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吹风机


背景

吹风机,也称为吹风机,是一种用于吹干和定型头发的电子设备。它使用电风扇将空气吹过加热线圈;当空气通过烘干机时,它会升温。当暖空气到达湿头发时,它有助于蒸发水分。吹风机可与各种刷子和梳子一起使用,以实现不同的发型。

历史

1925 年第一台手持吹风机出现在市场上。它只产生 100 瓦的热量,因此没有足够的功率快速吹干头发。它的重量超过 2 磅(1 公斤),因为它由重型钢和锌制成。在接下来的 20 年里,工程师改进了设计,并设法将热输出增加了两倍,将其提高到 300 瓦。到 1960 年代,电气技术的进一步改进允许生产功率高达 500 瓦的吹风机。

1970 年代后期,制造商开始专注于提高干衣机的安全性。早期的吹风机很危险,因为如果它们不小心接触到水,就会短路并导致电击。有数百起记录在案的意外触电案例是因为吹风机在使用时掉进浴缸或装满水的水槽中。在 1970 年代后期,消费品安全委员会 (CPSC) 建议吹风机制造商遵循指导方针,以创造更安全的产品。

吹风机的功率受到可用电动机的限制。随着更小、更高效的电机的开发,可以实现更大的气流和更大的热量输出。到 1990 年代,便携式吹风机可以产生超过 1500 瓦的热量。塑料技术的改进和新绝缘材料的发现使新一代轻型吹风机成为可能。现代吹风机可以产生高达 2000 瓦的热量,并且可以比以往更快地吹干头发。

设计

设计便携式吹风机时要考虑的关键因素之一是它可以产生的加热功率。由于暖空气比冷空气能够吸收更多的水分,因此气流的温度至关重要。通过计算空气的比热,了解在不灼伤皮肤的情况下可以使用的最高温度,工程师可以计算出加热元件所需的功率。这可确保设备产生足够的热量来快速吹干头发。然而,仅仅提高头发的温度是不够的;空气还必须快速通过头发才能有效去除水分。因此,风扇的效率也是一个关键的考虑因素。

另一个关键的设计标准是设备的安全性。首先,吹风机在操作过程中不能变得太热以至于烫伤用户。塑料外壳必须保持在舒适的温度,不能过热,否则会熔化或着火。为了解决这个问题,工程师们开发了温度切断开关,以防止加热线圈过热。如果风扇上的鼓风机电机停止运行,该切断开关也会关闭加热线圈。其次,吹风机一定不能引起触电。特殊的防震保护, 吹风机及其内部零件。接地故障断路器 (GFCI),用于现代吹风机以防止意外触电。

其他需要考虑的因素包括设备的重量和用户友好的设计。为方便起见,吹风机的设计重量仅为 1 磅(500 克)左右,并且在操作过程中易于操作。

原材料

吹风机由一系列部件组装而成,包括电动机、风扇叶片、铜线、开关机构和各种其他电气部件。用于制造吹风机外壳的塑料必须耐用且重量轻。

制造
过程

  1. 电动机和风扇叶片已预先组装好到达制造工厂。
  2. 吹风机以与烤面包机相同的方式产生热量:通过电线传递电流。电线具有很高的电阻,当电流通过它时,它会产生热量。吹风机使用由镍铬合金(一种镍铬合金)制成的金属加热元件。与其他铜制电线不同,镍铬合金在高温下不会生锈。这根线看起来像一个螺旋弹簧,最长可达 12 英寸(30 厘米)。它包裹在绝缘板上,因此整个加热元件只有几英寸长。

    绝缘板通常由云母制成,云母是一种可以承受高热量的矿物。两片几英寸长的扁平云母连接起来,形成一个看起来像三维“x”的东西。在该板的边缘切割槽口,以便当镍铬合金线缠绕在板上时,它可以紧贴这些槽。在电线的末端有一个连接到控制电源的电路。根据该电路的接线方式,可以将电流馈送到部分或全部加热线圈。随着电流被输送到导线的更大部分,会产生更多的热量。现代吹风机中使用的加热元件可产生高达 2000 瓦的热能。

  3. 吹风机的主体由枪形塑料外壳组成。该外壳分为两部分,以便于组装。塑料部件是通过注塑成型制造的,该工艺包括将热的熔融塑料(如聚丙烯)注入不锈钢模具中。在模具中装满热塑料后,在模具周围循环冷水以冷却塑料并使其硬化。当模具打开时,塑料部件被移除。塑料外壳的一侧有一系列模制在其中的孔,而匹配的一半则有一系列短销。这些有助于在制造过程中对齐两半并保持它们牢固连接。

    外壳模制有多个隔间以容纳各种电子元件。喷枪的手柄包含开关装置和操作烘干机的控制装置。电机和风扇位于干燥器的中央部分,位于手柄正上方。设备的长筒包含加热元件。电机旁边是进气口。该入口覆盖有细网金属筛网,以防止物体意外卡入风扇叶片。一些较新的型号甚至在进气口上方有一个可拆卸的棉绒筛网,可以取下并轻松清洁。在桶的末端是另一个保护屏,可防止任何人将手指或其他长物体伸入加热元件。

  4. 吹风机的其他组件旨在确保其安全操作。干衣机包含一个安全切断开关,可防止干衣机的温度超过 140°F (60°C)。这个开关是一个双金属条,它由一块由两种金属组成的薄片制成。这些金属在加热时以不同的速率膨胀。随着干燥器内部温度的升高,金属条会以不同的速度膨胀,金属条会以一种或另一种方式弯曲。当达到一定温度时,条带弯曲以指定它触发安全开关的位置,从而切断干燥机的电源。

    另一种安全装置是内置于电路中的热熔断器。这个保险丝有一个小金属条,如果电路的温度超过一定量就会熔化。这会断开电路并立即切断干燥机的电源。这两种安全功能都旨在防止过热并阻止火灾发生。

    第三种安全控制是接地故障电路断路器 (GCFI),它内置于烘干机​​中以防止触电,GCFI 检测流过电路的电流量,并在检测到泄漏或短路时将其关闭.

  5. 可以使用自动化设备和手工劳动的组合将干燥器组件放置在装配线上。首先,将电气元件装入塑料外壳的下半部分。完成此步骤后,外壳的上半部分将锁定到位。

    组装外壳指针时,这些销钉和孔对齐。

  6. 螺钉和其他紧固件用于将塑料部件固定在一起并将它们固定到位。早期的吹风机使用数十颗螺丝将外壳手锁定到位。由于设计更高效,现代型号只需要几个关键的螺钉组件。这有助于控制成本并减少组装时间。
  7. 组装后必须贴上警告标签,表明吹风机应远离水。这些标签按照消费品安全委员会指南的要求贴在电源线上。烘干机完全组装好后,会与说明书和其他安全警告材料一起装箱,并进行包装以供运输。

质量控制

所有电器如果误用都可能是危险的。吹风机特别危险,因为它们可能会意外掉入装满水的水槽或浴缸。因此,必须采取特殊的质量控制预防措施,以减少触电的机会。从 1980 年开始,制造商被要求在吹风机上附上警告图片,表明它们不应在靠近水的地方使用。此警告标签必须永久贴在干燥器电源线上。 1985 年,制造商开始添加极化电插头,以帮助设备接地并防止意外电击。 1991 年,要求产品具有设计功能,无论设备是否开启,都可以防止发生短路的可能性。

现代吹风机使用 GFCI 来防止在检测到短路时有任何电力流入设备。到 2000 年,记录的因吹风机触电死亡的人数已经下降到每年不到 4 人,预计一旦所有较旧的吹风机型号从市场上消失,这一额外的安全功能将完全防止意外触电。

未来

虽然便携式吹风机的质量在过去 70 年中有所提高,但其基本设计几乎没有变化。所做的改进大大提高了设备​​的安全性,并将其功率提高了近 20 倍。未来的吹风机不太可能变得更强大,因为它们已经产生接近理论最大热量,用户可以安全地暴露在其中而不会烫伤他们的头发或皮肤。

其他未来的设计改进似乎更有可能。可以使烘干机运行更安静或更易于握持和操作。一些制造商专注于改善其产品的外观,并试图通过制造具有设计师色彩或透明塑料的干衣机来取悦年轻人。

技术突破也有可能使新型吹风机成为可能。 2000 年,一家制造商推出了一种新型离子吹风机,据称该吹风机使用离子(导电化学物质)可以更快地蒸发水分,同时对头发的伤害更小。在撰写本文时,尚不清楚这种新型吹风机是否会在市场上取得成功。

也许未来吹风机发展最有趣的领域之一与头发完全无关。富有想象力的消费者已经发现,吹风机可用于替代功能,例如去除硬表面上的口香糖和帮助干燥指甲油。制造商是否会通过营销针对这些特殊用途而修改的吹风机来做出回应还有待观察。

哪里可以了解更多

书籍

Dalton, John W. 专业美容师。 纽约:西部出版公司,1985 年。

兰迪 舒勒


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