DE10307217B4

DE10307217B4 - Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte

Info

Publication number: DE10307217B4
Application number: DE10307217A
Authority: DE
Inventors: Inka Dr. Henze; Stefan Dr. Bauer; Oliver Gros; Bernd Schultheis
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: EP1450584A1; DE10307217A1; US6822208B2; CN100387904C; CN1523293A; US20040164075A1

Abstract

Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte, die einen Garraum verschließt, mit einem metallischen Türrahmen (1), in welchem mindestens zwei Glasscheiben (2, 3) beabstandet gehaltert sind, wobei das Sichtfenster eine optisch transparente, leitende Schicht zur Abschirmung von austretender Mikrowellenstrahlung sowie zur Verhinderung von Wasserdampf-Kondensatbildung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Garraum weisende innere Glasscheibe (3) mindestens eine optisch transparente, Mikrowellenstrahlung absorbierende erste Schicht aufweist, die hinsichtlich des Absorptionsvermögens so ausgelegt ist, dass sie sich zur Verhinderung einer Kondensatbildung aufheizt, dass die äußere Glasscheibe (2) mindestens eine optisch transparente, die durch die erste Schicht hindurchtretende Mikrowellenstrahlung reflektierende zweite Schicht besitzt, und dass die erste Schicht der inneren Glasscheibe (3) hinsichtlich der Mikrowellenstrahlung ein höheres Absorptionsvermögen als die zweite Schicht der äußeren Glasscheibe aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Türen für Mikrowellengeräte weisen typischerweise ein Sichtfenster auf, um den Garvorgang im Mikrowellengerät besser beobachten zu können. Diese Sichtfenster bestehen in bekannter Weise aus zwei in einem metallischen Rahmen beabstandet angeordneten Glasscheiben aus hochtemperaturbeständigem Glas. Da dieses Glas im nicht unbeachtlichen Maße auch für Mikrowellen transparent ist, ist im Sichtfensterbereich innerhalb des metallischen Rahmens eine Abschirmung gegen die Mikrowellenstrahlung notwendig.

Diese Abschirmung besteht bei bekannten Geräten aus einer perforierten, geschwärzten metallischen Platte, die im Raum zwischen beiden Glasscheiben fest angebracht ist und im leitenden Kontakt mit dem metallischen Rahmen steht. Diese relativ massive perforierte metallische Platte, auch Lochgitter genannt, schirmt zwar die Mikrowellenstrahlung im geforderten Maße ab, sie beeinträchtigt jedoch signifikant den visuellen Einblick in das Innere des Mikrowellengerätes. Entsprechendes gilt bei Geräten, bei denen das metallische Lochgitter auf eine der Scheiben aufgedruckt ist ( DE 32 31 516 A1 ). Gleichzeitig bilden sich bei heutigen Geräten dieser Art beim Aufheizen Wassertropfen, die sich auf der Innenscheibe niederschlagen und dadurch zusätzlich die Sicht behindern.

Der Stand der Technik beschreibt bereits Mikrowellen-Sichtfenster mit einem Scheibenaufbau, der eine verbesserte Durchsicht nach innen erlaubt und ein Beschlagen der Scheiben verhindert.

So beschreibt die DE 30 32 998 C2 ein Sichtfenster für ein Mikrowellengerät, das aus einer oder mehreren Glasplatten bestehen kann, und das auf der dem Garraum zugewandten Innenfläche mit einer dünnen transparenten Metallschicht versehen ist, deren Dicke so gewählt ist, dass bei Betrieb des Mikrowellengerätes einerseits eine Erwärmung des transparenten Glasmaterials durch die in dieser Metallschicht fließenden hochfrequenten Ströme erfolgt, womit eine Kondensierung des beim Garen des Gargutes entstehenden Wasserdampfes an der Innenfläche des Sichtfensters verhindert wird, und dass andererseits ein Durchtritt der vom Mikrowellengenerator ausgehenden und über den Wellenleiter in den Garraum eingebrachten Mikrowellenstrahlung durch das Sichtfenster hindurch nicht stattfindet, d.h. in den Garraum zurück reflektiert wird.

Da das Aufheizen der Schicht zur Verhinderung des Beschlagens des Sichtfensters einerseits und das Zurückreflektieren der Mikrowellenstrahlung in den Garraum andererseits aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Wirkungsweisen an sich eine unterschiedliche Auslegung der metallischen Schicht notwendig macht, muß im bekannten Fall ein Kompromiss gefunden werden, so dass beide Funktionen nicht optimal erzielbar sind.

Daher wird bei späteren Vorschlägen nur die eine oder die andere Funktion angesprochen und ausgestaltet. So zeigen die DE 36 44 276 A1 , DE 39 23 734 C1 und DE 44 23 100 C1 auf die Innenscheibe aufgebrachte metallische Schichten zur alleinigen Abschirmung der Mikrowellenstrahlung. Die DE 39 23 734 C1 beschreibt dabei konkret eine transparente, leitfähige Beschichtung, die ein Indiumoxid-Zinnoxid-Gemisch oder Zinnoxid in einer bevorzugten Dicke zwischen 0,5 μm und 1 μm aufweist, mit einem maximalen Flächenwiderstand der Schicht von 10 Ω/⎕.

Entsprechend zeigt die DE 42 33 471 A1 eine auf die innere Glasscheibe des Sichtfensters aufgebrachte metallische Beschichtung zur alleinigen Verhinderung der Kondensatbildung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte so auszubilden, dass das Sichtfenster bei optimierter notwendiger Abschirmung eine verbesserte visuelle Durchsicht ermöglicht und das Beschlagen des Sichtfensters von innen in sehr wirksamer Weise, verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte, die einen Garraum verschließt, mit einem metallischen Türrahmen, in welchem mindestens zwei Glasscheiben beabstandet gehaltert sind, wobei das Sichtfenster eine optisch transparente, leitende Schicht zur Abschirmung von austretender Mikrowellenstrahlung sowie zur Verhinderung von Wasserdampf-Kondensatbildung aufweist, gemäß der Erfindung dadurch, dass die zum Garraum weisende innere Glasscheibe mindestens eine optisch transparente, Mikrowellenstrahlung absorbierende erste Schicht aufweist, die hinsichtlich des Absorptionsvermögens so ausgelegt ist, dass sie sich zur Verhinderung einer Kondensatbildung aufheizt, dass die äußere Glasscheibe mindestens eine optisch transparente, die durch die erste Schicht hindurchtretende Mikrowellenstrahlung reflektierende zweite Schicht besitzt, und dass die erste Schicht der inneren Glasscheibe hinsichtlich der Mikrowellenstrahlung ein höheres Absorptionsvermögen als die zweite Schicht der äußeren Glasscheibe aufweist.

Die zum Garraum zeigende erste Schicht heizt sich daher gezielt aufgrund der anteilig höheren Mikrowellen-Absorption auf und verhindert, dass Wasserdampf kondensieren kann. Außerdem wirkt sie im gewissen Umfang abschirmend. Die zweite, nach außen gerichtete Schicht reflektiert die Reststrahlung, welche durch die erste Schicht dringt, vollständig nach innen, d.h. sorgt für die notwendige Abschirmung zur Einhaltung der vorgeschriebenen Grenzwerte.

Da die erfindungsgemäße Tür mit Sichtfenster für jede der beiden Funktionen – Abschirmung bzw. Kondensat-Verhinderung – quasi eine eigene Schicht aufweist, kann jede Schicht unabhängig von der anderen auf die Erfüllung der jeweiligen Funktion hin optimiert werden. Außerdem ist eine Redundanz hinsichtlich der Abschirmung gegeben, wenn eine Scheibe zu Bruch geht.

Durch die DE 44 22 439 A1 ist eine Doppelglasscheibe für Mikrowellenöfen bekannt geworden, bei der sowohl die innere als auch die äußere Glasscheibe eine Mikrowellen absorbierende Schicht aufweist, die jeweils einen Flächenwiderstand von max. 5 Ω/⎕ besitzt. Es ist in dieser Schrift nicht offenbart, dass die Schicht der inneren Glasscheibe ein höheres Absorptionsvermögen als die Schicht der äußeren Glasscheibe haben soll.

Die Tür kann gemäß einer ersten Weiterbildung so ausgestaltet sein, dass die erste Schicht auf der Seite der inneren Glasscheibe, die dem Garraum unmittelbar benachbart ist, ausgebildet ist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, dass die erste Schicht zusätzlich mit einer äußeren Kratzschutz-Schicht, vorzugsweise einer Silizium-Oxid-Schicht, versehen ist, die verhindert, dass die erste Schicht beim Gebrauch des Gerätes mechanisch abgerieben wird.

Alternativ dazu kann die Tür so ausgestaltet sein, dass die erste Schicht auf der Seite der inneren Glasscheibe, die dem Garraum abgewendet ist, ausgebildet ist. In diesem Fall ist bevorzugt die innere Glasscheibe als dünne Trägerscheibe, d.h. dünner als die äußere Glasscheibe ausgebildet, da sie in der Aufheizphase durchwärmt werden muß und daher eine möglichst geringe Wärmekapazität haben sollte.

Zur Verstärkung der jeweiligen Effekte kann die Tür auch so ausgebildet sein, dass auf beiden Seiten der inneren Glasscheibe eine erste Schicht und/oder auf beiden Seiten der äußeren Glasscheibe eine zweite Schicht ausgebildet ist.

Eine wirksame Verhinderung der Kondensatbildung sowie Abschirmung lässt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erzielen, wenn die erste Schicht durch eine hochohmige, elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand von bis 200 bis Ω/⎕ und die zweite Schicht durch eine niederohmige elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand bis 50Ω/⎕ aufweist.

Um die notwendige visuelle Durchsicht zu gewährleisten, sieht dabei eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die elektrisch leitfähigen Schichten z.B. aus Indium/Zinnoxid (ITO), fluordotierten Zinnoxid und/oder aluminiumdotiertes Zinkoxid, bestehen. Derartige Schichten, aufgebracht auf einem Glassubstrat, sind durch das JP Patent abstract 05 294 673 A an sich bekannt.

Eine einfache Möglichkeit zur Vorgabe der Temperatur der inneren Glasscheibe bei ihrer Aufheizung durch die elektrisch leitfähigen Schichten ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gegeben, wenn die innere leitfähige Schicht Widerstands-Materialien enthält, die ein NTC-Verhalten aufweisen.

Derartige Materialien reduzieren den elektrischen Widerstand bei zunehmender Temperatur, was die Temperatur der inneren Glasscheibe bei Volllast begrenzt.

Die Materialien können als Schicht, z.B. als Lackschicht oder Sol-Gel-Schicht aufgebracht sein oder feinverteilt in einer transparenten Glas- oder Kunststoffmatrix vorliegen. Das Aufbringen von Sol-Gel-Schichten auf Sichtfenster von Mikrowellengeräten zur Absorption von Mikrowellen ist durch das JP Patent abstract 09 048 640 A bekannt geworden.

Denkbar sind ebenfalls Materialien, deren Widerstand durch elektrische Spannungen oder über den Stromfluß variiert werden kann und dadurch das Absorptionsverhalten für Mikrowellen gezielt verändert werden kann.

Als Alternative zu den elektrisch leitfähigen Schichten kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Tür so ausgestaltet sein, dass zumindest die erste Schicht als eine transparente Sol-Gel-Schicht, die mit nanoskaligen Mikrowellen absorbierenden Partikeln dotiert ist, ausgebildet ist.

Gut absorbierend wirken beispielsweise Glaskeramikpartikel, die in der Hochquarz-Mischkristall-Form vorliegen. Beispiele für derartige Stoffe sind Gläser mit der Zusammensetzung Al-Li-Si.

Dünne, kristalline Schichten aus Quarz, die auf Glasscheiben von Mikrowellengeräten zum Absorbieren von Mikrowellen aufgebracht sind, sind durch das JP-Patent abstract 2002 327 927 A bekannt geworden.

Auch können organische, leitfähige Schichten aufgebracht werden. Der Stand der Technik zeigt eine Reihe derartiger Schichten.

Ferner ist es denkbar, optisch transparente Kunststofffolien, die mit einer leitfähigen Beschichtung versehen sind, mittels eines transparenten Klebers aufzubringen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt in einer querschnittlichen Darstellung den Aufbau der erfindungsgemäßen Tür mit Sichtfenster für ein Mikrowellengerät.
Die in der Zeichnung dargestellte Tür mit Sichtfenster für ein Mikrowellengerät weist einen metallischen Rahmen 1 auf, in welchem zwei Glasscheiben 2, 3 beabstandet gehaltert sind, eine dem Geräteinneren zugewandte innere Glasscheibe 3 und eine der Umgebung zugewandte äußere Glasscheibe 2. Die Glasscheiben 2, 3 sind in dem metallischen Rahmen 1 vorzugsweise mittels eines Klebers 4 eingeklebt. Dieser Kleber 4 gewährleistet einen sachgerechten Einbau der Glasscheiben 2, 3, indem die Scheiben dauerelastisch, stoßaufnehmend gelagert werden.
Die zum Garraum weisende innere Glasscheibe 3 weist mindestens eine optische transparente Mikrowellenstrahlung absorbierende erste Schicht auf, die hinsichtlich des Absorptionsvermögens so ausgelegt ist, dass sie sich zur Verhinderung einer Kondensatbildung aufheizt. Diese erste Schicht kann beispielsweise durch eine hochohmige, elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand bis 200 Ω/⎕ gebildet sein.
Die äußere Glasscheibe 2 besitzt mindestens eine optisch transparente, die durch die erste Schicht hindurchtretende Mikrowellenstrahlung reflektierende zweite Schicht.
Die zweite Schicht kann beispielsweise durch eine niederohmige elekt risch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand bis 50 Ω/⎕ gebildet werden.

Claims

Tür mit Sichtfenster für Mikrowellengeräte, die einen Garraum verschließt, mit einem metallischen Türrahmen (1), in welchem mindestens zwei Glasscheiben (2, 3) beabstandet gehaltert sind, wobei das Sichtfenster eine optisch transparente, leitende Schicht zur Abschirmung von austretender Mikrowellenstrahlung sowie zur Verhinderung von Wasserdampf-Kondensatbildung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Garraum weisende innere Glasscheibe (3) mindestens eine optisch transparente, Mikrowellenstrahlung absorbierende erste Schicht aufweist, die hinsichtlich des Absorptionsvermögens so ausgelegt ist, dass sie sich zur Verhinderung einer Kondensatbildung aufheizt, dass die äußere Glasscheibe (2) mindestens eine optisch transparente, die durch die erste Schicht hindurchtretende Mikrowellenstrahlung reflektierende zweite Schicht besitzt, und dass die erste Schicht der inneren Glasscheibe (3) hinsichtlich der Mikrowellenstrahlung ein höheres Absorptionsvermögen als die zweite Schicht der äußeren Glasscheibe aufweist.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht auf der Seite der inneren Glasscheibe (3), die dem Garraum unmittelbar benachbart ist, ausgebildet ist.
Tür nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht zusätzlich mit einer äußeren Kratzschutzschicht, vorzugsweise einer Silizium-Oxid-Schicht, versehen ist.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht auf der Seite der inneren Glasscheibe (3), die dem Garraum abgewendet ist, ausgebildet ist.
Tür nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Glasscheibe (3) dünner als die äußere Glasscheibe (2) ausgebildet ist.
Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der inneren Glasscheibe (3) eine erste Schicht und/oder auf beiden Seiten der äußeren Glasscheibe (2) eine zweite Schicht ausgebildet ist.
Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht durch eine hochohmige, elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand bis 200 Ω/⎕ und die zweite Schicht durch eine niederohmige elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächenwiderstand bis 50 Ω/⎕ aufweist.
Tür nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Schichten aus Indium/Zinnoxid (ITO), fluordotierten Zinnoxid und/oder aluminiumdotierten Zinkoxid, bestehen.
Tür nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die innere leitfähige Schicht Widerstands-Materialien enthält, die ein NTC-Verhalten aufweisen.
Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Schicht als eine transparente Sol-Gel-Schicht, die mit nanoskaligen Mikrowellen absorbie renden Partikeln dotiert ist, ausgebildet ist.
Tür nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierenden Partikel durch Glaskeramikpartikel, die in der Hochquarz-Mischkristall-Form vorliegen, gebildet sind.