爐門頂置上式微波設(shè)計(jì)研究

1微波產(chǎn)品的特性,工業(yè)設(shè)計(jì)的必要性自誕生以來(lái)，家庭中的微波出現(xiàn)在數(shù)十年的消費(fèi)者面前，而不管有沒(méi)有，它都是以轉(zhuǎn)向?yàn)榛A(chǔ)的。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)致使人們?cè)谌》攀澄锘蚺胫七^(guò)程中添加調(diào)料非常不方便。市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果顯示,產(chǎn)品使用的方便性是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)之一。同時(shí),隨著生活水平的提高,消費(fèi)者越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)品的時(shí)尚性及其與現(xiàn)代廚房的搭配,傳統(tǒng)微波爐的時(shí)尚性顯然不足。微波爐產(chǎn)品到目前為止還沒(méi)出現(xiàn)原理上的革命性的改變,因而通過(guò)對(duì)現(xiàn)有微波爐產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)異的工業(yè)設(shè)計(jì),使其在外型上、結(jié)構(gòu)上、顏色上、使用方便性上加以改變,提高產(chǎn)品的欣賞價(jià)值及使用便利性,進(jìn)而刺激、增加顧客的購(gòu)買欲望,達(dá)到促進(jìn)銷售的目的。本文研究的爐門頂置上開(kāi)式微波爐(以下簡(jiǎn)稱上開(kāi)式微波爐)打破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及使用方式,不僅使用方便,而且在時(shí)尚性方面提供了更多的拓展空間。2上開(kāi)口微波的設(shè)計(jì)布局方案微波爐的系統(tǒng)組成主要包括(如圖1):食物烹飪室、電控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高壓整流、微波發(fā)生單元、波導(dǎo)管。微波發(fā)生單元是整個(gè)微波爐的核心部分,其核心部件——磁控管的體積較大同時(shí)工作時(shí)自身發(fā)熱量極大,且需要特定的高壓電源為其提供能量以產(chǎn)生微波對(duì)食物加熱,因而需要較大的空間進(jìn)行放置,同時(shí)需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)以保證其正常工作?，F(xiàn)有微波爐產(chǎn)品在使用上存在不足:一方面不便于添加配料,特別是對(duì)于習(xí)慣于炒菜的國(guó)人來(lái)說(shuō)不便于食物的翻炒;另一方面其烹飪過(guò)程不直觀。因此本文研究的“上開(kāi)式微波爐”著重于解決在烹飪過(guò)程中加配料及食物翻炒的便利性問(wèn)題。磁控管產(chǎn)生的微波通過(guò)波導(dǎo)管導(dǎo)入到食物烹飪室對(duì)食物進(jìn)行加熱,而食物烹飪室的設(shè)計(jì)在一定程度上決定了食物取放的便利性。隨著人們生活水平的提高,各種家電產(chǎn)品使現(xiàn)代家庭的廚房空間越來(lái)越“小”,也越來(lái)越時(shí)尚。微波爐作為廚房家電的一份子,如何使其在方便使用的情況下節(jié)省空間以及便于與現(xiàn)代廚房搭配也是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵點(diǎn)之一。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有微波爐的市場(chǎng)調(diào)研顯示,微波爐作為烹飪器具,其便于清潔及衛(wèi)生性也是使用者較為關(guān)注的一個(gè)方面。如果要達(dá)到以上要求,其總體布局的設(shè)計(jì)是成功的基礎(chǔ)。根據(jù)微波爐的特點(diǎn),上開(kāi)式微波爐的設(shè)計(jì)布局方案主要有3種(見(jiàn)圖2)。為了使食物更易取放所有的方案均將微波爐的食物烹飪室設(shè)置于爐門結(jié)構(gòu)中,三個(gè)方案的不同點(diǎn)在于:方案一將元器件后置,使?fàn)t腔可以完全面對(duì)使用者,而且其整體高度較小,但該方案后部較重而前端輕,需要注意安規(guī)則中的傾角測(cè)試要求,另一方面該方案占用深度方向的尺寸較大對(duì)使用時(shí)產(chǎn)品放置臺(tái)有較高要求;方案二將元器件放在底部形成了完整的開(kāi)放操作空間,但其底座會(huì)因?yàn)樾枰胖迷骷^高,設(shè)計(jì)時(shí)要注意如何降低底座高度,以免因底座過(guò)高而最終影響產(chǎn)品使用的方便性;方案三元器件的放置在側(cè)面與現(xiàn)行大多數(shù)的家用微波爐類似,也解決了方案一及方案二分別存在的深度、重心、高度的問(wèn)題,但其側(cè)邊放置的元器件及控制部分在一定程度上也會(huì)影響到操作家間的開(kāi)放性進(jìn)而影響烹飪操作的方便性。3爐腔熱泵匹配微波爐行業(yè)的人都知道,微波爐不同于如烤箱、電磁爐、電飯煲等其它加熱烹飪器具的熱傳導(dǎo)食物加熱的方式的一個(gè)最大特點(diǎn)是通過(guò)微波對(duì)被加熱物體中的極性分子自作用,使極性分子在2450MHz頻率下不斷地來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng),相互之間磨擦而使被加熱物體自身內(nèi)部發(fā)熱而達(dá)到想要的溫度。微波作為電磁波的一種,它的能量需要一個(gè)良好的電耦合場(chǎng)才能有效傳輸?shù)角‘?dāng)?shù)牡胤?對(duì)于微波爐來(lái)說(shuō)就是微波爐爐腔的冷熱匹配技術(shù)。微波爐異型爐腔的冷熱匹配技術(shù)是業(yè)界幾十年來(lái)的難點(diǎn),一直沒(méi)有取得突破。各種已公開(kāi)的對(duì)微波爐爐腔匹配的研究都是近似方形的,這也是為什么多年來(lái)微波爐都是以“長(zhǎng)方型”面孔出現(xiàn)的關(guān)鍵原因。本文研究的上開(kāi)式微波爐通過(guò)T型波導(dǎo)(現(xiàn)有微波爐的波導(dǎo)大多是“近長(zhǎng)方型”的)及與之相配的諧振器的大膽設(shè)計(jì)解決了微波爐行業(yè)中的世界性難題,取得了重大突破,實(shí)現(xiàn)了良好的冷熱匹配效果。如圖3所示由零件1、2、3組成了上開(kāi)式微波爐的波導(dǎo)組件4,再由波導(dǎo)組件4及爐腔支撐面5及波導(dǎo)口蓋6組成了上開(kāi)式微波爐爐腔的基座。波導(dǎo)組件4及其相關(guān)部件的組合解決了上開(kāi)式微波爐的爐腔配匹配耦合問(wèn)題,使微波爐能量最大限度均勻地分布于爐腔食物加熱區(qū),一方面實(shí)現(xiàn)的食物的均勻加熱,另一方面給微波爐門微波能量屏蔽提供了可靠保證。4聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)規(guī)定微波爐產(chǎn)品不僅要滿足普通家用電器的相關(guān)電氣安全要求,同時(shí)為防止微波對(duì)使用者造成傷害設(shè)定了特定的檢驗(yàn)要求防止微波能量在不當(dāng)使用或開(kāi)門過(guò)程中泄漏過(guò)大。因此家用微波爐都有一套特定的電氣系統(tǒng)以確保安全(如圖4)。其中由監(jiān)控開(kāi)關(guān)(MonitorSwitch)、第一聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)(PrimarySwitch)、第二聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)(SecondarySwitch)組合而成的聯(lián)鎖系統(tǒng)可以確保微波爐只有在爐門關(guān)閉的情況下磁控管才會(huì)工作,從而保證操作時(shí)不會(huì)有微波泄漏。另外微波爐的微波泄漏通常發(fā)生在爐門與食物烹飪室的貼合面上,因而其相互之間的是否可靠貼合一定程度上會(huì)影響到微波泄漏的大小。上開(kāi)式微波爐因?yàn)闋t門是向上開(kāi)啟的,理論上在機(jī)械結(jié)構(gòu)只要有3個(gè)扣合點(diǎn)就可以保證爐門與底座形成完整的貼合平面,因而上開(kāi)式微波爐爐門與底座間的結(jié)合可以選擇1個(gè)鉸鏈加2個(gè)門鉤的方案,也可以選擇2個(gè)鉸鏈加1個(gè)門鉤的方案。另外上開(kāi)式微波爐是上下結(jié)構(gòu)組成,需要注意解決聯(lián)鎖系統(tǒng)中門鉤孔處的防水問(wèn)題,同時(shí)還要注意暗聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)要求。5門新型微波的開(kāi)關(guān)門效果現(xiàn)有微波爐的開(kāi)門方式主要有按鈕推門及把手拉門兩種,結(jié)構(gòu)相對(duì)成熟,也符合人們?nèi)粘５纳盍?xí)慣。雖然上開(kāi)式微波爐總體布局上不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微波爐,但是開(kāi)門方式盡可能與傳統(tǒng)微波爐要相似。此外,因?yàn)槲⒉t的爐門有防微波泄漏的要求,同時(shí)其還需形成食物烹飪室因而可以預(yù)見(jiàn)其總體體積要較傳統(tǒng)微波爐大很多,重量也會(huì)重很多,所以為了確保其符合10萬(wàn)次開(kāi)關(guān)門的要求,其門鉸鏈系統(tǒng)較傳統(tǒng)微波爐需要做結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的優(yōu)化;同時(shí),因?yàn)槠渥灾剌^大在開(kāi)門操作時(shí)不借助外力會(huì)有些不便,可采用彈簧來(lái)輔助開(kāi)門來(lái)加以解決。6微波創(chuàng)新產(chǎn)品供給的必要性綜合造型效果及空間利用等各方面的因素,最終的產(chǎn)品選擇了方案二的上下布局結(jié)構(gòu)(如圖5)。產(chǎn)品推出后普遍反響良好。如今微波爐行業(yè)隨著產(chǎn)品同質(zhì)化越來(lái)越嚴(yán)重,使企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更多的變成了價(jià)格競(jìng)爭(zhēng),行業(yè)利潤(rùn)越來(lái)越小,企業(yè)投入到產(chǎn)品研發(fā)的經(jīng)費(fèi)也在減少,這在一定程度上影響了微波爐行業(yè)健康的發(fā)展。因而對(duì)于微波爐行業(yè)來(lái)說(shuō),需要更多的創(chuàng)新型產(chǎn)品來(lái)推動(dòng)行