微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法制造方法及图纸

本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说用于加热所述装置的加热室内的至少一种产品。所述微波加热装置包括至少两个辐射部分，其中所述至少两个辐射部分适用于将微波辐射到加热室并且可根据多种操作配置而操作，所述多种操作配置在辐射的微波之间的频率和/或相移方面不同。可通过按若干操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行学习程序。针对这些操作配置而计算能量效率数据。可选择操作频率，所述选择基于能量效率数据。可将在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置视为参考操作配置。可通过按具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的相应相移挑选的相应相移的操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行加热程序。每一所挑选的操作配置的相移可相对于参考操作配置的相应相移具有一相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法相关申请的交叉引用本申请主张2016年4月1日申请的第62/317,077号美国临时申请以及2017年1月24日申请的第15/414,075号美国申请的优先权，其中所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。
本公开总的来说涉及电磁加热的领域。具体来说，本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说，用于解冻和/或烹饪食品。
技术介绍
当前，有许多用于加热食品(出于解冻和烹饪两个目的)的已知并且广泛使用的技术。根据一些已知的加热技术，食品经由其外表面而接收热，其中外表面与外部加热元件或较高温度下的外部环境交换热。在这些技术中，食品内的热的流动是通过食品自身的温度梯度和热扩散率来确定。根据其它已知的加热技术，热通过电磁场或电磁辐射而直接在食品内产生。其中，一些技术使用射频(RF)电介质加热，并且其它技术使用微波(MW)。传统地，射频电磁波处于1与300MHz之间的频带内，而微波处于300MHz与300GHz之间的频带内。明确地说，射频加热装置和微波加热装置是已知的，并且被广泛利用。相比其它技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。
本公开总的来说涉及电磁加热的领域。具体来说，本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说，用于解冻和/或烹饪食品。
技术介绍
当前，有许多用于加热食品(出于解冻和烹饪两个目的)的已知并且广泛使用的技术。根据一些已知的加热技术，食品经由其外表面而接收热，其中外表面与外部加热元件或较高温度下的外部环境交换热。在这些技术中，食品内的热的流动是通过食品自身的温度梯度和热扩散率来确定。根据其它已知的加热技术，热通过电磁场或电磁辐射而直接在食品内产生。其中，一些技术使用射频(RF)电介质加热，并且其它技术使用微波(MW)。传统地，射频电磁波处于1与300MHz之间的频带内，而微波处于300MHz与300GHz之间的频带内。明确地说，射频加热装置和微波加热装置是已知的，并且被广泛利用。相比使用经由食品表面的热交换的技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。然而，许多已知电磁加热技术共同的问题涉及难以在食品内获得温度的足够均匀的分布。此外，当同时加热食品的若干相同份量(或部分)时，遭遇到已知电磁加热技术的另一问题。在这些状况下，通常发生以下情形：这些份量的食品的温度在加热程序结束时彼此不相同，即，无法获得可接受的空间加热均匀性。这些问题通常看起来对于微波加热装置来说更显著。因此，期望获得一种特别是使用微波的加热技术，这允许在食品加热期间减小食品中和/或食品的不同份量之间的温度分布的非均匀性。
技术实现思路
具体来说，本公开涉及使用微波加热技术以加热至少一种产品的加热装置和方法。在特定使用模式中，至少一种产品是食品，并且加热希望解冻和/或烹饪食品和/或仅加热食品。然而，该加热装置和方法也可用于其它类型的产品。在一些实例实施例中，微波加热装置可包括：加热室，用于接纳将被加热的至少一种产品；微波产生系统，包含适用于将微波辐射到加热室的至少两个辐射部分；控制单元。微波产生系统可产生具有相同频率和不同相位的相应微波，并经由至少两个辐射部分而辐射所述相应微波。因此，两个辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，而另一辐射部分(或若辐射部分不止两个，则其它辐射部分)的微波可相对于参考辐射部分的微波具有相应相移(或多个相移)。微波产生系统的操作配置可由频率值和相移值(多个)定义。在一些实例实施例中，微波产生系统可包括四个辐射部分。因此，每一操作配置可由一频率值和三个相移值定义。操作配置的相位组合可被表示为相移的三维空间中的点。控制单元可被配置成操作微波产生系统，并改变由微波产生系统辐射的微波的频率和相移(或多个相移)。因此，至少两个辐射部分可根据多种操作配置而操作，其中所述多种操作配置在所辐射的微波之间具有彼此不同的频率和/或相移(或多个相移)。反比于反射功率与辐射功率之比的能量效率与每一操作配置相关联。微波加热装置可包含反射功率检测系统，并且控制单元可被配置成计算此能量效率。根据本公开的一个方面，控制单元可被配置成按一种方式操作微波产生系统，以使得可在至少一种产品的加热程序期间获得加热室内的微波分布的“微动”。此目的可通过以下方式来实现：依序按若干操作配置操作微波产生系统，每一操作配置具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移(多个)挑选的相应相移(多个)。换句话说，可通过相位旋转方法而产生虚拟微动。实际上，由辐射部分发射的微波的相移的改变将需要加热室内的微波的干涉图案的改变，并且明确地说，增益性干涉位置和减损性干涉位置的偏移。因此，接收辐射功率的峰值的位置可通过使用具有不同相移的若干操作配置而在将被加热的产品上或产品的若干部分上移动。这有益于在加热室内产生电磁加热功率的较均匀的空间分布并且有益于在加热程序期间提高给予产品或产品的若干份量的电磁能量的空间均匀性。本公开的一个方面涉及将用于加热程序中的操作配置的选择。根据一些可能的使用方法，可针对位于加热室中的产品或产品的若干份量而获得取决于操作配置的能量效率的数据。所获得的数据可由控制单元处理，以选择操作频率和参考操作配置，其中参考操作配置是在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置。此外，加热程序的操作配置可被选择为具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移挑选的相应相移的操作配置。更具体来说，每一所挑选的操作配置的相移可按一种方式相对于参考操作配置的相应相移具有相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。本专利技术者已通过实验验证，根据本文所述的方法而挑选的操作配置的使用可获得极好的空间加热均匀性，特别是在同时加热多个相同份量时。应认为，针对每一频率，在操作配置改变时，能量效率通常在最小值与最大值之间具有相当平滑的趋势。因此，这些挑选加热程序的操作配置的方法可有益于微动微波分布而不在用于加热程序中的操作配置的能量效率之间产生任何显著差异。这有利于空间加热均匀性。在一些实例实施例中，微波产生系统可包括四个辐射部分，并且因此每一操作配置可由频率值和三个相移值定义。操作配置可被表示为相移的三维空间中的点。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的三维空间中的多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述多面体的体内点或中心点。在一种具体使用方法中，所挑选的操作配置是八种操作配置，并且其对应点是以参考操作配置的点为中心的立方体的顶点。在其它实例实施例中，微波产生系统可包括N个辐射部分，并且因此每一操作配置可由一频率值和(N-1)个相移值定义。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的(N-1)维空间中的超多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述超多面体的体内点或中心点，所述超多面体明确地说是超立方体。根据一些可能使用方法，可根据在所选择的操作频率下的效率差来计算相移距离。效率差被定义为可在相同频率下针对操作配置而发现的最大能量效率与最小能量效率之间的差。更具体来说，相移距离可反比于效率差来计算。根据一些可能使用方法，加热程序的操作频率可被选择为频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波加热装置，包括：‑加热室，被设计成接纳至少一种将被加热的产品；‑微波产生系统，被设计成产生微波并包含适用于将微波辐射到所述加热室的至少两个辐射部分，辐射功率与所述辐射微波相关联并在使用中与正由所述加热室反射的辐射功率的份额相关联；以及‑控制单元；所述微波产生系统被配置成经由所述至少两个辐射部分而辐射具有相同频率和不同相位的相应微波，其中所述辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，并且由其它辐射部分辐射的所述微波可相对于由所述参考辐射部分辐射的所述微波具有相应相移，所述频率和相移的值定义所述微波产生系统的操作配置，能量效率与每一操作配置相关联，所述能量效率反比于反射功率与辐射功率之比；所述控制单元被配置成操作所述微波产生系统，并改变由所述微波产生系统辐射的所述微波的所述频率和所述相移；所述控制单元被配置成获得取决于与所述至少一种将被加热的产品相关的操作配置的能量效率的数据；所述控制单元被配置成运行选择程序，其中：选择操作频率，所述频率选择基于所述获得的能量效率的数据；选择参考操作配置，所述参考操作配置是在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的所述操作配置；挑选多种操作配置，每一操作配置具有所述所选择的操作频率以及在所述参考操作配置的所述相应相移周围挑选的相应相移，所述多种操作配置中的每一操作配置的所述相移相对于所述参考操作配置的所述相应相移具有一相移距离，以使得在所述相移的空间中，所述参考操作配置被所述多种操作配置围绕；所述控制单元被配置成运行加热程序，其中所述微波产生系统按在所述选择程序中挑选的所述多种操作配置依序地操作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.01 US 62/317,077;2017.01.24 US 15/414,0751.一种微波加热装置，包括：-加热室，被设计成接纳至少一种将被加热的产品；-微波产生系统，被设计成产生微波并包含适用于将微波辐射到所述加热室的至少两个辐射部分，辐射功率与所述辐射微波相关联并在使用中与正由所述加热室反射的辐射功率的份额相关联；以及-控制单元；所述微波产生系统被配置成经由所述至少两个辐射部分而辐射具有相同频率和不同相位的相应微波，其中所述辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，并且由其它辐射部分辐射的所述微波可相对于由所述参考辐射部分辐射的所述微波具有相应相移，所述频率和相移的值定义所述微波产生系统的操作配置，能量效率与每一操作配置相关联，所述能量效率反比于反射功率与辐射功率之比；所述控制单元被配置成操作所述微波产生系统，并改变由所述微波产生系统辐射的所述微波的所述频率和所述相移；所述控制单元被配置成获得取决于与所述至少一种将被加热的产品相关的操作配置的能量效率的数据；所述控制单元被配置成运行选择程序，其中：选择操作频率，所述频率选择基于所述获得的能量效率的数据；选择参考操作配置，所述参考操作配置是在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的所述操作配置；挑选多种操作配置，每一操作配置具有所述所选择的操作频率以及在所述参考操作配置的所述相应相移周围挑选的相应相移，所述多种操作配置中的每一操作配置的所述相移相对于所述参考操作配置的所述相应相移具有一相移距离，以使得在所述相移的空间中，所述参考操作配置被所述多种操作配置围绕；所述控制单元被配置成运行加热程序，其中所述微波产生系统按在所述选择程序中挑选的所述多种操作配置依序地操作。2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生系统包含三个辐射部分，每一操作配置由一频率值和两个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的二维空间中的点，所述点是所述相移的所述二维空间中的多边形的顶点，所述参考操作配置对应于所述多边形的内部点或中心点。3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有四种，并且所述多边形是正方形。4.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生系统包含四个辐射部分，每一操作配置由一频率值和三个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的三维空间中的点，所述点是所述相移的所述三维空间中的多面体的顶点，所述参考操作配置对应于所述多面体的体内点或中心点。5.根据权利要求4所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有八种，并且所述多面体是立方体。6.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生系统包含N个辐射部分，每一操作配置由一频率值和N-1个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的(N-1)维空间中的点，所述点是所述相移的所述(N-1)维空间中的超多面体的顶点，所述参考操作配置对应于所述超多面体的体内点或中心点。7.根据权利要求6所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有2(N-1)种，并且所述超多面体是超立方体。8.根据权利要求1到7中任一项所述的微波加热装置，其中所述控制单元被配置成挑出在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置以及在所述所选择的操作频率下具有最小能量效率的操作配置；并且其中所述控制单元被配置成根据效率差来计算所述相移距离，所述效率差是在所述所选择的操作频率下的所述最大能量效率与所述最小能量效率之间的差，所述相移距离反比于所述效率差。9.根据权利要求8所述的微波加热装置，其中所述控制单元被配置成如下计算所述相移距离：相移距离＝90°–效率差，其中所述相移距离是以度为单位，并且所述效率差是用百分比表示的效率的差。10.根据权利要求1到9中任一项所述的微波加热装置，包括反射功率检测系统，所述反射功率检测系统被配置成检测由所述加热室反射的所述辐射功率的份额，所述控制单元被配置成通过运行其中频率在一定范围内改变的学习程序而获得能量效率的数据，并且针对每一频率，挑...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·干巴托，马尔科·布洛，克雅拉·德马萨里，尼古拉·兰萨，法布里奇奥·杜格耶罗，安德里亚·巴卡瑞，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US