur une paroi de la chambre de chauffage, il est bien connu que l'oscillateur haute fréquence est disposé au centre de la chambre de chauf- fage et qu'un ventilateur-agitateur est entraîné en rotation concentriquement à une antenne dip Sle s'étendant à partir de cet oscillateur, cela afin d'assurer une bonne répartition de l'énergie de chauffage - Une limitation sévère est imposée aux dimensions de la chambre de chauffage En d'autres termes, dans le cas o l'impédance de l'oscillateur haute fréquence, de façon typique mnmagnétron,n'est pas adaptée correctement à la charge, l'ap- pareil ne parvient pas à fournir une énergie de sortie haute fréquence élevée Une façon classique d'obtenir l'adaptation de l'impédance consiste à ajuster les dimensions de la chambre de chauffage Par exemple, pour que l'appareil puisse fournir une énergie de sortie haute fréquence avec n'importe quelle dimension de la chambre de chauffage, on dispose un guide d'ondes entre la chambre de chauffage et l'oscillateur haute fréquence en vue d'un réglage d'impédance Toutefois, ce procédé entralne une perte d'énergie haute fréquence dans le guide d'ondes et, de ce fait, diminue l'énergie de sortie haute fréquence. Une autre façon classique consiste à fixer solidement une plaque de métal au voisinage de l'antenne dip 8 le, mais ce procédé pose des problèmes en ce sens que la position de la plaque métallique varie d'un appareil à l'autre et que des décharges par étincelles se produisent autour de cette plaque. Comme autre possibilité, on monte une lame métallique, qui est disposée parallèlement à l'antenne dip Sle, sur le venti- lateur-agitateur au voisinage de l'antenne dipôle pour obtenir l'adaptation d'impédance Du fait que cette façon de procéder est moins efficace à moins que l'extrémité de la lame métal- lique soit placée au voisinage de la paroi de la chambre de chauffage supportant l'antenne dipôle qui y est montée, on se trouve encore en présence de problèmes relatifs à une dimi- nution de l'énergie de sortie, à une concentration du champ électrique, e une augmentation de la perte d'origine ohmique dans la lame métallique. La présente invention a pour objet ( 1) La réalisation d'un dispositif de ventilateur- agitateur destiné à être utilisé dans un appareil de chauffage haute fréquence comportant un oscillateur haute fréquence muni d'une antenne dipÈle installée directement dans une chambre de chauffage, ce dispositif fournissant une énergie de sortie haute fréquence plus élevée et assurant une meilleure répar- tition de l'énergie haute fréquence dans toute la chambre de chauffage, quelles que soient les dimensions de cette chambre. ( 2) La réalisation d'un ventilateur-agitateur dans lequel il n'est pas possible que des décharges par étincelles se produisent entre l'agitateur et les éléments de fixation tels que les vis pour l'installation de l'oscillateur haute fréquence quand aucune charge n'est présente dans la chambre de chauffage. ( 3) La réalisation d'un ventilateur-agitateur grâce auquel les variations des caractéristiques des radiations haute fréquence par suite des tolérances de dimensions sont atténuées. ( 4) La réalisation d'un ventilateur-agitateur qui est léger et fortement résistant aux chutes et aux vibrations. ( 5) La réalisation d'un ventilateur-agitateur dont la rotation reste stable même lorsqu'il est incliné. On va maintenant décrire de façon plus détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de face d'un appareil de chauffage haute fréquence du type à deux fours selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation et en coupe de l'appareil de la figure 1; la fiaure 3 est une vue en coupe agrandie d'une section d'alimentation en énergie; la figure 4 est une vue en perspective agrandie d'un agitateur en tant qu'élément constitutif essentiel; les figures 5 et 6 sont des vues pour expliquer le principe de la présente invention; et la figure 7 est un schéma de principe équivalent. Un objet de la présente invention est de réaliser un ventilateur agitateur qui ne soulève pas les problèmes de la technique antérieure mentionnés ci-dessus et dans lequel on peut obtenir facilement une adaptation d'impédance grâce à la présence sur ce ventilateur d'un segment métallique vertical parallèle à une antenne dip O le et grâce à la présence sur ce segment métallique vertical d'un segment secondaire métallique horizontal portant l'antenne dipôle qui y est montée. On va décrire de façon détaillée à titre d'exemple un four domestique à micro-ondes réalisé selon la présente invention. En se référant maintenant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté, vue de face, une combinaison de cuisinière et de four à micro-ondes du-type à deux fours incorporés comprenant un four à élément de chauffage électrique dans sa partie inférieure et un four à micro-ondes dans sa partie supérieure Cet appareil comprend une porte 1 pour le four électrique et une porte 2 pour le four à micro-ondes ainsi qu'un tableau de commande au- dessus du four à micro-ondes, ce tableau portant une commande électrique 3 en vue de la commande des fours respectifs ainsi que des boutons 4 de réglage de température Les portes respectives sont munies chacune d'une poignée 5. La figure 2 est une vue en élévation et en coupe de l'appareil de la figure 1 Une chambre de chauffage 6 pour le four inférieur comprend un élément de chauffage inférieur 7, un élément de chauffage supérieur 8 et un élément de chauffage 9 de ventilateur de circulation pour élever la tempé- rature de l'atmosphère de la chambre et effectuer un chauffage d'atmosphère Pour-obtenir une répartition uniforme de la température, un ventilateur 11 de circulation est entraîné en rotation par un moteur 10 Sur la périphérie de la chambre de chauffage 6 du four inférieur est disposé un élément calo- rifuge 12 Un ventilateur 13 de four est en outre prévu pour la ventilation du four inférieur L'air est entraîné en circu- lation, comme indiqué-par la flèche, à l'intérieur de la chambre de chauffage 6 du four inférieur à l'aide du ventila- teur 10 de circulation L'air de ventilation s'écoule à l'in- térieur du four inférieur, spécialement depuis les entrées îO d'airinférieures 14 a jusqu'aux sorties d'air centrales 15 par l'intermédiaire de perforations 14 b ménagées dans le fond de la caisse ou corps de l'appareil. On va maintenant décrire de façon plus détaillée le four à micro-ondes Un oscillateur 17 haute fréquence, de façon typique un magnétron, est fixé directement au centre de la paroi supérieure de la chambre de chauffage 16 et un dip 8 le 18 du magnétron 17 rayonne des ondes haute fréquence vers la chambre de chauffage 16 Un ventilateur-agitateur 19 est entraîné en rotation concentriquement à l'antenne dip 8 le 18. A l'intérieur de la chambre de chauffage 16 est disposée une plaque supérieure 21 en une matière à faible perte diélectrique en vue de maintenir les aliments (non représentés) séparés du ventilateur-agitateur 19 et des élé- ments de fixation de ce dernier On a également disposé une plateforme 23 destinée à recevoir les aliments. Après avoir pénétré par l'intermédiaire d'une entrée d'air 24 formée dans une partie supérieure de la caisse ou corps de l'appareil et avoir refroidi le dispositif de commande électronique 3, l'air de refroidissement refroidit le magnétron 17 avec l'aide d'un ventilatetr soufflant 28 à roue entraîné par un moteur de refroidissement 25 et permet au ventilateur-agitateur 19 de tourner sous l'action de sa force éolienne et finalement quitte un meuble 26 par l'intermédiaire d'une sortie d'air arrière supérieure après avoir traversé la chambre de chauffage D'autre part, un ventilateur 27 à hélice est entraîné en rotation par le moteur de refroidissement 25, ce qui permet à l'air de refroidissement de refroidir les éléments constitutifs électriques tels qu'un transformateur 29, etc, et de quitter finalement le meuble 26 par l'intermédiaire de la sortie ar- rière supérieure La chambre de chauffage 6 du four inférieur est calorifugée-de manière qu'il ne se produise pas de trans- mission de chaleur à travers le four à micro-ondes, le dispo- sitif 3 de commande électronique, etc Par conséquent, les éléments constitutifs électriques ne sont jamais détruits par la chaleur lorsque le four inférieur et le four supérieur à micro-ondes sont simultanément en service. La figure 3 est une vue agrandie d'une partie prin- cipale de l'appareil de la figure 2 Les ondes haute fréquence émises par le magnétron 17 sont dirigées de l'antenne dipole 18 vers l'intérieur de la chambre de chauffage 16 Pour obtenir l'adaptation d'impédance avec la charge (aliment ou autre substance analogue) dans ces conditions, on a prévu sur le ventilateur-agitateur 19,au voisinage de l'antenne dipôle, une pluralité de segments métalliques verticaux 30 En outre, des segments secondaires métalliques horizontaux 31 sont formés sur les extrémités, coudées à angle droit, de ces segments métalliques verticaux Le ventilateur -agitateur 19 peut être entrainé en rotation concentriquement à l'antenne dipÈle 18 grâce à un arbre 32 d'agitateur en une matière à faible perte diélectrique et à une pièce d'entretroisement 34 montée sur le ventilateur 19 à l'aide de rivets 33 ou autre 5 moyersde fixation. Une bague 35 empêche la pièce d'entretoisement 34 de tomber. Les vis 36 ou autre Smoyenrde fixation analoguesservant à l'ins- tallation du magnétron sur la paroi supérieure 20 de la chambre de chauffage sont exposées à la chambre de chauffage 16, de sorte que le champ électrique entre les segments électriques verticaux 30 et les vis 36 augmente d'intensité au point de provoquer des décharges par étincelles et qu'une quantité notable du courant haute fréquence s'échappe par les vis 36 et les segments métalliques verticaux en diminuant ainsi le niveau de la sortie haute fréquence au fur et à mesure que les segments métalliques verticaux se rapprochent des vis 36 ou autresmoyenmde fixation analogues Les segments métalliques verticaux 30, les segments secondaires métalliques horizontaux 31 et lé ventilateur agitateur 19 sont pourvus respectivement de nervures 37 qui, elles-mêmes, empêchent que la position angulaire relative de ces éléments varie par suite d'une faible vibration ou pour toute autre raison en diminuant l'énergie de sortie haute fréquence et en nuisant à la répar- tition de cette énergie La figure 4 est une vue en perspective du ventilateur-agitateur 19 Le ventilateur-agitateur 19 comporte quatre lames agitatrices 37 dont le rôle est d'être soumises à la force de l'air de refroidissement pour tourner et agiter un champ électromagnétique haute fréquence en vue d'une répartition uniforme de ce champ Chacun des coins res- pectifs des segments secondaires métalliques horizontaux 31 est arrondi de manière à ne pas concentrer le champ électrique. Les figures 5, 6 et 7 sont des schémas équivalents servant à expliquer le fonctionnement électrique des segments secondaires métalliques horizontaux 31 et des segments métal- liques verticaux 30. Quand les segments métalliques verticaux 30 sont disposés au voisinage de l'antenne dipôle, comme représenté sur la figure 5, il existe d'une façon générale un intervalle d entre ces segments et le plan suportant l'antenne dip 8 le, c'est-à-dire la paroi supérieure 20 de la chambre de chauffage. On peut représenter cette disposition par le schéma de circuit équivalent de la figure 7 o un condensateur c est placé en parallèle entre le magnétron 17 et la charge aliment) 38, de telle sorte que l'adaptation d'impédance puisse être assurée entre le magnétron 17 et la charge 38 et que l'énergie de sortie haute fréquence soit absorbée par la charge à un degré maximal admissible Du fait que la capacité du condensateur c dépend de l'intervalle d indiqué sur la figure 5, elle n'augmente pas à moins que l'intervalle A diminue Toutefois, si l'intervalle d est trop faible, une décharge par étincelles se produit et la perte haute fréquence augmente Comme il apparaît clairement sur la figure 6, l'intervalle d' qui donne la même capacité c est plus grand que l'intervalle d repré- senté sur la figure 5 conformément à une caractéristique de la présente invention résidant dans la présence des segments secondaires métalliques horizontaux 31 aux extrémités des segments métalliques verticaux 30. Il n'y a donc aucun risque d'amorçage de décharge par étincelles ni d'accroissement de perte même si les vis 36 s'étendent jusque dans la chambre de chauffage 16,comme suggéré sur la figure 3 Il est évident que les résultats procurés par la capacité c ne peuvent être obtenus que si les intervalles d et d' sont égaux ou inférieurs à 1/8 de la longueur d'onde. Les résultats des essais permettent d'affirmer que l'effet des segments métalliques verticaux 30 est supérieur lorsque les segments sont orientés dans une direction perpendiculaire à l'antenne dipale 18 et que les ondes haute fréquence émises par l'antenne dipole 18 sont agitées de façon plus efficace lorsque la pluralité de segments métalliques verticaux 30, spécialement trois segments, sont orientés à angle droit. Comme mentionné antérieurement, la présente invention présente les caractéristiques avantageuses suivantes: ( 1) Dans l'appareil du type dans lequel l'oscillateur haute fréquence est monté directement dans la chambre de chauf- fage, on peut obtenir facilement une adaptation d'impédance avec pour résultat une plus grande quantité d'énergie de sortie haute fréquence. ( 2) Du fait qu'un intervalle plus grand est possible entre la paroi de la chambre de chauffage et les segments métalliques verticaux, il n'y a pas de risques d'amorçage d'étincelles ou d'accroissement de perte haute fréquence même lorsque l'agitateur est incliné o les vis de montage sont exposées dans la chambre de chauffage. ( 3) Du fait que les variations de la capacité sont faibles même si les dimensions du ventilateur-agitateur, spé- cialement les dimensions des segments secondaires métalliques horizontaux et celles des segments métalliques verticaux, varient ou si l'agitateur est légèrement incliné, les variations du niveau de sortie haute fréquence sont de même faibles dans une production en-grande série. ( 4) Grâce à la présence des nervures aux segments secondaires métalliques horizontaux et aux segments métalliques verticaux, leventilateur-agitateur est lui-même indéformable et ne peut perturber la répartition et les performances de sortie même sous les vibrations de la caisse ou corps de l'ap- pareil. ( 5) La présence de la pluralité de segments métalliques verticaux non seulement assure une adaptation d'impédance, mais améliore la répartition de l'énergie. ( 6) L'agitateur peut être entraîné en rotation concentriquement avec l'antenne dipole du magnétron à l'aide d'une structure simple grâce à la force de l'air. ( 7) Un chauffage uniforme est assuré à travers le 1 o magnétron installé au centre des parois supérieures et infé- rieures de la chambre de chauffage quand des matières alimen- taires sont placées dans a chambre de chauffage. REVENDICATIONS 1 Appareil de chauffage haute fréquence comprenant une chambre de chauffage ( 6) disposée dans un corps principal de cet appareil, un oscillateur ( 17) haute fréquence avec une antenne dip 8 le ( 18) et un ventilateur-agitateur ( 19) formé par une plaque métallique pour agiter les ondes haute fréquence se propageant par rayonnement à partir dudit oscillateur haute fréquence vers l'intérieur de ladite chambre de chauf- fage, ledit ventilateur-agitateur comportant un arbre rotatif la ( 32) concentrique à ladite antenne dipôle, l'appareil de chauffage haute fréquence susvisé étant caractérisé par le fait que ledit ventilateur-agitateur ( 19) comporte, au voi- sinage de ladite antenne dipale ( 18) un segment métallique vertical ( 30) sensiblement parallèle à ladite antenne dip Sle, ledit segment métallique vertical comportant en outre un segment secondaire métallique horizontal ( 31) sensiblement parallèle à une paroi ( 20) de ladite chambre de chauffage portant ladite antenne dip Gle installée sur cette paroi et que la distance entre ledit segment secondaire métallique horizontal ( 31) et ladite paroi ( 20) de la chambre de chauffage ( 6) est choisie de manière à être inférieure au 1/8 de la longueur d'onde desdites ondes haute fréquence. 2 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit segment métallique vertical ( 30) est disposé dans une direction sen- siblement perpendiculaire à la direction des ondes haute fréquence se propageant par rayonnement depuis ladite antenne dip Ule ( 18). 3 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit segment secondaire métallique horizontal ( 31) comporte des angles arrondis à ses coins respectifs. 4 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit segment métallique vertical ( 30) et ledit segment secondaire métal- lique horizontal ( 31) sont pourvus d'une nervure ( 37) res- pectivement. Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite chambre de chauffage ( 6) a dans son ensemble la forme d'un rectangle et que ladite antenne dipale est installée sur le côté supérieur ou sur le côté inférieur dudit rectangle. 6 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le ventilateur- agitateur ( 19) est entraîné en rotation par l'air de refroi- dissement destiné audit oscillateur ( 17) haute fréquence. 7 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité desdits segments métalliques verticaux ( 30). 8 Appareil de chauffage haute fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits segments métalliques verticaux ( 30) sont disposés dans une direction perpendiculaire les uns aux autresouparallèle les uns aux autres.