專利名稱：一種微波加熱飲料的方法，一種微波爐及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系關于一種把飲料或流體狀食品加熱至指標溫度的方法，飲料或食品是裝在具有一定外部形狀并用可透過微波的材料制成的包裝件或容器中的。此處所用術語“指標溫度”的意思是在預蒸煮或制備食品時參照的“備覽”溫度，或是在制備新鮮食品以供在以后制備工序中消費與使用時的“加工制備”溫度。
本發(fā)明還涉及實現(xiàn)該方法的微波爐以及微波爐的應用，其爐腔的尺寸和形狀與用來加熱盛裝飲料或流體食品的包裝件或容器相適配。
本發(fā)明所要解決的問題是把盛裝于包裝件或容器中的飲料或食物、流體狀食品快速、經(jīng)濟、有效地加熱至預定溫度。該包裝件或容器是由例如紙、塑料或它們的合成物，或其它材料制成的。
理想的目標是能對在包裝件或容器中的流體進行加熱，并提供衛(wèi)生保健處理以保證飲料或食品的保存質(zhì)量。
飲料或食品，例如內(nèi)含咖啡，而包裝體由兩部分構成，一是內(nèi)包裝件，通常用塑料，內(nèi)盛咖啡粉，另一是外包裝件，用來盛水。當水達到飲料制備溫度時，內(nèi)包裝件開啟，咖啡粉和水在外包裝件中混合，然后就把該外包裝件作為容器使用。這種類型包裝件可以適用的，飲料或食品的其它例子是各種湯類或熱果汁飲料，例如，越桔與薔薇果湯及嬰兒食品。這些飲料或食品的共同特點是它們需要加熱至一定溫度，即“制備”溫度，在已達到良好質(zhì)量時一般不使之超過此溫度，此一確定的即“指標”溫度可以是制備溫度，對于咖啡可以是91-92℃，對于越桔屬或薔薇果湯，約為65℃。
使用微波加熱程序?qū)⒛苓m合所提出的衛(wèi)生學和處理相關的各種要求，并能對包裝件中的飲料或食品進行加熱?？墒?，現(xiàn)今市場上的家用微波爐是作為許多不同加熱與食品制備之用的。這就是說，為了給各種容器、盤碟等提供空間而使爐腔相當大。一方面，使用特殊的融化程序加熱融化食品，在另一方面把水加熱至沸騰溫度，第三，加熱已烹飪好的食品，這需要先進的微波爐控制，并需建立多種不同的制備程序。需要寬廣的爐腔意味著微波爐相應地具有大的外形尺寸，調(diào)節(jié)這種微波爐來進行多種不同的加熱與制備意味著該微波爐對諸如上述的某種加熱形式不是最佳的。因而，會延長加熱時間，并會由于不均勻加熱造成加熱質(zhì)量的降低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種微波加熱方法，它能對這些飲料或食品以最佳形態(tài)進行加熱然后再進行處理。
本發(fā)明的目的是以引言中所確定的形式的方法來達到的，其特征在于包裝件置于微波爐中，微波爐有適合于包裝件或容器的形狀和尺寸的微波腔，微波爐基本在兩度方向上被包裝件或容器完全充滿，并在其第三度方向上被部分或完全充滿。微波能量通過與包裝件匹配的腔室底部的輸入孔供至包裝件的底部，以及當達到指標溫度時中止微波輸入。
此方法意味著爐腔的體積利用率極高并可使用盡可能低的能量消耗，有效快速地基本無損失地進行加熱。在微波能量供入包裝件的底部后，就在飲料或流體狀食品中建立起自然對流，于是就能保證對整個流體容積實現(xiàn)均勻的加熱。使用與包裝件或容器適配的爐腔，它在上述的咖啡情況下具有1立升的容器容積，也可以是牛奶或果汁盒或為此容積的一半，這意味著微波爐整體外形尺寸較小，由于它不需要比普通咖啡調(diào)配器更大的空間，故使微波爐易于擺放，當使用與普通盒體底面積相同但高度約為其一半的“半盒體”時，由于微波能量是從包裝件的底部供給的，相應地也能得到有效的加熱。
按照本發(fā)明方法的一個優(yōu)先實施例，是從包裝件或容器的外部來感知飲料或食品的指標溫度指示參數(shù)的。
按照本發(fā)明方法的另一優(yōu)先實施例，該溫度是用紅外傳感器接受通過包裝件壁上的紅外線透過區(qū)的、來自飲料或容器的紅外輻射而測得的。相應于另外的實施例，該溫度是用濕度傳感器檢知由飲料或食品所釋放出的濕氣來得到的。由包裝所釋放出的濕氣是經(jīng)過在把包裝件插入腔內(nèi)之前就開好的通孔或其它孔口產(chǎn)生的。
另一附加的實施例中則包括使用光傳感器檢測到穿透飲料或食品的光的變化來得到指標溫度的。
在本發(fā)明方法的一個有利的實施例中，可使包裝件或容器插入或移出爐腔的操作更加方便，其特征是使用微波爐的爐門把包裝件或容器插入爐腔中，把包裝件或容器放在門上的夾持器中，利用爐門的關/開運動將其插入/移出爐腔。
按照本發(fā)明的用于把飲料或流質(zhì)食品加熱至一指標溫度的微波爐，飲料或食品是裝在由可透過微波爐的材料制成的一定形狀的包裝件或容器中的，該微波爐包括一個爐腔，在加溫時把包裝件或容器置于其中；一個爐門，在加熱過程中用于封閉爐腔；以及帶至少通過一個輸入孔向爐腔輸入微波的輸入裝置的微波源，其特征在于該爐腔與包裝件或容器的形狀及尺寸相適配，以使包裝件或容器能在二維或三維尺寸上充滿該爐腔；位于鄰近或緊連在爐腔底部的爐腔下部的輸入孔；以及當達到了目標溫度時停止加熱過程的控制裝置。
本發(fā)明的微波爐的一個有利的實施例，其特征在于提供一傳感裝置用于檢測在加熱過程中飲料或食品的溫度，此溫度傳感器可包括濕度傳感器，用于檢測通過爐腔氣流的濕度；或者是紅外傳感器，用于檢測通過包裝件壁上的紅外線透射區(qū)的來自飲料或食品的紅外輻射；或者是光傳感器，它包括位于爐腔兩側(cè)的彼此相對地設置的發(fā)光二極管和光電晶體管，來自發(fā)光二極管的光通過包裝壁上的透光窗口穿過飲料或流體到達光電晶體管。
用檢測目標溫度來控制微波爐可極大地簡化爐的控制系統(tǒng)和操作面板，從而簡化了微波爐的使用，這些簡化結合與包裝件適配的爐腔可提供較小的爐的外部尺寸的因素意味著在制造微波爐時可以大大地節(jié)省費用，微波爐的小的處形尺寸使在使用環(huán)境中易于安置，因而提高了其廣泛使用的機會。
本發(fā)明微波爐的一個有利的實施例，其特征在于爐門上有包裝件或容器的夾持器，借助于門的關/開運動把包裝件或容器插入/移出爐腔。以這種方式，可以很好地確定出包裝件的運動路徑，并能使爐腔尺寸與包裝件精確地取得一致，以及易于接近包裝件的性能。同時，使處理包裝件更容易，特別是對于加熱了的包裝件。
本發(fā)明還涉及在用包裝件或容器作為加熱容器時的一種具有爐腔尺寸與形狀與包裝件或容器的尺寸與形狀相適配的爐腔的微波爐的應用，包裝件與容器由可透微波材料制成，以便對其中所裝的飲料或流體食品進行加熱。
以后附的諸權利要求可以顯然看出本發(fā)明的各附加特點。
現(xiàn)在結合最佳實施例并參照各附圖對本發(fā)明作更詳盡的描述，其中

圖1是本發(fā)明微波爐的局剖側(cè)視圖；圖2是表示圖1中的微波爐的局剖前視圖。
圖1中所示的微波爐包括殼體1，它具有用爐門2封閉的爐門2封閉的爐腔3。爐門2系示意地示出其部件的金屬結構，它包括封閉爐腔的金屬面板，其端部邊緣有沿爐門周邊設置的微波封堵22，在關閉位置，爐門與沿爐腔周邊設置的平面結構凸緣23靠接。值得一提的是爐門沒有窗口。
爐門的下緣鉸接，并具有限定的開啟角度，最好＜45°。開啟角的限定是由公知技術形式的鎖定裝置(未示出)提供的。在開啟位置時爐門的方位是用虛線以重影方式表示的。門的機械結構的細節(jié)可參閱瑞典專利NO8301397-9。
門內(nèi)部的下部設有與爐腔基本同深、同寬的夾持器21。同時，夾持器還與相關的包裝件或容器的下部相一致，當門打開時把它們放置于夾持器中，并借助于關門動作插入爐腔中，借助于門的開啟而移出爐腔。以這種方式便于處理包裝件并能得到很好的配合，特別是不需要在爐腔的側(cè)壁與包裝件之間留有供抓取包裝件的附加空間。包裝件也無須設置專門的抓取機構。
帶驅(qū)動電機11的冷卻風扇10位于殼體的最底部，然后是變壓器9和帶天線5的磁控管4形式的微波源，該天線突出至與進入爐腔3中的輸入孔7相通的波導管6中。
冷卻風扇10產(chǎn)生氣流18，其中之一部分通過爐腔后壁上的孔口進入爐腔中，并通過頂部相應的孔口離開爐腔進入排氣管并排向爐的后方。其余的氣流向上直接冷卻變壓器9和磁控管。該氣流用箭頭18顯示。
濕度傳感器19位于排氣管18中，用來檢測由包裝件或容器放出并由氣流帶動通過爐腔的濕氣量。飲料或食品的“指標”溫度對應于由濕度傳感器測得的從爐腔排出的一定的濕度值，它向微波爐的控制電子電路提供信號以保證停止微波輸入。
檢測指標溫度的另外方式可以使用包括有由發(fā)光二極管16構成光源，由光電晶體管17(見圖2)構成受光裝置的光傳感器。發(fā)光二極管16和光電晶體管17彼此相對地位于爐腔相應側(cè)壁的外側(cè)。發(fā)光二極管16所發(fā)的光經(jīng)過爐腔壁上的孔13，穿透包裝件而從對面?zhèn)缺谏系南鄳咨涞焦怆娋w管17上。這種形式的傳感器特別適用于相應指標溫度飲料或食品的透光性不連續(xù)變化的場合。這種應用的實例包括上述的咖啡制備。當里面盛有咖啡粉的內(nèi)部容器在準備溫度下開啟時，咖啡粉與水混合并具有不連續(xù)變化的透光性。使用這種技術的先決條件是包裝件或容器須由透光材料制成或在孔13的高度上有由透光材料制成的透光區(qū)。
準備溫度也可以通過紅外傳感器建立，它檢測來自包裝件的熱輻射，這種紅外傳感器可以配置成相應于發(fā)光二極管16或光電晶體管17的方式，即在鄰近孔13的爐腔外側(cè)。
“門開關”14位于爐腔底板之下的空間中，由微波開關構成，其操作臂受具有返程偏置彈簧的垂直方向的操作銷15作用。操作銷15穿過爐腔底部的孔以及夾持器底部的相應孔。操作銷的形狀與配置使得爐門打開時不能接近它進行操作，操作銷的結構使其在爐門關閉時受到夾持器21中的包裝件或容器的驅(qū)動。此時，操作銷被壓下而開關14使驅(qū)動微波源4的保險電路閉合。若夾持器21中無包裝物，則打開上述保險電路，防止磁控管4在爐腔內(nèi)無載荷情況下啟動。開關14的結構具有雙重功能，即既是門的又是負載感知裝置。操作銷或相應的裝置也可以配置在爐腔側(cè)壁或后壁上，以配合夾持器和包裝件或容器在爐門關/開時一起工作。
根據(jù)現(xiàn)時的各種要求，還設有由爐門控制的附加保險開關。相應地，附加開關位于鄰近爐腔的底部，并有不管夾持器中有無包裝件都受夾持器21下側(cè)作用的操作裝置。此外，還在上覆爐腔頂部的空間中配置另一開關，它有受爐門內(nèi)側(cè)作用的返程偏置操作裝置。
帶驅(qū)動電機11的風扇裝置10與變壓器9按普通方式設置，類似地帶磁控管的微波源4則是標準型式這些部件對本發(fā)明無關重要，其進一步的結構細節(jié)可參閱美國專利NO3，396，342和瑞典專利NO8802528-3，8802529-1和8803663-7。
波導管6的一個寬邊由爐腔的后壁形成。波導管為“TE10”式。依照實際負載的微波性質(zhì)、其介電常數(shù)等的不同，在波導管6和爐腔3之間的轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生或大或小的阻抗階躍。此阻抗階躍造成從波導管到負載的能量傳遞困難。
使用陶瓷板8形式的阻抗轉(zhuǎn)換裝置來匹配負載和微波輸入系統(tǒng)間的阻抗。陶瓷板的厚度近似地取為在陶瓷材料中微波波長的四分之一。在使用頻率為2.45GHz的標準磁控管時，對于用爐加熱例如咖啡的情況，考慮到陶瓷板和水的介電常數(shù)之間的關系，板厚約為11mm，在爐中被很好地確定的包裝件或容器的位置，并在爐門的幫助下可保證包裝件與陶瓷板靠緊。
爐腔還可以外敷一層絕熱材料，其放大的圖示用20表示。用以在停止加熱后有利于對飲料或食品緩加溫，在微波爐提供有爐腔形狀的特定加熱容器的情況下，夾持器可以方便地用透明并絕熱的材料制成。
在圖2中，爐腔的位置用虛線示出，正如圖中所示，爐腔在爐體1中稍向左偏。目的是在爐體右側(cè)留出空間以供安裝在印刷電路板上的微波爐控制電子線路和安裝在爐前方右側(cè)的配合工作的控制面板之用，當微波爐只是用于把飲料和食品加熱至特定溫度時，該控制電路相當簡單和普通。預置最大的時間定時器用起來是很方便的，當?shù)搅俗畲髸r間間隔時它可變地停止向爐腔供給微波，從而能在發(fā)生故障時防止損壞微波爐。
微波爐控制板24在圖2中用虛線表示。在無須變更設定值時，控制板可以是一種簡單的形式。最簡單的控制板包括起動鈕25，一個“加熱”指示燈26和“制成”指示燈。在加熱過程中，“加熱”燈亮。停止加熱時，“制成”燈亮。在停止加熱后，緩熱期開始。如果在緩熱期結束時包裝件或容器及其盛裝物仍然在爐中，則“制成”指示燈從常亮變?yōu)殚W爍信號，該閃爍信號表示該“被遺忘”的飲料或食品已不再保有其品質(zhì)。
在把微波爐用于加熱多種不同的飲料和流體食品的情況下，微波爐控制面板則相應于每種飲料或食品設置一個啟動鈕。
在實現(xiàn)本發(fā)明時還可以利用定時功能，在達到制備好的溫度時停止供給微波，在微波爐啟動時定時器運轉(zhuǎn)，而在經(jīng)過預置的時間之后，也由定時器來停止供給微波。
權利要求
1.一種加熱飲料或流體狀食品至一指標溫度的方法，飲料或食品裝在有確定外形的用可透過微波材料制成的包裝件或容器內(nèi)，其特征在于把包裝件放入微波爐中，微波爐有與包裝件或容器的形狀和尺寸相適配的爐腔，爐腔在二維方向或三維方向上基本被包裝件或容器完全充滿；微波能量通過位于與包裝件相適配的爐腔的底部的輸入孔(7)輸入微波而供給包裝件或容器的底部；當達到該指標溫度時，停止微波輸入。
2.一種如權利要求1中所述的方法，其特征在于，飲料或食品的指標溫度指示參數(shù)是在包裝件或容器的外部測得的。
3.一種如權利要求2所述的方法，其特征在于是使用紅外傳感器接收來自飲料或食品的紅外輻射來測量指標溫度的。
4.一種如權利要求2所述的方法，其特征在于是用濕度傳感器(19)檢測飲料或食品所發(fā)出的濕度來測量指標溫度的。
5.一種如權利要求2所述的方法，其特征在于是使用光傳感器(16，17)檢測飲料或食品的透光度來測量指標溫度的。
6.一種如權利要求1至5中任一項中所述的方法，其特征在于利用微波爐爐門(2)把包裝件或容器插入、移出爐腔，把包裝件或容器放在位于爐門上的夾持器(21)中，分別借助爐門的關與開的運動將其插入到或移出爐腔。
7.一種如權利要求1至6中任一項中所述的方法，其特征在于是先把飲料或食品移入其形狀和尺寸與爐腔相適配的特定加熱容器中，然后把該容器插入爐腔中。
8.一種加熱飲料或流體狀食品至一指標溫度的微波爐，飲料或食品裝入具有確定形狀的由可透過微波材料制成的包裝件或容器中，它包括在加熱時放置包裝件的爐腔(3)，在加熱過程中封閉該爐腔的爐門(2)，以及帶有輸入裝置(5，6，7)的微波源(4)，用于至少通過一個輸入孔(7)向爐腔內(nèi)輸入微波，其特征在于爐腔的形狀和尺寸與包裝件或容器相適配以使包裝件或容器在二維或三維尺寸上基本充滿爐腔；位于爐腔下部鄰近或靠接在爐腔底部的輸入孔(7)；和配置有控制裝置(16，17，19)，當達到指標溫度時用于停止加熱程序。
9.一種如權利要求8所述的微波爐，其特征在于爐門(2)的內(nèi)部設置有夾持器，它與包裝件或容器相適配，最好為槽形夾持器。
10.一種如權利要求8或9所述的微波爐，其特征在于設有檢測裝置，在加熱過程中用于檢測飲料或食品的指標溫度指示參數(shù)。
11.一種如權利要求10所述的微波爐，其特征在于用光傳感器(16，17)借助于檢測飲料或食品的透光度來檢測目標溫度，該光傳感器包括光源(16)和光接收裝置(17)，彼此配合并對置地分別位于爐腔的兩側(cè)，從而可使來自光源的光束能通過爐腔側(cè)壁上的一個孔(13)，穿透包裝件或容器，再經(jīng)過對面?zhèn)缺谏系南鄳目椎竭_光接收裝置。
12.一種如權利要求10所述的微波爐，其特征是用濕度傳感器(19)來檢測上述指標溫度，濕度傳感器位于通過爐腔氣流的排氣管中。
13.一種如權利要求10所述的微波爐，其特征是用紅外傳感器來檢測上述指標溫度，配置紅外傳感器以便接收從包裝件或容器發(fā)出的通過爐腔壁上的孔(13)的紅外輻射。
14.一種如權利要求8至13中任一項中所述的微波爐，其特征在于向爐腔中輸入微波的上述輸入裝置包括TE10式波導管(6)，其一端與微波源(14)相通，另一端向上述輸入孔(7)中射入微波；以及陶瓷板形態(tài)的阻抗轉(zhuǎn)換裝置，它位于上述輸入孔(7)中并基本與之共面，從而使該陶瓷板在加熱過程中基本上與包裝件或容器鄰接。
15.一種如權利要求8至14中任一項所述的微波爐，其特征在于爐腔外側(cè)設有絕熱層(20)用以在停止加熱過程之后對飲料或食品進行保溫。
16.一種如權利要求8至15中任一項所述的微波爐，其特征在于微波爐控制面板(24)包括供將在爐中加熱的每種類型飲料或食品用的啟動開關(25)。
17.一種如權利要求8至16中任一項所述的微波爐，其特征在于微波爐包括一個預置的最大時限定時器，當?shù)竭_此最大時限時用于停止微波供給。
18.一種如權利要求8至17中任一項所述的微波爐，其特征在于微波爐包括一個負載與門的感知開關(14)，開關由回程偏置操作裝置(15)操縱，在爐門關閉時受位于夾持器中的包裝件或容器的壓力作用而處于壓回位置，而在爐門開啟時返回其原始位置。
19.一種如權利要求8至18中任一項所述的微波爐，其特征在于微波爐包括一個位于夾持器中并與爐腔的形狀和尺寸相適配的加熱容器，把飲料或食品移入其中以便加熱，該加熱容器最好是由透明的和/或絕熱材料制造。
20.使用包裝件或容器作為加熱器皿用于加熱包裝件中的飲料或流體狀食品時，應用具有其形狀與尺寸與可透過微波材料的包裝件或容器的尺寸和形狀相適配的爐腔的微波爐。
全文摘要
一種加熱放在微波爐內(nèi)的包裝件或容器中所盛裝的飲料或流體食品的方法，微波爐的爐腔(3)與包裝件或容器的尺寸和形狀相適配，當達到飲料或食品的指標溫度時，加熱停止。用于這種加熱方式的微波爐包括與包裝件相適配的爐腔(3)和在到達指標溫度時停止加熱的控制裝置，借助于檢測釋放出的濕度(19)，從飲料或食品中放出的紅外輻射的聯(lián)合裝置，或檢測其透光度的裝置(16，17)來檢測該指標溫度。
文檔編號H05B6/80GK1098272SQ9410679
公開日1995年2月8日 申請日期1994年6月18日 優(yōu)先權日1993年6月18日
發(fā)明者H·卡爾森 申請人:惠而浦歐洲有限公司