上开式微波炉的设计与实现

第五部分 其他类电器技术nm aH i上开式微波炉的设计与实现李志刚 王守国( 佛山市顺德区格兰仕撖波炉电器有限公司 , 5 2 8 3 0 5 )摘 要 : 本文介绍了一种新型炉门顶置上开式微波炉的设计思路及最终实现方法。 本文的研究成果可作为微波炉行业发展中产品设计思路及理论参考。关键词 : 微波炉 炉门顶置 上开式 翻炒 设计U p to O p en D o o r M i c r ow a v e O v enP r od u c t D e s ign a nd R e a liz a t io nL i Z hi ga n g, W a n g S h o u g u o( F os h a n Shu n d e G a l an z Mi c r ow av e O v en E l e c tri c a l A p p l i an c e C o . , L t d .,5 2 8 3 0 5 )A b s tr a ct : T h i s ar t ic le d es c ri b e s th e p ro d u c t d e s i gn a n d f in a l im p le m e n t a tion o f a n e w mi c r ow av e o ve nw i th d oo r o n top an d u p op en in g. T h i s re s ea rc h p ro v id e s n ew p rod u c t d e s i gn i d e as an d th e o ry in th e d e v e l op?m e nt of mic rowa v e ov e n in d u st r y .K e yw o rd s : Mi c r ow a v e o v en , T op - op en d o o r ,U p -o p en s t yl e, S t i r- fr y , D e s ig ni 引言家用微波炉从其诞生至今数十年以来 , 大多都是以炉门前方开启的“长方型” 面孔出现在消费者面前。 这样结构设计致使人们在取放食物或烹制过程中添加调料非常不方便。 市场调研的结果显示 , 产品使用的方便性是消费者关注的重点之一。 同时 , 随着生活水平的提高 , 消费者越来越关注产品的时尚性及其与现代厨房的搭配 , 传统微波炉的时尚性显然不足。 微波炉产品到目前为止还没出现原理上的革命性的改变 , 因而通过对现有微波炉产品进行优异的工业设计, 使其在外型上、结构上、颜色上、使用方便性上加以改变 , 提高产品的欣赏价值及使用便利性 , 进而刺激、增加顾客的购买欲望 , 达到促进销售的目 的 。 本文研究的炉门顶置上开式微波炉 ( 以下简称上开式微波炉 ) 打破了传统结构及使用方式 , 不仅使用方便 ,而且在时尚性方面提供了更多的拓展空间。2 总体布局设计微波炉的系统组成主要包括 ( 如图 1 ) : 食物烹饪室、电控系统、冷却系统、高压整流 、微波发生单元、波导管。 微波发生单元是整个微波炉的核心部分, 其核心部件磁控管的体积较大同时工作时自身发热量极大 , 且需要特定的高压电源为其提供能量以产生微波对食物加热 , 因而需要较大的空间进行放置 , 同时需要设计冷却系统以保证其正常工作。 现有微波炉产品在使用上存在不足 :一方面不便于添加配料, 特别是对于习惯于炒菜的国人来说不便于食物的翻炒； 另一方面其烹饪过程不直观。 因此本文研究的“上开式微波炉”着重于解决在烹饪过程中加配料及食物翻炒第一作者简介 : 李志刚 , 男 , 现任广 东格兰仕微波炉 电器制造有限公司 副 总经理兼微波炉研发部部长 ,主要从事微波炉产品的研发工作, 有 1 6 年的家电行业产品研发管理工作经验 , 有 I 3 年的微波炉产品研发工作经验。电器20 1 1 - 堆刊 4 2 5mmmm 2 01 1 年中国家用电器技术大会 ? 论文集画的便利性问题。 磁控管产生的微波通过波导管导人到食物烹任室对食物进行加热 , 而食物烹饪室的设计在一定程度上决定了食物取放的便利性。随着人们生活水平的提高 , 各种家电产品使现代家庭的厨房空间越来越“小” , 也越来越时尚 。 微波炉作为厨房家电的一份子 , 如何使其在方便使用的情况下节省空间以及便于与现代厨房搭配也是设计成功的关键点之一。 根据对现有微波炉的市场调研显示 , 微波炉作为烹饪器具 , 其便于清洁及卫生性也是使用者较为关注的一个方面。 如果要达到以上要求 , 其总体布局的设计是成功的基础。 根据微波炉的特点 , 上开式微波炉的设计布局方案主要有 3 种 ( 见图 2 ) 。 为了使食物更易取放所有的方案均将微波炉的食物烹饪室设置于炉门结构中 , 三个方案的不同点在于 : 方案.ft 雌制系 卿系统I图 1 微波炉 系统原理图炉腔区OJ元件区方案二炉腔区元件区方栏炉腔区元区W J图 2 上开式微波炉布局方案注 : 该示意图微波炉处于炉门关闭 , 但无操作状态42 6 电钃 20 1 1 -增刊一将元器件后置 , 使炉腔可以完全面对使用者 , 而且其整体高度较小, 但该方案后部较重而前端轻,需要注意安规则中的倾角测试要求 , 另一方面该方案占用深度方向的尺寸较大对使用时产品放置台有较高要求 ； 方案二将元器件放在底部形成了完整的开放操作空间 , 但其底座会因为需要放置元器件而较高 , 设计时要注意如何降低底座高度 ,以免因底座过高而最终影响产品使用的方便性；方案三元器件的放置在侧面与现行大多数的家用微波炉类似 , 也解决了方案一及方案二分别存在的深度、重心 、高度的问题, 但其侧边放置的元器件及控制部分在一定程度上也会影响到操作家间的开放性进而影响烹饪操作的方便性。3 微波炉的匹配设计微波炉行业的人都知道 , 微波炉不同于如烤箱、 电磁炉 、 电饭煲等其它加热烹饪器具的热传导食物加热的方式的一个最大特点是通过微波对被加热物体中的极性分子 自作用 , 使极性分子在2 4 5 0 M H z 频率下不断地来回转动 , 相互之间磨擦而使被加热物体自身内部发热而达到想要的温度。 微波作为电磁波的一种 , 它的能量需要一个良好的电耦合场才能有效传输到恰当的地方 , 对于微波炉来说就是微波炉炉腔的冷热匹配技术。微波炉异型炉腔的冷热匹配技术是业界几十年来的难点 ,一直没有取得突破。 各种已公开的对微波炉炉腔匹配的研究都是近似方形的 , 这也是为什么多年来微波炉都是以 “长方型” 面孔出现的关键原因 。 本文研究的上开式微波炉通过 T型波导 ( 现有微波炉的波导大多是“ 近长方型 ”的 ) 及与之相配的谐振器的大胆设计解决了微波炉行业中的世界性难题 , 取得了重大突破 , 实现了 良好的冷热匹配效果 。 如图 3 所示由零件 1 、2 、 3组成了上开式微波炉的波导组件4, 再由波导组件 4 及炉腔支撑面 5 及波导 口 盖6 组成了上开式微波炉炉腔的基座。 波导组件4 及其相关部件的组合解决了上开式微波炉的炉腔配匹配耦合问题 , 使微波炉能量最大限度均勻地分布于炉腔食物加热区 ,一方面实现的食物的均匀加M l 第五部分 其他类电器技术?11 1热 , 另一方面给微波炉门微波能量屏蔽提供了可靠保证。图 3 上开式微波炉炉腔匹 配布局方案4 安全性设计根据相关规定微波炉产品不仅要满足普通家用电器的相关电气安全要求 , 同时为防止微波对使用者造成伤害设定了特定的检验要求防止微波能量在不当使用或开门过程中泄漏过大。因此家用微波炉都有一套特定的电气系统以确保安全 ( 如 图 4 ) 。 其 中 由 监控开关 ( M o n i to rS w i t c h ) 、第一联锁开关 ( P r im a ry Sw i t c h ) 、第二联锁开关 ( S e c o n d a ry S w i t c h ) 组合而成的联锁系统可以确保微波炉只有在炉门关闭 的情况下磁控管才会工作 , 从而保证操作时不会有微波泄漏。 另外微波炉的微波泄漏通常发生在炉门与食物烹饪室的贴合面上 , 因而其相互之间 的是否可靠贴合一定程度上会影响到微波泄漏的大小。 上开式微波炉因为炉门是向上开启的 , 理论上在机械结构只要有 3 个扣合点就可以保证炉门与底座形成完整的贴合平面 , 因而上开式微波炉炉门与底座间的结合可以选择 1 个绞链加 2 个门钩的方案 , 也可以选择2 个铰链加 1 个门钩的方案。 另外上开碰管图 4 微波炉 电器原理图电器2 0 1 1 - 増刊 4 2 72 0 1 1 年中国家用电器技术大会? 论文集式微波炉是上下结构组成, 需要注意解决联锁系统中门钩孔处的防水问题 , 同时还要注意暗联锁的设计要求。5开门系统设计现有微波炉的开门方式主要有按钮推门及把手拉门两种 , 结构相对成熟 , 也符合人们日 常的生活习惯。 虽然上开式微波炉总体布局上不同于传统结构的微波炉 , 但是开门方式尽可能与传统微波炉要相似。 此外 , 因为微波炉的炉门有防微波泄漏的要求 , 同时其还需形成食物烹饪室因而可以预见其总体体积要较传统微波炉大很多 , 重量也会重很多 , 所以为了确保其符合1 0万次开关门的要求 , 其门铰链系统较传统微波炉需要做结构强度上的优化 ； 同时 , 因为其自重较大在开门操作时不借助外力会有些不便 , 可采用弹簧来辅助开门来加以解决。6 结束语综合造型效果及空间利用等各方面的 因素 ,最终的产品选择了方案二的上下布局结构 ( 如图5 ) 。 产品推出后普遍反响良好。 如今微波炉行业随着产品同质化越来越严重 , 使企业的竞争更多的变成了价格竞争 , 行业利润越来越小, 企业投入到产品研发的经费也在减少 , 这在一定程度上影响了微波炉行业健康的发展。 因而对于微波炉行业来说 , 需要更多的创新型产品来推动行业的发展。 微波炉没有像电视机一样出现从C R T 到 L C D的图像显示原理性的改变 , 在微波产生原理没有突破性的技术发展的情况下 , 通过先进的工业设计来改变现有产品的使用 、体验是一个很好的推动行业发展的方向。 上开式微波炉虽然解决了加取食物便利性的问题, 但其如何融入整体厨房还有待进一步研究。参考文献 :1 . 沈志远. 微波加热原理和应用 , 科技简报 ( 工业部分 ) ,丨 9 7