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发热线
    【技术领域】

    本发明涉及一种发热线。

    背景技术

    现有发热线上的各段发热丝的在单位长度内的分布密度都是均匀不变的，其在单位长度内的发热功率也相同，故在采用该种发热线的家用电器中，其温升处处均匀，但是，很多时候不需要保持处处温升均匀，因此造成能量上的浪费。

    【发明内容】

    本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、制作成本低、安全可靠、操作简单、适用范围广的发热线，以克服现有技术中的不足之处。

    按此目的设计的一种发热线，由发热丝盘绕构成，其特征是发热线上的前后相邻单位长度内的发热丝的密度不同、功率不同。

    所述发热线为发热管内的发热线、石英管内的发热线、或者直接缠绕在绝缘板上的发热线。

    所述单位长度内的发热丝的密度是指单位长度内发热丝的有效圈数。

    本发明中的发热线上的前后相邻单位长度内的发热丝的密度不同、功率不同，使得各段发热线的功率随着发热丝的密度而变化，因此在设计和制造发热类的家用电器时，可根据不同的产品要求，设计和制造可调节发热线各段发热丝的密度和长度，从而有目的地控制家用电器的局部温升，提高产品寿命，并且有效降低无用的能耗，其具有结构简单合理、制作成本低、安全可靠、操作简单和适用范围广的特点。

    【附图说明】

    图1为本发明的原图图。

    图2为本发明第一实施例中的电热水壶的发热管的主视结构示意图。

    图3为图2的左视结构示意图。

    图4为图2的A-A向剖视结构示意图。

    图5为电热水壶的发热管的立体结构示意图。

    图6为本发明第一实施例中的电烫斗的发热管的主视结构示意图。

    图7为图6中的F-F向剖视结构示意图。

    【具体实施方式】

    下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

    参见图1，本发热线1由发热丝盘绕构成，发热线1上的前后相邻单位长度内的发热丝的密度不同、功率不同。发热线1为发热管内的发热线、石英管内的发热线、或者直接缠绕在绝缘板上的发热线。单位长度内的发热丝的密度是指单位长度内发热丝的有效圈数。

    发热线1分成N段，每一段的长度是L₁，L₂，…，L_k，…，L_N-1，L_N，每一段的发热丝的密度是M₁，M₂，…，M_k，…，M_N-1，M_N，每一段对应的功率是P₁，P₂，…，P_k，…，P_N-1，P_N，其中N≥2；发热线各段发热丝分布密度不同决定了各段发热线功率的不同。

    发热丝的电阻计算公式是：

    R＝ρ*l/(S*S)…………………………………………公式(1)，

    l＝K*L*M    ……………………………………………公式(2)，

    R为发热丝的电阻，ρ为发热丝的电阻率，l为发热丝的有效长度，K为单循环发热丝长度，L为发热线的长度，M为发热丝的分布密度，S为发热丝的截面积。

    将公式(2)代入公式(1)中得到电阻的计算公式为：

    R＝ρ*K*L*M/S²，发热线各段电阻分别是：

    R₁＝ρ*K*L₁*M₁/S²，

    R₂＝ρ*K*L₂*M₂/S²，

    ，……，

    R_K＝ρ*K*L_K*M_K/S²，

    ，……，

    R_N-1＝ρ*K*L_N-1*M_N-1/S²，

    R_N＝ρ*K*L_N*M_N/S²，

    发热丝的总电阻为：

    R_总＝R₁+R₂+……+R_K+……+R_N-1+R_N＝ρ*K/S²*(L₁*M₁+L₂*M₂+……L_K*M_K+……+L_N-1*M_N-1+L_N*M_N)，

    发热丝的电流为i，设定发热线的输入电压为V，则i＝V/R_总，根据发热线各段电阻可计算出发热线各段功率，发热线各段功率分别是：

    计算功率的公式是：

    P＝i*i*R＝(V/R_总)²*R

    ＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L*M，

    P₁＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L₁*M₁，

    P₂＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L₂*M₂，

    ，……，

    P_K＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L_K*M_K，

    ，……，

    P_N-1＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L_N-1*M_N-1，

    P_N＝(V/R_总)²*ρ*K/S²*L_N*M_N，

    通过上面计算公式说明单位长度内的发热线的功率与发热丝的密度成正比。正是利用这一原理，就可以实现通过调节发热线的各段发热丝的分布密度，来调节发热线的各段功率，从而实现有目的地控制产品局部温升，提高产品寿命，并且有效降低无用的能耗。

    第一实施例

    参见图2-图5，为一款电热水壶的发热管10，根据设计要求发热管的B区段发热丝的功率不大于10W，该段发热管长度为30mm。在发热管上位于该B区段之外的范围均为有效工作区。而B区的存在是出于电热水壶结构设计本身的需要。

    分析：B区段单位发热线的发热功率为10W/30mm＝0.3333W/mm，通过此数据即可计算出该段发热丝的圈数；由于B区段为无用的能耗区段，并且是冷针1与发热丝也在此段连接在一起，既避免了局部温升过高，又延长了冷针1与发热丝连接处的寿命。结果：有效降低能耗，提高发热管寿命，并有利于控制该位置的温升。此处的冷针1为电极连接片。

    第二实施例

    参见图6-图7，为一款电烫斗的发热管20，整个发热管分为三个区段：C区段、D区段和E区段，其中的发热管的C区段的主要是电烫斗的蒸汽汽化区段；D区段和E区段的合围的区段为辅助汽化区段，冷针1与发热丝3在D区段和E区段内连接在一起。根据设计要求发热管C区段的发热管的长度为148mm，其功率为1300W，而D区段和E区段的发热管的长度为47mm，其功率为350W。分析：C区段的单位长度内的发热线的发热功率为1300W/148mm＝8.7838W/mm；D区段和E区段的单位长度内的发热线的发热功率为350W/47mm＝7.4468W/mm；通过此数据即可计算出各区段内的发热丝的圈数。图中的2为镁粉层。

    经过上述的处理后，冷针1与发热丝3连接处的温度大为降低，既避免了局部温升过高，又延长了冷针与发热丝连接处的寿命，且功率降低，该区段温升也略有降低。其结果是：在不增加发热管的功率情况下，增加了电烫斗蒸汽汽化效果，延长发热管的使用寿命。