Brevet FR2753039A1 — publié le 19980306

Système de guide d'ondes pour four à micro-ondes Arrière-plan de l'invention 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un four à micro-ondes, et plus particulièrement un système de guide d'ondes comportant une première et une seconde ouvertures d'introduction de microondes qui guident les micro-ondes produites par un magnétron dans un produit alimentaire situé dans une cavité du four à micro-ondes, avec une phase différente et un angle d'incidence différent, de façon à chauffer uniformément le produit alimentaire placé dans la cavité. 2. Description de la technique antérieure D'une manière générale, un four à micro-ondes est un appareil permettant de chauffer un produit alimentaire au moyen de micro-ondes produites par un magnétron lorsqu'un courant à haute tension est appliqué à celui-ci. Dans le four à microondes, le magnétron produit des micro-ondes à approximativement 2.450 MHz. Lorsque les micro-ondes à haute fréquence parviennent sur un produit alimentaire placé dans la cavité, les particules du produit alimentaire se déplacent rapidement, de sorte qu'une chaleur de frottement est produite sous l'effet du frottement entre les particules. Le four à micro-ondes chauffe le produit alimentaire en utilisant la chaleur de frottement. Un four à micro-ondes est constitué d'une cavité et d'un compartiment de commande. La cavité comporte un plateau sur lequel un produit alimentaire est chauffé, un dispositif de chauffage ou un ventilateur agitateur, disposé sur une surface supérieure de la cavité, et un orifice d'entrée et un orifice de sortie situés sur une paroi latérale de la cavité. Le compartiment de commande contient un transformateur à haute tension, un condenseur à haute tension, une diode à haute tension, un magnétron et une antenne, qui sont des parties nécessaires permettant de produire les micro-ondes qui parviennent sur le produit alimentaire, et il contient un ventilateur de refroidissement servant à refroidir lesdites parties et un guide d'ondes servant à guider les micro-ondes. Une première et une seconde bobines d'induction du transformateur à haute tension appliquent au magnétron un courant à haute tension qui est nécessaire pour produire des micro-ondes. Le magnétron produit des micro-ondes à haute fréquence et les micro-ondes à haute fréquence sont introduites dans un guide d'ondes prévu sur une paroi séparatrice de la cavité. Les micro-ondes à haute fréquence parviennent alors sur le produit alimentaire par l'ouverture prévue dans la paroi séparatrice, de façon à chauffer le produit alimentaire. Les micro-ondes qui parviennent sur le produit alimentaire par l'ouverture de la paroi séparatrice sont introduites dans la cavité avec une phase et un angle d'incidence préfixés. Etant donné qu'avec la phase et l'angle d'incidence préfixés, les micro-ondes ne chauffent qu'une partie du produit alimentaire exposé aux micro-ondes, il est nécessaire de diffracter les micro-ondes afin de chauffer d'une manière uniforme le produit alimentaire placé dans la cavité. Pour résoudre le problème mentionné ci-dessus, le plateau sur lequel le produit alimentaire est chauffé est agencé de fa çon à tourner en liaison avec un moteur de plateau placé sous la surface de la cavité. Toutefois, bien que le plateau soit agencé de façon à tourner, une partie du produit alimentaire est chauffée directement par les micro-ondes et une partie du produit alimentaire est chauffée indirectement par les microondes. En outre, les micro-ondes ne pénètrent pas à l'intérieur du produit alimentaire. C'est pourquoi, afin de mieux résoudre le problème, les micro-ondes sont diffractées en utilisant un ventilateur deux agitateur ou en prévoyant / ouvertures d'introduction. En uti- lisant un ventilateur agitateur, qui tourne, les micro-ondes produites par le magnétron sont astreintes à parvenir sur le produit alimentaire sous différents angles d'incidence. Toutefois, dans un four à micro-ondes utilisant un ventilateur agitateur, le coût de production est élevé, étant donné que la fabrication du ventilateur agitateur est complexe. Dans le procédé consistant à prévoir deux ouvertures d'introduction, on utilise un guide d'ondes, comportant deux ouvertures d'introduction, dont un exemple typique est décrit dans le brevet US nO 5.567.339. Comme représenté à la figure 1, un four à micro-ondes comprend une cavité 110, contenant un produit alimentaire 190 devant être chauffé dans celle-ci, et un compartiment de commande 120 comportant des parties permettant de produire les micro-ondes et de commander le four à micro-ondes. Il est prévu une ouverture supérieure d'introduction 132 et une ouverture inférieure d'introduction 134 sur une paroi séparatrice 130 qui sépare la cavité 110 du compartiment de commande 120, un magnétron 140, comportant une antenne 145 et produisant des microondes, et un guide d'ondes 150 couvrant l'ouverture supérieure d'introduction 132 et l'ouverture inférieure d'introduction 134 et placé sur la paroi séparatrice 130. Une paroi supérieure horizontale est réalisée parallèlement à l'antenne 145 et est réalisée à une distance kg/4 de l'antenne 145. L'ouverture supérieure d'introduction 132 est prévue à une partie supérieure de la paroi séparatrice 130 et l'ouver- ture inférieure d'introduction 134 est prévue à une partie centrale de la paroi séparatrice 130. Pour produire les microondes avec un champ électromagnétique uniforme, la distance entre l'ouverture supérieure d'introduction 132 et l'antenne 145 est prévue inférieure à la distance entre l'ouverture inférieure d'introduction 134 et l'antenne 145 et la taille de l'ouverture supérieure d'introduction 132 est prévue inférieure à celle de l'ouverture inférieure d'introduction 134. Une partie des micro-ondes produites par le magnétron 140 parvient indirectement sur le produit alimentaire 190, situé sur le plateau 180 dans la cavité 110, par l'ouverture supérieure d'introduction 132,et l'autre partie des micro-ondes produites par le magnétron 140 parvient directement sur le produit alimentaire 190, situé sur le plateau 180 dans la cavité 110, par 1' ouverture inférieure d'introduction 134. Ceci signifie que les micro-ondes produites par le magnétron 140 parviennent sur le produit alimentaire 190 en suivant des trajets différents. En même temps, le plateau 180 est entraîné en rotation par un moteur 170 situé au-dessous du plateau 180, de sorte que les micro-ondes chauffent le produit alimentaire 190 d'une manière plus uniforme. Dans le four à micro-ondes, les micro-ondes traversant l'ouverture supérieure d'introduction 132 et l'ouverture inférieure d'introduction 134 forment un champ d'interférence dans la cavité 110, de façon à chauffer le produit alimentaire 190 d'une manière plus uniforme. Toutefois, l'intensité des microondes se dégrade, étant donné que les micro-ondes traversant l'ouverture supérieure d'introduction 132 parviennent indirectement sur le produit alimentaire 190. En outre, la taille de l'ouverture supérieure d'introduction 132 et de l'ouverture inférieure d'introduction 134 dépend de la distance entre l'ouverture supérieure d'introduction 132 et l'antenne 145 et de la distance entre l'ouverture inférieure d'introduction 134 et l'antenne 145, de sorte que le procédé de production est complexe. Résumé de l'invention C'est pourquoi la présente invention est prévue pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. Un but de la présente invention est de fournir un système de guide d'ondes pour four à micro-ondes qui assure des performances de chauffage améliorées afin de permettre qu'un produit alimentaire situé dans la cavité du four soit chauffé d'une manière plus uniforme et qui offre un guide d'ondes plus court permettant un agencement facile des parties de l'appareil électrique du four à micro-ondes. Conformément à l'invention, ce but est atteint par un système de guide d'ondes pour four à micro-ondes, caractérisé en ce qu'il comprend une paroi séparatrice servant à séparer une cavité, dans laquelle un produit alimentaire à chauffer est placé, d'un compartiment de commande dans lequel un magnétron servant à produire des micro-ondes est prévu, la paroi séparatrice comportant une première et une seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes servant à introduire les micro-ondes jusqu'au produit alimentaire, et un guide d'ondes prévu sur la paroi séparatrice à l'endroit où les première et seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes sont réalisées, le guide d'ondes comportant une paroi supérieure horizontale, une paroi latérale, sur laquelle le magnétron est fixé, et une paroi inférieure comportant une première partie inclinée, reliée à la paroi latérale, une seconde partie inclinée, reliée à la paroi séparatrice, et une partie verticale prévue entre la première et la seconde parties inclinées. Le système de guide d'ondes conforme à l'invention peut comporter aussi une ou plusieurs des particularités suivantes - la partie verticale et la paroi latérale sont parallèles à la paroi séparatrice; - la distance l entre la ligne centrale de la première ouverture d'introduction de micro-ondes et la ligne centrale de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes est déterminée par la relation suivante 1 = (ri/2 ) x n dans laquelle n est un nombre entier et kg est la longueur d'onde des micro-ondes produites par le magnétron; - la distance h entre la partie verticale et la paroi séparatrice est déterminée par la relation suivante H/3 dans laquelle H est la distance entre la paroi latérale et la paroi séparatrice; - la ligne centrale de la première ouverture d'introduction de micro-ondes coïncide horizontalement avec la ligne limite de la paroi latérale et de la première partie inclinée et la ligne centrale de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes coïncide horizontalement avec la ligne limite de la partie verticale et de la seconde partie inclinée; - la taille et la forme de la première ouverture d'introduction de micro-ondes et de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes sont identiques de l'une à l'autre. Conformément à la présente invention, le guide d'ondes est prévu sur la paroi séparatrice à l'endroit où la première et la seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes sont réalisées, de sorte que les trajets des micro-ondes deviennent différents après avoir traversé les première et seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes. En outre, le guide d'ondes est prévu sur la paroi inférieure sur laquelle les première et seconde parties inclinées sont réalisées, de sorte que les phases des micro-ondes deviennent différentes après être parvenues sur les première et seconde parties inclinées. Il en résulte qu'une interférence du champ électromagnétique dans la cavité est réalisée et qu'un chauffage plus uniforme du produit alimentaire peut être obtenu grâce à l'interférence. Par ailleurs, la différence entre la distance séparant la paroi séparatrice de la partie verticale et la distance séparant la paroi séparatrice de la paroi latérale produit une différence de phase des micro-ondes, de sorte que la taille de la première et de la seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes peut être identique de l'une à l'autre. Il en résulte que le procédé de production est simple et que le coût de production est faible. Etant donné que les première et seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes sont formées au-dessous de l'antenne du magnétron, toutes les micro-ondes traversant les première et seconde ouvertures d d'introduction de micro-ondes parviennent directement sur le produit alimentaire, de sorte que l'intensité des micro-ondes est améliorée. I1 en résulte que le rendement de chauffage est élevé et qu'ainsi une perte de puissance électrique peut être empêchée. Description succincte des dessins Les buts, particularités et avantages de la présente invention ressortiront mieux, ainsi que d'autres, de la lecture de la description détaillée de l'invention qui est faite ciaprès en regard des dessins annexés dont la figure 1 est une vue en coupe verticale représentant un système de guide d'ondes pour four à micro-ondes de la technique antérieure, et la figure 2 est une vue en coupe verticale représentant un système de guide d'ondes pour four à micro-ondes conforme à un mode préféré de mise en oeuvre de la présente invention. Description du mode préféré de mise en oeuvre Un système de guide d'ondes pour four à micro-ondes conforme à un mode préféré de mise en oeuvre de la présente invention est décrit en détail en regard des dessins annexés. La figure 2 est une vue en coupe verticale représentant un système de guide d'ondes 250 pour four à micro-ondes conforme à un mode de mise en oeuvre de la présente invention. Si on se reporte à la figure 2, le système de guide d'ondes 250, qui guide des micro-ondes produites par un magnétron 240 jusque dans un produit alimentaire 290 situé dans une cavi té 210, comprend une paroi supérieure horizontale 252, une paroi latérale 254, une première partie inclinée 256, une seconde partie inclinée 257 et une partie verticale 258. Le produit alimentaire 290 situé dans la cavité 210 est placé sur un plateau 280 qui est entraîné en rotation en faisant tourner un moteur 270. Les micro-ondes parvenant sur le produit alimentaire 290, le plateau 280 est entraîné en rotation en faisant tourner le moteur 270, de sorte que le produit alimentaire 290 situé sur le plateau 280 est chauffé d'une manière plus uniforme. Une première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et une seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 servant à introduire les micro-ondes jusqu'au produit alimentaire sont réalisées sur une paroi séparatrice 230 servant à séparer la cavité 210, dans laquelle le produit alimentaire 290 à chauffer est placé, d'un compartiment de commande 220 dans lequel un magnétron 240 servant à produire des micro-ondes est prévu. Chaque extrémité de la paroi supérieure horizontale 252 et de la seconde partie inclinée 257 du système de guide d'ondes 250 étant pliée, la paroi supérieure horizontale 252 et la seconde partie inclinée 257 du système de guide d'ondes 250 sont fixées sur une partie dans laquelle la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 de la paroi séparatrice 230 sont réalisées. Le magnétron 240 est fixé sur la paroi latérale 254. La paroi supérieure horizontale 252, la paroi latérale 254, la première partie inclinée 256, la partie verticale 258 et la seconde partie inclinée 257 sont disposées d'une façon continue d'une manière adjacente de l'une à l'autre. De préférence, la distance L entre la paroi supérieure horizontale et le centre de l'antenne 245 du magnétron 240 est k9/4. La paroi latérale 254 est réalisée de façon à être parallèle à la paroi séparatrice 230. La paroi latérale 254 est réalisée de façon à être perpendiculaire à la paroi supérieure horizontale 252. Le magnétron 240 est prévu sur la face arrière de la paroi latérale 254 et l'extrémité de l'antenne 245 du magnétron 240 est située entre la paroi latérale 254 et la paroi séparatrice 230. La première partie inclinée 256 étant réalisée sur le côté inférieur de la paroi latérale 254, la ligne centrale de la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 est située de façon à coïncider horizontalement avec la ligne limite de la paroi latérale 254 et de la première partie inclinée 256. La seconde partie inclinée 257 étant réalisée sur le côté inférieur de la partie verticale 258, la ligne centrale de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 coïncide horizontalement avec la ligne limite de la partie verticale 258 et de la seconde partie inclinée 257. De préférence, la taille et la forme de la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 sont les mêmes. De préférence, la forme de la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 est rectangulaire, mais la forme de la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 peut être circulaire ou polygonale. En outre, la longueur d'onde des microondes produites par le magnétron 240 étant kg, la distance l entre le centre de la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et le centre de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 est ni,/2 (n est un nombre entier) afin d'empêcher l'annulation des micro-ondes. La distance h entre la partie verticale 258 et la paroi séparatrice 230 de la cavité 210, sur laquelle la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 sont réalisées, est supérieure à un tiers de la distance H entre la paroi latérale 254 et la paroi séparatrice 230 de la cavité 210 et est inférieure à la distance H entre la paroi latérale 254 et la paroi séparatrice 230 de la cavité 210 (c'est-à-dire H/3 Dans le four à micro-ondes mentionné ci-dessus, lorsqu'un utilisateur met en position marche un interrupteur de fonctionnement (non représenté), le transformateur à haute tension 260 situé dans le compartiment de commande 220 produit un courant à haute tension. Le courant à haute tension est appliqué au magnétron 240 et le magnétron 240 produit des micro-ondes. Les micro-ondes sont introduites dans le système de guide d'ondes 250 par l'antenne 245. Une partie des micro-ondes se réfléchissant sur la première partie inclinée 256, cette partie des micro-ondes parvient sur le produit alimentaire 290 situé dans la cavité 210 en traversant la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232 et chauffe le produit alimentaire 290 situé sur le plateau 280. L'autre partie des micro-ondes se réfléchissant sur la seconde partie inclinée 257 située dans l'intervalle séparant la paroi séparatrice 230 de la partie verticale 258, cette autre partie des micro-ondes parvient sur le produit alimentaire 290 situé dans la cavité 210 en traversant la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 et chauffe le produit alimentaire 290 situé sur le plateau 280. Cette autre partie des micro-ondes traverse l'intervalle, séparant la paroi latérale 254 de la paroi séparatrice 230 de la cavité 210, qui est prévu supérieur à un tiers de la distance H entre la paroi latérale 254 et la paroi séparatrice 230 de la cavité 210 et est prévu inférieur à la distance H entre la paroi latérale 254 et la paroi séparatrice 230 de la cavité 210. Il en résulte que l'autre partie des micro-ondes traversant la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes 234 présente une phase différente de celle de la partie des micro-ondes traversant la première ouverture d'introduction de micro-ondes 232, en raison d'un angle d'incidence et d'un trajet différents de ceux de la première partie des micro-ondes. I1 en résulte qu'une interférence du champ électromagnétique dans la cavité 210 est réalisée et qu'un chauffage plus uniforme du produit alimentaire 290 peut être obtenu grâce à l'interférence d'ondes. En outre, dans le système de guide d'ondes pour four à micro-ondes conforme à la présente invention, la différence entre la distance séparant la paroi séparatrice et la partie verticale et la distance séparant la paroi séparatrice et la paroi latérale produit une différence de phase des micro-ondes, de sorte que la taille et la forme de la première et de la seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes peuvent être identiques de l'une à l'autre. Il en résulte que le procédé de production est simple et que le coût de production est faible. Bien que la présente invention ait été plus particulièrement représentée et décrite en se référant à des modes particuliers de mise en oeuvre de celle-ci, les spécialistes en la matière comprendront que diverses modifications de forme et de détail peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Système de guide d'ondes pour four à micro-ondes, caractérisé en ce qu'il comprend une paroi séparatrice (230) servant à séparer une cavité (210), dans laquelle un produit alimentaire (290) à chauffer est placé, d'un compartiment de commande (220) dans lequel un magnétron (240) servant à produire des micro-ondes est prévu, la paroi séparatrice (230) comportant une première (232) et une seconde (234) ouvertures d'introduction de micro-ondes servant à introduire les micro-ondes jusqu'au produit alimentaire (290), et un guide d'ondes (250) prévu sur la paroi séparatrice (230) à l'endroit où les première et seconde ouvertures d'introduction de micro-ondes (232, 234) sont réalisées, le guide d'ondes (250) comportant une paroi supérieure horizontale (252), une paroi latérale (254), sur laquelle le magnétron (240) est fixé, et une paroi inférieure comportant une première partie inclinée(256), reliée à la paroi latérale (254), une seconde partie inclinée (257), reliée à la paroi séparatrice (230), et une partie verticale (258) prévue entre la première et la seconde parties inclinées (256, 257). 2. Système de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie verticale (258) et la paroi latérale (254) sont parallèles à la paroi séparatrice (230). 3. Système de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance 1 entre la ligne centrale de la première ouverture d'introduction de micro-ondes (232) et la ligne centrale de la seconde ouverture d'introduction de microondes (234) est déterminée par la relation suivante 1 = (ka/2) x n dans laquelle n est un nombre entier et kg est la longueur d'onde des micro-ondes produites par le magnétron (240). 4. Système de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance h entre la partie verticale (258) et la paroi séparatrice (230) est déterminée par la relation suivante H/3 dans laquelle H est la distance entre la paroi latérale (254) et la paroi séparatrice (230). 5. Système de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne centrale de la première ouverture d'introduction de micro-ondes (232) coïncide horizontalement avec la ligne limite de la paroi latérale (254) et de la première partie inclinée (256) et la ligne centrale de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes (234) coïncide horizontalement avec la ligne limite de la partie verticale (258) et de la seconde partie inclinée (257). 6. Système de guide d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la taille et la forme de la première ouverture d'introduction de micro-ondes (232) et de la seconde ouverture d'introduction de micro-ondes (234) sont identiques de l'une à l'autre.