爐門頂置上式微波設(shè)計研究

爐門頂置上式微波設(shè)計研究

1微波產(chǎn)品的特性,工業(yè)設(shè)計的必要性自誕生以來，家庭中的微波出現(xiàn)在數(shù)十年的消費者面前，而不管有沒有，它都是以轉(zhuǎn)向為基礎(chǔ)的。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計致使人們在取放食物或烹制過程中添加調(diào)料非常不方便。市場調(diào)研的結(jié)果顯示,產(chǎn)品使用的方便性是消費者關(guān)注的重點之一。同時,隨著生活水平的提高,消費者越來越關(guān)注產(chǎn)品的時尚性及其與現(xiàn)代廚房的搭配,傳統(tǒng)微波爐的時尚性顯然不足。微波爐產(chǎn)品到目前為止還沒出現(xiàn)原理上的革命性的改變,因而通過對現(xiàn)有微波爐產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)異的工業(yè)設(shè)計,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)品的欣賞價值及使用便利性,進(jìn)而刺激、增加顧客的購買欲望,達(dá)到促進(jìn)銷售的目的。本文研究的爐門頂置上開式微波爐(以下簡稱上開式微波爐)打破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及使用方式,不僅使用方便,而且在時尚性方面提供了更多的拓展空間。2上開口微波的設(shè)計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)生單元是整個微波爐的核心部分,其核心部件——磁控管的體積較大同時工作時自身發(fā)熱量極大,且需要特定的高壓電源為其提供能量以產(chǎn)生微波對食物加熱,因而需要較大的空間進(jìn)行放置,同時需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)以保證其正常工作。現(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,特別是對于習(xí)慣于炒菜的國人來說不便于食物的翻炒;另一方面其烹飪過程不直觀。因此本文研究的“上開式微波爐”著重于解決在烹飪過程中加配料及食物翻炒的便利性問題。磁控管產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)管導(dǎo)入到食物烹飪室對食物進(jìn)行加熱,而食物烹飪室的設(shè)計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越“小”,也越來越時尚。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)計成功的關(guān)鍵點之一。根據(jù)對現(xiàn)有微波爐的市場調(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)注的一個方面。如果要達(dá)到以上要求,其總體布局的設(shè)計是成功的基礎(chǔ)。根據(jù)微波爐的特點,上開式微波爐的設(shè)計布局方案主要有3種(見圖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,三個方案的不同點在于:方案一將元器件后置,使?fàn)t腔可以完全面對使用者,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)則中的傾角測試要求,另一方面該方案占用深度方向的尺寸較大對使用時產(chǎn)品放置臺有較高要求;方案二將元器件放在底部形成了完整的開放操作空間,但其底座會因為需要放置元器件而較高,設(shè)計時要注意如何降低底座高度,以免因底座過高而最終影響產(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影響到操作家間的開放性進(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最大特點是通過微波對被加熱物體中的極性分子自作用,使極性分子在2450MHz頻率下不斷地來回轉(zhuǎn)動,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,它的能量需要一個良好的電耦合場才能有效傳輸?shù)角‘?dāng)?shù)牡胤?對于微波爐來說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)界幾十年來的難點,一直沒有取得突破。各種已公開的對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微波爐都是以“長方型”面孔出現(xiàn)的關(guān)鍵原因。本文研究的上開式微波爐通過T型波導(dǎo)(現(xiàn)有微波爐的波導(dǎo)大多是“近長方型”的)及與之相配的諧振器的大膽設(shè)計解決了微波爐行業(yè)中的世界性難題,取得了重大突破,實現(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式微波爐的爐腔配匹配耦合問題,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,同時為防止微波對使用者造成傷害設(shè)定了特定的檢驗要求防止微波能量在不當(dāng)使用或開門過程中泄漏過大。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)控開關(guān)(MonitorSwitch)、第一聯(lián)鎖開關(guān)(PrimarySwitch)、第二聯(lián)鎖開關(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工作,從而保證操作時不會有微波泄漏。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影響到微波泄漏的大小。上開式微波爐因為爐門是向上開啟的,理論上在機(jī)械結(jié)構(gòu)只要有3個扣合點就可以保證爐門與底座形成完整的貼合平面,因而上開式微波爐爐門與底座間的結(jié)合可以選擇1個鉸鏈加2個門鉤的方案,也可以選擇2個鉸鏈加1個門鉤的方案。另外上開式微波爐是上下結(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題,同時還要注意暗聯(lián)鎖的設(shè)計要求。5門新型微波的開關(guān)門效果現(xiàn)有微波爐的開門方式主要有按鈕推門及把手拉門兩種,結(jié)構(gòu)相對成熟,也符合人們?nèi)粘５纳盍?xí)慣。雖然上開式微波爐總體布局上不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微波爐,但是開門方式盡可能與傳統(tǒng)微波爐要相似。此外,因為微波爐的爐門有防微波泄漏的要求,同時其還需形成食物烹飪室因而可以預(yù)見其總體體積要較傳統(tǒng)微波爐大很多,重量也會重很多,所以為了確保其符合10萬次開關(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,因為其自重較大在開門操作時不借助外力會有些不便,可采用彈簧來輔助開門來加以解決。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)化越來越嚴(yán)重,使企業(yè)的競爭更多的變成了價格競爭,行業(yè)利潤越來越小,企業(yè)投入到產(chǎn)品研發(fā)的經(jīng)費也在減少,這在一定程度上影響了微波爐行業(yè)健康的發(fā)展。因而對于微波爐行業(yè)來說,需要更多的創(chuàng)新型產(chǎn)品來推動行