家用电热器具剖析.ppt

第1章家用电热器具1.1家用电热器具的基础知识1.1.1家用电热器具的类型1.1.2家用电热器具的基本结构1.1.3电热元件（2）常用的几种电阻式电热元件
1）开启式螺旋形电热元件。这种电热元件是将合金电热丝绕制成螺旋状，直接裸露在空气中。它在电吹风和家用开启式电炉中广泛应用。螺旋式电热元件绕制尺寸如图1-1所示，为避免电热丝变形、断裂，增加使用寿命，D、d、h符合如下要求：当d≤1.0mm时，选D=（3～5）d，h=（2～4）d；当d＞1.0mm时，选D（5～7）d，h=（2～4）d。2）云母片式电热元件。将合金电热丝缠绕在云母片上，在外面覆盖一层云母作绝缘，主要应用在电熨斗等电热器具中,如图1-2所示。3）金属管状电热元件。金属管状电热元件是电热器具中最常用的封闭式电热元件，主要由电热丝、金属护套管、绝缘填充料、封口材料和引出棒等组成，如图1-3所示。
4）电热板。电热板的形状有圆形、方形等，主要采用铸板式和管状元件铸板式两种结构形式，一般应用于电饭锅等电热产品中。5）绳状电热元件。在一根用玻璃纤维或石棉线制作的芯线上，缠绕柔软的电热丝（铜、镍合金等），再套一层耐热尼龙编织层，在编织层上涂敷耐热聚乙烯树脂。主要用于电热毯、电热衣等柔性电热织物中，典型结构如图1-4所示。2.红外线电热元件
远红外线加热的热源是红外电热元件发出的波长为2.5～15μm的远红外线。其基本原理是：先使电阻发热元件通电发热，靠此热能来激发红外线辐射物质，使其辐射出红外线对物体加热。它具有升温迅速，穿透能力强，节省能源和加热时间的特点。在电取暖器、电烤箱和消毒柜等家电产品中广泛应用。
远红外线电热元件有管状、板状和红外线灯等多种，在家电产品中最常见的是管状远红外电热元件。管状远红外电热元件为乳白色透明石英材料制成（简称石英辐射管），内壁每1cm2就有2000～8000个直径为0.03～0.05mm的小气泡。可产生出较强的远红外辐射。在石英管内装置螺旋合金制成的电热丝，引出端的两端用耐热绝缘材料密封，以隔绝外界空气，防止电热丝氧化。其结构如图1-5a所示。
板状远红外元件是在碳化硅或金属板表面涂敷一层远红外辐射物质，中间装上合金电热丝制成的。
红外线灯的结构和普通照明用的白炽灯大致相同，二者的区别是前者发出的是红外线，而后者发出的是可见光，红外线灯的结构见图1-5b所示，从图中可以看出管形红外线灯是普通玻璃灯管上再罩以石英管，因而热膨胀系数小，遇水不易破裂。
图1-5远红外电热元件3.PTC电热元件
PTC器件是一种正温度系数的热敏电阻。在家用电器中，是一种应用广泛的电热元件或控温元件。它有着十分重要的电阻温度特性：当温度低于居里点时，近似为一个阻值较小的电阻，可以小到十几欧姆，但当温度高于居里点时，PTC阻值随温度升高而急剧增大，增加量可达103～105倍，这时可以认为是处于开路状态。“居里点”是一个特殊的温度值，由材料的配合比例与生产工艺决定。常见产品的居里点从几十度到几百度都有，可以按照实际需要选用。1.1.4温控器件1.温度控制器件
在家用电热器具中，常用的温度控制器件有双金属片式温控器、磁性温控器、热电偶以及电子温控器等。
1）双金属片式温控器件。双金属片由热膨胀系数不同的两种金属薄片轧制结合而成，其中一片热膨胀系数大，另一片热膨胀系数小。在常温下，两片金属片保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一片伸长较多，使金属片向膨胀系数小的那一面弯曲，温度越高，弯曲越厉害。当温度下降时，热金属片收缩恢复到原状。利用双金属片受热后弯曲变形的运动，带动电触点的闭合或断开，使电源接通或关断。双金属片式温控器示意图如图1-7所示。图1-7双金属片式温控器2）磁性温控元件。磁性温控元件主要由永久磁钢和感温软磁组成，如图1-8所示。在位置固定的感温软磁下有一个永久磁钢，永久磁钢的下面有一弹簧以一定的拉力向下拉它。在常温下，永久磁钢和感温软磁之间的吸力大于弹簧拉力与永久磁钢的重力之和，因而当永久磁钢与软磁贴近，即软磁吸住永久磁钢，使得它们所带动的两个触点闭合，电热元件通电发热。一旦电热元件发热超过预定值，温度上升到感温软磁的居里点时，软磁的磁力急剧减小，使得弹簧拉力与永久磁钢的重力之和大于磁吸力，永久磁钢落下，两触点脱离，电热元件断电。3）热电偶。热电偶是一种能将温度转换成电势的传感器。它的工作原理是物体的热电效应。由两种不同材料的导体组成一个闭合回路,得到了两个结合面，称为两个结点。当两个结点的温度不同时，回路中将产生电动势，这种现象称为热电效应。热电偶所产生的电动势称为“热电动势”。热电偶的两个结点中,置于温度为T的被测对象中的结点称为测量端,又称工作端或热端,而置于参考温度为T0的另一结点称为参比端，又称自由端或冷端。使用时，当热端温度大于冷端温度时，在电路