【影響世界的專利】微波爐

微波爐

微波爐

微波爐是利用微波能量烹調食品的爐具。美國馬裡蘭的國立電子博物館的展台介紹，它涉及雷達核心部件磁控管的新應用，其發明人是美國人珀西•斯潘塞（Percy Spencer）博士，並為此於1945年申請了世界上第一份有關微波爐的專利。

當時斯潘塞在雷氏恩（Raytheon）公司工作。在第二次世界大戰開始時，該公司是一個生產軍用電子產品的小工廠。當英國發明磁控管時，公司難以對該產品進行改進，就邀請了英國專家。斯潘塞積極參與其間，並告訴英國專家，他們制造磁控管的方法笨拙而不實用，提出了簡化生產工藝和改進性能的具體建議，建議被採納后，既提高了產品質量，又提高了生產效率。到二次大戰末，該公司已發展壯大，所生產的磁控管佔市場份額的80%。

1945年，有一天，斯潘塞路過試驗中開啟的磁控管，異常出現了，他發現他口袋裡的巧克力和花生糖變成粘粘糊糊的了。他認為這不是體溫所致，而是磁控管產生的微波加熱而致。他拿一袋玉米粒放在磁控管前，玉米花爆得實驗室到處都是。第二天，他把一個生雞蛋放在邊上有一個缺口的水鍋裡，並放在磁控管的前面。一個心急的同事急於在缺口處看，瞬間雞蛋炸裂開，有的崩到了他的臉上。通常的烹調加熱是通過對流由外向裡進行﹔而微波爐加熱是使食物中的水分子等極性分子吸收能量，攪動摩擦而產生，所以裡面蛋黃蛋清比外面的蛋殼熱得快，發生雞蛋的炸開。由此，斯潘塞形成了微波爐的發明構思，並於1945年10月8日申請了美國專利，並於1950年1月24日授予專利權，專利號為US2495429。

該專利的發明名稱為《烹調食物的方法》。專利揭示該方法的步驟為：產生電磁波譜微波區域的電磁波能量﹔將所說的波能集中、導向有限的空間區域﹔將要烹調的食物暴露在所產生的能量下，經過一段時間的烹調將食物烹調成預定的結果。該發明還結合附圖例舉了一個實施該方法的專用裝置的方框圖。（10）和（11）為磁控管型電子放電設備，包括一個由諸如銅等導電性材料制成的外殼（12），外殼內徑向置有多個陽極扇頁（13），它們與外殼（12）部分一起形成腔諧振器﹔每個外殼（12）的中心設置高發射電子陰極元件（14），以便提高溫度和將熱離子發射達到足夠高的水平﹔每個這樣產生的電振蕩波長尺寸要與所烹調的食物的平均尺寸相適應，例如10cm級的或更小。電子放電設備（10）是在陰極和陽極元件之間電子路徑橫截方向建立穩定磁場。電子放電設備（10）和（11）的導電外殼（12）分別通過導線（15）和（16）和變壓器（18）的次級線圈（17）的相應端相連，變壓器（18）的初級線圈（19）與電力線相連。電子放電設備（10）和（11）的陰極（14）通過導體（20）和（21）相互連接，並通過導體（22）與變壓器（18）的次級線圈的中心抽頭相連接。這樣，電子放電設備（10）和（11）形成了推挽作業，所述的設備提供超高頻能量，中空波導（23）通過共軸輸送管線（24）和（25）相連並通過孔（26）和（27）分別連接相應的振蕩器。緊接波導（23）的出口端設有一個合適的承載需烹調食物的橫向移動的輸送系統（28），它使該食物暴露在所說波導發生的能量中，其輸送的操作取決於被烹調食物的具體屬性所需烹調時間。

申請專利后不到2年，雷氏恩公司研制成世界上第一台微波爐，稱為雷達爐（Radarange），高2米，售價3000美元。這樣的售價，隻能賣給餐飲單位、醫院和軍營等進行有規模的烹調。通過改進，1967年，公司推出了小型化和售價495美元的產品。世界上很多公司也投入了微波爐的生產和改進，當然像現在這樣普及成家庭常用電氣設備是八十年代以后的事了。

發明人斯潘塞（1894-1970）是自強自立、堅忍不拔、刻苦勤奮的典范。他自學成才，有敏銳的洞察力、好奇心和想象力，努力挖掘自身潛力，做事專注，不斷產生發明的靈感。他生於美國馬裡蘭州的Howland，出生后才18個月，父親去世，他母親很快將他交給他的叔叔和嬸嬸﹔但是，他年僅七歲時叔叔又去世了。隨后，他離開了小學去掙錢供養自己和嬸嬸。12歲那年，斯潘塞開始在紡織線軸工廠工作，每天從日出到日落，直到16歲。那時，他聽到有的紙廠已使用電了，懂電的人又很少，他自學電學有關知識，成功成為一名安裝電工。18歲那年，他參加美國海軍，開始對無線通訊產生強烈興趣，自學了三角學、微積分、化學、物理、冶金學以及其他相關學科，使自己從無線電操作員變成了無線電專家。1939年，斯潘塞在美國國防部承包商雷氏恩公司工作時，已成為雷達管設計領域世界領先專家之一，成為功率管部門的領導。由於他的學術和專業水平，他幫助公司贏得了為麻省理工大學輻射實驗室研發和制造實戰雷達設備的政府合同。當時，正處大戰期間，磁控管已成為產生無線電微波信號的雷達核心構件，雷達成為繼曼哈頓項目之后的第二優先項目，對盟國非常重要。通過斯潘塞的努力，不斷創新改進，雷氏恩公司的磁控管產量由每天17個發展到每天生產2600個。由此，他獲得了美國海軍的杰出公共服務獎。他一生獲得200多項專利。他成為雷氏恩公司高級副總裁和董事會高級成員，無線電工程師學會會員，美國藝術和科學院院士，以及被美國馬薩諸塞州大學授予榮譽博士。（陳仲華）

參見資料：

1. 美國BARNES&NOBLE出版的《INVENTING THE 20TH CENTURY》

2. wikipedia/Percy Spencer

發明人： 珀西• 斯潘塞

Percy Spencer（1894.7.9-1970.9.8），出生於美國馬裡蘭州，發明家，微波爐的發明者，於1945年申請了世界上第一份有關微波爐的專利。他一生獲得200多項專利，曾是雷氏恩公司高級副總裁和董事會高級成員，無線電工程師學會會員，美國藝術和科學院院士，被美國馬薩諸塞州大學授予榮譽博士 。