具有CTP效应的屏蔽加温元件制造技术

用于食物加热或烹饪电器的加温元件（２，２０，３７），所述加温元件包括一金属管套（６），所述管套内安放着外包一绝缘体（５）的电阻丝（４，４０），构成所述电阻丝（４，４０）的两主要元素是镍或铁，所述电阻丝的温度系数α大于１５００ｐｐｍ／℃，最好大于３０００ｐｐｍ／℃，其特征在于，电阻丝卷绕成螺旋形，其外径是所述管套内径的０．７倍。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及屏蔽型加温元件领域，其中，电阻丝呈螺旋形安放在一金属管中，所述金属管外围绕着一绝缘体如氧化镁。本专利技术尤其涉及具有特殊电子特征的所述元件。
技术介绍
已知在热水器型装置中，使用了电阻加温元件，其电阻值有一很大的热系数，即当温度升高时电阻值极大增加。所述特征普遍公知为CTP效应(即正温度系数)。所述特征用以下表达式表示ρ＝ρ0其中，ρ0为25℃时电阻丝电阻率，ρ为表示在以℃为单位的温度T时电阻丝电阻率，α为温度系数。所述特征会减小这些元件的功率，因此功率P由表达式P＝V2/R决定，其中，V为馈电电压，R为加温元件的电阻，它和其电阻率直接相关。但这些加温元件要么全部使用，要么都不用，即在热安全性范围内避免所有功能障碍。电阻变化在约20℃至800℃之间为25％左右，这可产生25％的功率损耗，足够进行标准测试了。另外，家用烹饪电器中的加温元件里通常使用的加热丝——其加热板的最大温度约300℃，对镍-铬或镍-铬-铝型加热丝来说，约有10％的变化。因此，CTP效应对电器的工作几乎没什么影响。但出于保护及/或调节这类电器，试着更好利用所述效应是很有好处的。此外，从文件US 2,767,288中已知一加温元件，其加热丝至少有一等于0.003的温度系数，加温元件可通过双层管，提高加温元件处的热传递，内管如铜管有一强导热性，外管能抗腐蚀。当然，温度上升时，这种加温元件可自动限制功率，使用所述加温元件局限在一大温度板、远距离加热产品或根据与待加热物体在一些点处接触。但这种加温元件的实施由于双层管所用的材料而造价昂贵。另外，这种装置的缺陷在于加温元件与待加热物体之间接触很松。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补上述缺陷。所述目的尤其通过用于食物加热或烹饪的电器的一加温元件而得以实现，所述加温元件包括一金属管套，所述管套内安放着外包一绝缘体的电阻丝，构成所述电阻丝的两主要元素是镍或铁，所述电阻丝的温度系数α大于1500ppm/℃，最好大于3000ppm/℃，其特征在于，电阻丝卷绕成螺旋形，其外径是管套内径的0.7倍。因此，本专利技术的目的之一在于，实施有一非常大CTP效应的加温元件，所述元件的热电阻率值(例如300℃)可达到环境温度时初始值的数倍。利用所述效应，通过向这类加温元件输送电流，随着加热，其电阻增加，因此其功率减小，直到稳定在某一温度上，所述温度的第一近似值取决于CTP效应及热传递条件。通过使用具有这类温度系数α的电阻丝，可实现加温元件的一稳定温度，所述温度大致与通过一专门调节装置获得的温度相同，所述调节装置例如包括与加温元件馈电中断装置相连的一测温计。但使用具有高温度系数α的电阻丝的一个结果是其小的初电阻率(环境温度时)。但一更小电阻率会迫使要么增加加热丝长度要么减小电阻丝截面，以重新获得环境温度时电阻丝的电阻R0的一合适值，所述值可通过温度系数α调节一定温度下的值R。事实上，联系电阻与电阻率的表达式如下R＝ρ(l/s)其中，R为电阻，ρ为电阻丝电阻率，l为电阻丝长度，s为其截面。因此，要增加电阻值，就要么增加电阻丝长度，要么减小其截面。增加电阻丝长度的一个局限性在于涉及增加管套，这即意味着增加成本并可能增加热板即电器尺寸，也增加了多余的额外费用。因此，在可能范围内，必须试着在管套的一定容积内安放一更长的电阻丝。解决所述问题的一个方法在于把电阻丝卷绕成螺旋形状，其外径比管套内径大0.7倍。事实上，一般都把电阻丝绕成螺旋形放在管套内，但线圈外径不超过管套内径的60％。但电阻丝与管套之间最好保持0.8毫米的最小距离。因此，所述直径相对于管套内径的相对增加，对同尺寸管套来说，可增加电阻丝的总长度。另外，实际上可减小绝缘体包裹的厚度，这可增大电阻丝与管套之间的热传递。可使用其它技术在管内安放更长的电阻丝，因此限制增加加温元件的尺寸线圈缠得更紧凑，同心、同轴螺旋，双层螺旋……根据本专利技术的一特别特征，电阻丝成分中镍的比例大于40％。所述值可获得高温度系数α的电阻丝。本专利技术的另一目的在于实施一食物加热或烹饪电器，所述电器包括至少一所述食物的加热板，所述板与一加温元件相连，所述加温元件有一金属管套，所述管套内安放着外裹一绝缘体的电阻丝，其特征在于，构成所述电阻丝的两主要元素是镍和铁，其特征还在于，所述电阻丝的温度系数α大于1500ppm/℃，最好大于3000ppm/℃。温度范围相对较小，约300℃，因为所述加热电器为食物烹饪器，所以要尽量使电阻丝有一高温度系数，同时注意实施包括所述电阻丝的加温元件不会大量增加所述元件的成本，或可与所述家用电器的实际实施兼容。但加热板的实施会受到加温元件与所述板之间的热交换影响。因为平衡温度取决于用于烹饪食物的加热板的负荷，所以这点尤其重要。因此，加热板必须与加温元件紧密接触，才能使CTP效应充分发挥作用。有利地是，加温元件符合前面所述的特征之一。有利地是，调整电阻丝的电阻以使加温元件通电时可使电阻丝的电阻增加至一平衡值，所述平衡值对应于加热板的一温度，所述温度即在烤面包机、烤饼机、烤肉机等类型的食物烹饪电器中，所述加热板用于加热或烹饪食物时的工作温度。所述温度一般在常用电器内，通过一温度调节装置来调节，所述温度调节装置包括与加温元件馈电中断装置相连的一测温计。因此，本专利技术的目的尤其在于取消用于调节某些家用食物电器内装配的加温元件的温度调节装置，同时确保可调节加温元件，而无需任何专门装置。CTP效应必须很大，因为温差涉及到食品烹饪电器的调节，它远低于热水器发生功能障碍时的温差。通过所述特征，当加温元件通电时，它加热加热板，这会增加其电阻。因此，随着其温度上升，它热得越来越慢。因此，可很快获得一热平衡。通过仔细确定电阻丝的电阻，可调节电阻丝因此即加热板的平衡温度。换言之，这种电器不一定要对加热板进行热调节，所述加热板可通过加温元件的主要构件电阻丝的CTP效应，自动进行调节。但必须在CTP效应值和电阻丝的初始电阻率之间找到协调，因为如上所述，CTP效应越大，电阻率下降越快。按根据本专利技术电器的另一特征，在所述加温元件馈电电压的相同条件下，当加热板在用于加热或烹饪食物时所必需的温度下加温元件的功率是环境温度下加温元件功率的0.4至0.7倍。根据本专利技术，功率变化只是由于某种温度系数α造成的电阻丝的电阻的热变化引起的。有利地是，根据本专利技术的家用食物加热或烹饪电器包括一些装置，所述装置有利于加温元件和加热板之间的热交换。事实上，本专利技术的目的在于实施一家用电器，电阻丝，即使它是问题的关键，并不构成唯一的参数，对它只需注意一下，以使大体上可实现电器的自动热调节。实际上，当包括加热板的电器如烤面包机或烤饼机插上电源时，从电器开始使用直至到达加热板真空稳定状态，功率都很大。当放上食物时，加热板的温度再下降。于是，在小范围温度内(约50℃)，所述装置的所有运行都在于所述温度下降，及随后的功率恢复。所述功率重新上升或恢复是烹饪时必需的。所述功率重新上升或恢复是一重要参数，所述参数取决于电阻丝类型，但简言之，即取决于电阻丝和加热板之间的热交换，因为所述功率恢复只有当加热板温度下降的信息直到达加热丝时才会发生。有利于热交换的一种方法在于，在加热板内设计一加温元件的插入凹槽，这可使加温元件与加热板之间连接更紧密。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·加利欧，奥利维耶·穆瓦纳，
申请(专利权)人：SEB公司，
类型：发明
国别省市：