JP2010205689A - ヒータ装置および恒温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のヒータへの通電制御において、電源電圧の切換えに伴い、前記ヒータの発熱量に変化が生じ、これに起因してヒータの劣化が進行し、ヒータの寿命が短縮されていた。
【解決手段】電源の電圧値に応じて複数のヒータ３、４への通電経路を変更することにより、電源１の電圧値が変わった場合であっても、前記各ヒータ３、４の消費電力および前記各ヒータ３、４の発熱に伴う熱応力を略一定にし、この応力等に起因した各ヒータ３、４の劣化の進行を抑制してヒータ３、４の長寿命化をはかる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のヒータを具備し、電源の電圧値に応じて前記各ヒータへの通電系統を切換えるヒータ装置、およびそのヒータ装置を熱源とする恒温装置に関するものである。

従来、電源電圧の変動に伴い、ヒータへの通電を制御する構成として、複数のヒータを具備し、電源電圧の変動に伴って前記ヒータの通電回路を、複数のヒータが直列接続となる回路、あるいは複数のヒータが並列接続となる回路に切換える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる構成は、電源となる電気二重層コンデンサの放電電圧が開始された状態において、ヒータの温度を検出し、放電開始前の温度との比較において、電気ヒータの温度上昇がない場合でも、電気二重層コンデンサの端子電圧の低下に合せて強制的にヒータの抵抗値を下げ、電気二重層コンデンサから定電力放電に近い放電を実現させるものである。

また、他の通電制御として、前記ヒータに電力を供給するバッテリーの出力電圧を検出するバッテリー電圧検出手段を備え、前記電力供給制御手段により、前記バッテリーの出力電圧に応じて前記ヒータに供給する電気信号のデューティ比を制御することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−０６９５９３号公報 特開２００５−００２８１４号公報

しかしながら上記特許文献１の制御構成は、ヒータに対する電力供給元が、交流電源のみ、蓄電装置のみ、交流電源と蓄電装置との並列接続、交流電源と蓄電装置の直列接続と選択可能であるため、ヒータに印加される電圧値は、電源の選択状態によって異なる制御構成である。

したがって、通電状態にあるヒータは、大幅に異なる電圧値が印加されることとなり、この電圧値の変化に伴ってヒータの発熱量も変化する。これに伴い、ヒータにかかる熱応力も安定し難く、これに起因してヒータは劣化が進み易い条件にあり、ヒータの長寿命化をはかることが困難であった。

また、上記特許文献２の制御構成は、デューティ制御を行なうにあたり、一定時間当たりの消費電力を一定とすることはできるものの、単位時間で区切ると１００％の通電と０％（ＯＦＦ）とを組合せた制御である。

したがって、ヒータは熱応力が断続的に作用した状態となっており、この断続的な熱応力に伴う劣化が進行し、寿命を縮めるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電源電圧が異なる場合であっても、それぞれのヒータに印加される電圧を一定の範囲に維持し、ヒータにかかる熱応力を安定させ、ヒータの長寿命化を可能とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、電源の電圧値に応じて複数のヒータへの通電回路を形成し、前記電源の電圧値が異なる場合であっても前記各ヒータに印加される電圧値を所定の範囲内とし、前記各ヒータの消費電力を略一定にして、特定のヒータに突出した電圧値が印加されないようにしたものである。

したがって、通電時における各ヒータには、電源の電圧値が異なる場合であっても略同じ値の電流が流れ、その結果、消費電力を略一様とすることができ、各ヒータに作用する熱応力も一様化でき、ヒータの劣化の進行を抑制することができる。

本発明のヒータ装置は、電圧値が異なる電源に接続された場合であっても、特定のヒータに突出した電圧値が印加されることもなく、複数のヒータの発熱を略一様にして前記発熱に伴う各ヒータへの熱応力作用を安定させることができる。

したがって、前記熱応力に起因したヒータの劣化の進行を抑制することができ、前記ヒータの寿命を長期化することができる。

さらに、前記ヒータへの通電が所定時間連続通電状態にある場合、一時的に該ヒータへの通電を停止するため、万が一前記温度検出手段系統に故障が発生した場合であっても、安全性を確保することができる。

また、本発明の恒温装置は、ヒータ装置の長寿命化に伴い、長期に亘って高い信頼性を発揮することができ、さらに安定した温度管理が可能となり、恒温装置の信頼性、および安全性を高めることができる。

請求項１に記載の発明は、電源の電圧値を検出する電圧検出手段と、直流電圧が印加される複数のヒータと、前記複数のヒータ周辺の熱媒体温度を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された電圧値と前記温度検出手段による検出温度値が共に所定の範囲内の場合に前記複数のヒータへの通電を可能とする制御手段を具備し、さらに、前記制御手段に、前記複数のヒータにおける前記電源の駆動極側および基準極側に接続され、かつ前記電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値以上の場合に前記複数のヒータを直列接続系統とし、前記検出された電圧値が所定値以下の場合に前記複数のヒータを並列接続系統とする切換え手段と、前記複数のヒータへの通電が所定時間連続した場合に、前記温度検出手段の検出温度にかかわりなく前記複数のヒータへの通電を一時的に停止するタイマー手段を設けたものである。

かかる構成とすることにより、前記電源の電圧値と前記検出温度値が共に所定の範囲内の場合に前記複数のヒータへの通電を可能とするため、過剰な電圧値の印加による前記各ヒータの破損等が防止でき、また不要な各ヒータへの通電を防止して消費電力を抑制することができる。

また、印加される電圧値に応じて前記複数のヒータを、直列接続系統と並列接続系統に切換えるため、特定のヒータに突出した電流が流れることもなく、各ヒータの発熱を所定の範囲で安定させることができる。その結果、前記各ヒータに過剰な熱応力が作用することも抑制でき、これに起因する各ヒータの劣化の進行を抑制し、各ヒータの寿命を長期化することができる。

さらに、前記複数のヒータへの通電が所定時間連続通電状態にある場合、一時的に各ヒータへの通電を停止するため、万が一前記温度検出手段系統に故障が発生した場合であっても、安全性を確保することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基準極側に接続された切換え手段を、前記駆動極側に接続された切換え手段よりも先に動作させて基準極側を通電可能な状態にし、その後に前記駆動極側に接続された切換え手段を動作させて前記複数のヒータへの通電を行うようにしたものである。

かかることにより、前記複数のヒータへの通電に際し、駆動極と基準極の通電に時差を設けて基準極の回路が形成された後に電圧が印加されるため、正規の回路への通電が安定して行え、誤動作を抑制して信頼性を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記電圧検出手段によって前記電源電圧の切換わりを検出したとき、前記複数のヒータへの通電を一旦遮断し、その後前記複数のヒータを、切換えられた電圧値に対応する接続系統に切換える制御を行なうようにしたものである。

かかる構成とすることにより、ヒータの切換え動作が確実なものとなり、ヒータ装置の信頼性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記複数のヒータに印加される電圧値の切換わりに伴い、前記複数のヒータの接続が直列接続系統あるいは並列接続系統に切換わった場合であっても、前記複数のヒータに印加される電圧値が略同電圧値となるようにしたものである。

かかる構成とすることにより、前記各ヒータの通電状態は、接続形態にかかわらず、いずれも略同電圧値が印加されることとなり、前記各ヒータの発熱に伴う劣化を略一様化させることができる。

したがって、特定のヒータの劣化促進に伴うヒータ装置の保守、交換等が短期化されることも抑制でき、ヒータ装置の稼動期間を長期化することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記切換え手段を、接点式リレーまたは半導体リレーより構成したものである。

かかる構成とすることにより、前記各ヒータの接続系統の切換えに伴う消費電力を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記各ヒータの定格を、同一としたものである。

かかる構成とすることにより、前記各ヒータに印加される電圧値を同じとすることが容易となり、そのための回路構成も簡素化し易く、さらに、前記各ヒータの発熱量を同じ発熱量に統一し、各ヒータの劣化の進行も統一することができる。

請求項７に記載の発明は、制御機器等を格納する空間を具備した本体の前記空間内に、前記空間内を所定の温度に維持する温度制御装置および前記空間内の空気を循環させる送風手段を設け、前記温度制御装置の熱源に、請求項１から６のいずれか一項に記載のヒータ装置を用いた恒温装置である。

かかることにより、長期に亘るヒータ装置の稼動による恒温制御が可能となり、恒温装置の付加価値および信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒータ装置の機能構成を示すブロック回路図である。図２は、同ヒータ装置の動作内容を示すフローチャートである。なお、本実施の形態１においては、便宜上、電源に２４Ｖ（ボルト）または４８Ｖ（ボルト）の直流電源が用いられる場合とし、また、ヒータについては、同じ定格値のヒータを二本具備した構成を例に説明する。さらに、前記電源の電圧値２４Ｖ、４８Ｖが、若干の変動を含む電圧値であることはいうまでもない。

図１において、ヒータ装置は、電源１から供給される電圧値を検出する電圧検出手段２と、後述する第一ヒータ３と第二ヒータ４が配置された周辺の空気温度（熱媒体温度）を検出する温度検出手段５と、電圧検出手段２による検出信号、および温度検出手段５による検出信号を入力し、第一、第二の各ヒータ３、４における通電回路の形成と第一、第二の各ヒータ３、４への通電を制御する通電制御手段６と、通電制御手段６の信号により、第一、第二の各ヒータ３、４が直列接続（直列接続系統）、あるいは並列接続（並列接続系統）となる回路に切換え形成する切換え手段７と、切換え手段７の切換え動作に数マイクロ秒（数μ秒）程度の時差を形成する時差出力手段８と、第一、第二の各ヒータ３、４の連続通電時間を計測し、所定時間にわたって連続通電された場合に通電制御手段６へ信号を出力するタイマー手段９を具備している。

ここで、切換え手段７は、第一、第二の各ヒータ３、４を挟むように接続されており、換言すると、電源１の駆動極（プラス極）側と基準極（マイナス極）側にそれぞれ接続されている。この切換え手段７は、電流の導通状態、非導通状態を形成する、所謂スイッチング機能を具備しており、非導通状態にある場合は、第一、第二の各ヒータ３、４の通電が停止された状態を形成する。

また、時差出力手段８は、直列接続、あるいは並列接続状態にある第一、第二の各ヒータ３、４への通電に際し、電源１の基準極側に接続された切換え手段７を電源１の駆動極側に接続された切換え手段７よりも先に動作させ、通電可能な状態を形成する。

上記構成において、図２を参照しながらヒータ装置における主要な動作の概要について説明する。

ヒータ装置は、上述の如く直流の電源１に接続され、動作することを基調としているもので、初期動作として電圧検出手段２によって電源１より印加される電圧値を検出し、その信号を入力して通電制御手段６が、その電圧値が設定範囲（２４Ｖから４８Ｖ）内の値であるか否かを検出する（Ｓｔｅｐ１）。

検出した電圧値が設定した範囲外の場合は、Ｓｔｅｐ２へ移行し、切換え手段７が動作してヒータ３、４への通電を行わないように回路を形成する。また後述するタイマー手段９の動作をリセット（カウントクリア）する（Ｓｔｅｐ３）。そして、Ｓｔｅｐ４でＳｔｅｐ２の処理（ヒータ通電ＯＦＦ）が、後述するＳｔｅｐ７の処理（電圧値の変更検知）またはＳｔｅｐ１２の処理（タイマーカウントｕｐ）に伴うものか否かを判定し、Ｓｔｅｐ７の処理またはＳｔｅｐ１２の処理に伴う場合は、後で詳述するＳｔｅｐ５およびＳｔｅｐ６にてヒータ３、４への通電を所定時間強制的に停止するリセットカウント（時間計測）を行い、そのリセットカウントを終了した時点でヒータ装置の動作を可能にし（Ｓｔｅｐ６）、これにより、第一、第二の各ヒータ３、４への通電が可能となる一つの条件が形成される。また、Ｓｔｅｐ４の処理がＳｔｅｐ７の処理またはＳｔｅｐ１２の処理に伴わないと判断した場合、すなわち、Ｓｔｅｐ１の処理または後述するＳｔｅｐ８の処理に伴う場合は、図２には記載していないが適宜設定された待機時間（例えば、数秒）経過後にＳｔｅｐ１へ戻る。

一方、印加された電圧値が設定範囲内の場合、Ｓｔｅｐ７へ移行し、例えば、４８Ｖから２４Ｖというように電源１の電圧値に変更があったか否かを判定する。このとき、電圧値に変更がなければＳｔｅｐ８へ移行するが、電圧値に変更があればＳｔｅｐ２へ移行し、上述のＳｔｅｐ２からＳｔｅｐ６の処理が行われ、第一、第二の各ヒータ３、４の通電は、一旦停止される。この通電停止時間は、第一、第二の各ヒータ３、４への再通電に際し、支障がないと判断される長さであればよく、適宜設定するものである。

そして、Ｓｔｅｐ７において、電源１の電圧値に変更がないことを確認すると、Ｓｔｅｐ８へ移行する。ここでは、温度検出手段５の信号に基づき、通電制御手段６が、第一、第二の各ヒータ３、４への通電を行うか否かを判定する。ここで、第一、第二の各ヒータ３、４周辺の空気温度（熱媒体温度）、所謂ヒータ装置を設置した環境温度が予め設定した温度よりも高い場合は、第一、第二の各ヒータ３、４への通電が不要であると判断し、前述の如くＳｔｅｐ２、３、４、５、６へ移行する。

また、温度検出手段５の信号に基づき、通電制御手段６が、第一、第二の各ヒータ３、４への通電が必要と判定した場合は、Ｓｔｅｐ９へ移行し、第一、第二の各ヒータ３、４の接続系統を直列接続とするか並列接続とするかを判定（選択・決定）する。換言すると、ここでは、印加された電源１の電圧値が２４Ｖ（低い）、または４８Ｖ（高い）かを判定する。

なお、Ｓｔｅｐ１において先に温度検出手段５による温度判定を行い、Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８において電源１の電圧値の判定、および電源１の電圧値の変更有無を判定するようにすることも可能であることは、当業者であれば容易に理解できるところである。

Ｓｔｅｐ９において、電源１の電圧値が４８Ｖであると判定された場合は、Ｓｔｅｐ１０へ移行し、切換え手段７がそれぞれ動作して電源１による電流が、第一、第二の各ヒータ３、４を直列に流れるように回路が形成される。また、電源１の電圧値が２４Ｖであると判定された場合は、Ｓｔｅｐ１１へ移行し、切換え手段７がそれぞれ動作して電源１による電流が第一、第二の各ヒータ３、４を並列に流れるように回路が形成される。

ここで、本実施の形態１においては、便宜上電源１の電圧値が４８Ｖの場合として説明する。したがって、第一、第二の各ヒータ３、４は、直列に接続された回路構成に形成される。

そして、Ｓｔｅｐ１２へ移行し、タイマー手段９による計測時間の状況を確認する。この場合は、初期の動作であり、タイマー手段９は時間計測を行っていないため、Ｓｔｅｐ１３からＳｔｅｐ１４へ移行する。

すなわち、Ｓｔｅｐ１３では、タイマー手段９が時間の計測を開始し、タイマー手段９が時間計測を行っている状態でＳｔｅｐ１４へ移行する。

Ｓｔｅｐ１４では、第一、第二の各ヒータ３、４へ通電が行われる。この通電状態は、Ｓｔｅｐ９での判定結果に基づく直列回路状態（Ｓｔｅｐ１０）での通電となる。

この第一、第二の各ヒータ３、４への通電は、時差出力手段８により、電源１の基準極側に接続された切換え手段７が、電源１の駆動極側に接続された切換え手段７よりも先に動作して通電可能な状態に形成された状態で行われる。すなわち、電源１の駆動極側に接続された切換え手段７が動作することによって第一、第二の各ヒータ３、４への通電が開始される。

上述のフローを経て再びＳｔｅｐ１へ移行し、以下、電源１の電圧値に変更がなく、また、ヒータ装置周辺の温度が所定温度に到達していなければ、Ｓｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８、Ｓｔｅｐ９、Ｓｔｅｐ１０、Ｓｔｅｐ１２、Ｓｔｅｐ１３、Ｓｔｅｐ１４を繰り返し、第一、第二の各ヒータ３、４は発熱状態にある。

かかるヒータ装置の動作状態において、Ｓｔｅｐ１３でタイマー手段９による計測時間が所定時間に到達した場合、上述のフローにおけるＳｔｅｐ１２でこれを判定し、Ｓｔｅｐ２へ移行する。

その結果、ヒータ３、４の通電が停止され、Ｓｔｅｐ３においてＳｔｅｐ１３で計測された時間がリセットされる。

そして、Ｓｔｅｐ４において、Ｓｔｅｐ２の処理（ヒータ通電停止）が、Ｓｔｅｐ７またはＳｔｅｐ１２に基づく処理であるか否かを判定するが、この場合は、Ｓｔｅｐ１２に基づくため、Ｓｔｅｐ５へ移行し、Ｓｔｅｐ５の処理およびＳｔｅｐ６の処理にて強制的に一定時間第一、第二の各ヒータ３、４への通電が停止される。すなわち、Ｓｔｅｐ３でのリセットと同時にＳｔｅｐ５で第一、第二の各ヒータ３、４への通電停止時間が計測され、Ｓｔｅｐ６でその時間の経過が判定される。このＳｔｅｐ６での通電停止時間は、ヒータ装置周辺の温度が、第一、第二の各ヒータ３、４の連続通電を要する環境にあることを鑑みれば数十秒程度が好ましいが、強制通電停止の目的に応じて適宜設定することができるものである。

また、このＳｔｅｐ６での時間経過までの間を利用して、Ｓｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８、Ｓｔｅｐ９、Ｓｔｅｐ１０またはＳｔｅｐ１１までの処理を並行して進めることもできる。

上記Ｓｔｅｐ６による時間が経過すると再びＳｔｅｐ１からの処理が開始され、第一、第二の各ヒータ３、４への通電が開始される。

また、第一、第二の各ヒータ３、４の通電状態において、ヒータ装置の周辺の空気温度が設定温度に到達すると、Ｓｔｅｐ８においてその状態が判定され、Ｓｔｅｐ２以降の処理が行われる。この場合は、Ｓｔｅｐ４から前述の如く、待機時間（数秒）経過後にＳｔｅｐ１に戻り、以下、Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８と移行し、このＳｔｅｐ８で温度検出手段５による検出温度が第一、第二の各ヒータ３、４への通電を要する温度を検出していない場合は、Ｓｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３の処理を行い、Ｓｔｅｐ４で再び待機時間の経過後にＳｔｅｐ１へ戻るルートを繰り返す。そして、前記ルートの繰り返しの中において、Ｓｔｅｐ８で温度検出手段５による検出温度が第一、第二の各ヒータ３、４への通電を要する温度を検出した場合、Ｓｔｅｐ９へ移行し、以下、上述の如く再びヒータ３、４への通電が開始される。

なお、電源１の電圧値が２４Ｖの場合は、同様にＳｔｅｐ１から処理が開始され、Ｓｔｅｐ９での電圧判定（２４Ｖ判定）に伴ってＳｔｅｐ１１へ移行する。Ｓｔｅｐ１１では、切換え手段７によって第一、第二の各ヒータ３、４が並列接続となるように回路が形成される。そして、以降は４８Ｖの場合と同様に処理が行われ、第一、第二の各ヒータ３、４の通電が制御される。

このように、本実施の形態１においては、第一、第二の各ヒータ３、４への通電に際し、電源１の電圧値が高い（４８Ｖ）場合は、第一、第二の各ヒータ３、４を直列接続とし、電源１の電圧値が低い（２４Ｖ）場合は、第一、第二の各ヒータ３、４を並列接続として、第一、第二の各ヒータ３、４に流れるそれぞれの電流値を所定の範囲内とするもので、電圧値の変化に伴い第一、第二の各ヒータ３、４の発熱量が大幅に変化することを抑制し、発熱に伴う熱応力に起因した第一、第二の各ヒータ３、４の劣化の進行を抑制して第一、第二の各ヒータ３、４の寿命を延長することができる。

特に、第一、第二の各ヒータ３、４の定格値を同じとすることにより、特定の第一ヒータ３または第二ヒータ４に大電流が流れないようにし、劣化の進行を一様化することができる。その結果、ヒータ装置の保守・点検頻度を低くすることができる。

また、第一、第二の各ヒータ３、４への通電に際し、時差出力手段８によって、電源１の基準極側に接続された切換え手段７を電源１の駆動極側に接続された切換え手段７よりも先に動作させ、通電可能な状態を形成することにより、電源１の基準極への通電が確実となるため、正規の回路への通電が安定して行え、誤動作を抑制して信頼性を高めることができる。

さらに、第一、第二の各ヒータ３、４の通電状態において、電源１の電圧値が変更となった場合は、Ｓｔｅｐ７で一旦第一、第二の各ヒータ３、４への通電を停止し、Ｓｔｅｐ２からＳｔｅｐ６で処理される所定時間が経過してからＳｔｅｐ９、Ｓｔｅｐ１０（Ｓｔｅｐ１１）で切換え手段７を動作させ、電圧値に対応した回路形成を行うため、第一、第二の各ヒータ３、４の切換え動作が確実なものとなり、ヒータ装置の信頼性を高めることができる。

また、電源１の電圧値およびヒータ装置周辺の空気温度が安定状態にあり、第一、第二の各ヒータ３、４への通電が所定時間連続通電状態にある場合においても、タイマー手段９がその連続通電時間を検出し、一時的にヒータ３、４への通電を停止する構成であるため、万が一温度検出手段５系統に故障が発生した場合であっても、安全性を確保することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるヒータ装置の回路構成図である。図４は、同実施の形態２におけるヒータ装置の各ヒータの直列接続系統回路を構成する関係部位の動作状態を示すタイムチャートである。図５は、同実施の形態２におけるヒータ装置の各ヒータの並列接続系統回路を構成する関係部位の動作状態を示すタイムチャートである。

本実施の形態２は、先の実施の形態１で説明した動作を行うための回路を具現化したものであり、先の実施の形態１と同様の構成要件については、同一の符号を付して説明する。また、同定格値のヒータを二本採用し、電源の電圧値に対応して直列接続または並列接続に切換える制御を例に説明する。

図３において、電源１は、直流電圧を形成するもので、低電圧を出力するバッテリー（蓄電池）、あるいは交流を直流に変換する変換回路より構成される。ここでは、定格電圧値が２４Ｖのバッテリーと定格電圧値が４８Ｖのバッテリーを採用する場合の構成を例に説明する。また、電圧検出手段２は、電源１の電圧値を検出し、その検出結果を出力するもので、周知の構成からなるものである。

温度検出手段５は、ヒータ装置の周辺の空気温度値を検出し、その検出結果を出力するもので、サーミスタ等の周知の構成要件で構成されている。

制御手段１０は、少なくとも電圧検出手段２および温度検出手段５からの信号を入力し、第一ヒータ３および第二ヒータ４への通電を制御するもので、実施の形態１における通電制御手段６と、時差出力手段８と、タイマー手段９の機能を具備している。

この制御手段１０は、周知の如くマイクロプロセッサーを主体とする回路構成であり、複数の入力ポートＰ０１、Ｐ０２、Ｐ０３、Ｐ２１、Ｐ４１と、複数の出力ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ３１、および電源ポートＶｂ、Ｖｃｃを具備している。そして、前述の電圧検出手段２および温度検出手段５は、入力ポートＰ２１および入力ポートＰ４１にそれぞれ接続され、出力ポートＰ３１には、ヒータ装置の運転状態等を表示する表示手段３５が接続されている。ここで、入力ポートＰ０１、Ｐ０２、Ｐ０３、Ｐ２１、Ｐ４１は、周知の如くレベルの異なるＨｉ信号およびＬｏ信号を入力し、出力ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ３１は、周知の如くレベルの異なるＨｉ信号およびＬｏ信号を出力するもので、これらの信号に基づき、制御手段１０において第一ヒータ３および第二ヒータ４の通電回路の形成、および第一、第二の各ヒータ３、４への通電の要否が判定される。

また、電源ポートＶｂには、サーモスタット（接点式）２１が接続されており、温度検出手段５の検出温度によって制御する温度よりも高い、所謂異常温度を検出したときに断線動作（以下、ＯＦＦ動作と称す）し、通常は導通動作（以下、ＯＮ動作と称す）状態にある。

サーモスタット２１の信号は、分圧抵抗３１、３２を介して保護抵抗３３、通電制御用のスイッチングトランジスタ（以下、通電トランジスタと称す）３４を通り、制御手段１０の入力ポートＰ０１へ入力される。この入力ポートＰ０１は、電源ポートＶｃｃに対してプルアップ抵抗４１を介して接続されており、サーモスタット２１がＯＮ動作している時はＬｏ信号が入力され、ＯＦＦ動作している時はＨｉ信号が入力される。サーモスタット２１がＯＦＦ動作した時は、制御手段１０で処理された制御内容に関わらず優先して第一ヒータ３および第二ヒータ４への通電を停止する。

第一、第二の各ヒータ３、４はそれぞれ、スイッチ機能として動作する第一から第四の電解効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称す）１２、１３、２２、２３と、規定の温度を越えたときに、第一、第二の各ヒータ３、４への通電を停止し、第一、第二の各ヒータ３、４の保護を行う温度ヒューズ等で構成される第一、第二の温度保護装置１４、２４を具備したそれぞれの直列回路内に、直列となるように配置接続されている。

上記第一、第二の各ヒータ３、４を具備した各直列回路は、並列に接続され、過剰な電流が流れたときに第一、第二の各ヒータ３、４への通電を停止する電流ヒューズ等で構成される電流保護装置１５を介して、電源１の駆動極（プラス極）＋と基準極（マイナス極）−に接続されている。

また、第二ヒータ４を具備した直列回路には、第五ＦＥＴ２５が並列に接続されている。この第五ＦＥＴは、ドレイン側が第三ＦＥＴ２２と第二温度保護装置２４の間に接続され、ソース側が電源１の基準極−に接続されている。

第一から第五の各ＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５は、それぞれ第一から第五の各フォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０と対を成して動作するもので、第一から第五の各フォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０の受光側が第一から第五の各ＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５のゲート側に接続されている。かかることにより、第一から第五の各ＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５は、第一から第五の各フォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０のＯＮ動作（発光動作）およびＯＦＦ動作（消光動作）に伴ってＯＮ動作（導通動作）およびＯＦＦ動作（断線動作）が可能となる。

さらに、第一から第五の各フォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０は、それぞれ第一から第五の各スイッチングトランジスタ（以下、トランジスタと称す）２６、２７、２８、２９、３０と対を成して動作するもので、周知の如く各トランジスタ２６、２７、２８、２９、３０のＯＮ動作およびＯＦＦ動作により発光側がＯＮ動作およびＯＦＦ動作し、これに伴って受光側もＯＮ動作（導通動作）およびＯＦＦ動作（断線動作）する。

換言すると、第一から第五の各ＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５および、第一から第五の各フォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０、および第一から第五の各スイッチングトランジスタ（以下、トランジスタと称す）２６、２７、２８、２９、３０は、それぞれ対を成すことにより、実施の形態１で説明した切換え手段７を構成している。

なお、以下の説明において、説明の便宜上フォトカプラの各端子を、発光側においてはダイオードで定義されるアノードおよびカソードと称し、受光側においてはトランジスタで定義されるコレクタおよびエミッタと称して説明する。

第一および第三の各ＦＥＴ１２、２２のゲートは、保護抵抗４２、４４を介して第一および第三の各フォトカプラ１６、１８のコレクタにそれぞれ接続され、第二、第四および第五の各ＦＥＴのゲートは、電流制限抵抗４３、４５、４６を介して第二、第四、第五の各フォトカプラ１７、１９、２０のエミッタに接続されている。

また、第一および第三の各フォトカプラ１６、１８のエミッタは、第一および第三の各フォトカプラ１６、１８の動作を安定させる電流制限抵抗４７、４９を介して電源１の基準極−に接続され、第二、第四および第五の各フォトカプラ１７、１９、２０のコレクタは、第二、第四および第五の各フォトカプラ１７、１９、２０の動作を安定させる保護抵抗４８、５０、５１を介して電源１の駆動極＋側に接続されている。

さらに、第一および第三の各フォトカプラ１６、１８のそれぞれのアノードは、プルアップ抵抗５２、５４およびサーモスタット２１を介して電源ポートＶｂと接続され、第二、第四および第五の各フォトカプラ１７、１９、２０のそれぞれのアノードは、プルアップ抵抗５５、５６、５７を介して電源ポートＶｃｃと接続されている。

そして、制御手段１０の出力ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５は、第一から第五の各スイッチングトランジスタ（以下、トランジスタと称す）２６、２７、２８、２９、３０のベースに信号を出力する。

また、第一ヒータ３と第二ＦＥＴ１３の間、および第二ヒータ４と第四ＦＥＴ２３の間には、第一および第二の各ヒータ３、４における基準極−側の短絡回路を形成する短絡ライン６０が接続されている。この短絡ライン６０には、プルアップ抵抗５９を介して第六フォトカプラ５８の発光側が接続されている。また第六フォトカプラ５８における受光側のコレクタは、保護抵抗６１およびプルアップ抵抗４１を介して入力ポートＰ０１に接続されている。さらに、第六フォトカプラ５８における受光側のコレクタは、制御手段１０の入力ポートＰ０２にも接続されている。

さらに、第三ＦＥＴ２２と第二温度保護装置２４の間には、第七フォトカプラ６２における発光側のアノードがプルアップ抵抗６３を介して接続され、また、第七フォトカプラ６２における発光側のカソードは、電源１の基準極−に接続されている。さらに、第七フォトカプラ６２における受光側のコレクタは、保護抵抗６４およびプルアップ抵抗４１を介して入力ポートＰ０１に接続されている。また、第七フォトカプラ６２における受光側のコレクタは、制御手段１０の入力ポートＰ０３にも接続されている。

次に、図４、図５を参照しながら、図３に示すヒータ装置の動作について説明する。なお、図４は、電源１に定格電圧値が４８Ｖのバッテリーが用いられた場合であり、図５は、電源１に定格電圧値が２４Ｖのバッテリーが用いられた場合である。

図３、図４において、電源１として電圧値４８Ｖが採用された場合、電圧検出手段２がこれを検出し、制御手段１０はヒータ装置を動作させる規定電圧値であることを認識する。

一方、制御手段１０は、温度検出手段５の検出温度を入力し、ヒータ装置を動作させる温度条件であることを認識する。

ここで、上記の電圧値がヒータ装置を動作させる規定電圧の範囲外である場合、あるいは検出温度がヒータ装置を動作させる温度条件外である場合は、制御手段１０は動作することなく、ヒータ装置を動作させる条件が検出されることを待つ。

そして、電源１の電圧値およびヒータ装置の周辺温度がともにヒータ装置を動作させる条件となると、制御手段１０では、電圧値が４８Ｖであることから第一ヒータ３および第二ヒータ４への通電が直列となるように回路を構成する。

その回路形成は、制御手段１０により第一から第五の各トランジスタ２６、２７、２８、２９、３０の動作を制御することによって形成される。具体的には、最初に第五トランジスタ３０を動作させて第五フォトカプラ２０を駆動し、第五ＦＥＴ２５をＯＮ動作とする（図４のＡ領域）。

そして、第五フォトカプラ２０のＯＮ動作から例えば数μ秒程度遅延して第一トランジスタ２６を動作させて第一フォトカプラ１６を駆動することにより、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が行われる（図４のＢ領域）。この数μ秒程度の遅延動作は、実施の形態１で説明した時差出力手段８の機能によるもので、本実施の形態２においては、制御手段１０の内部での処理により行われる。

したがって、第一ヒータ３と第二ヒータ４の直列回路には、電圧値４８Ｖの電圧が印加された状態であるが、第一、第二それぞれのヒータ３、４にかかる電圧値は、第一、第二各ヒータの定格値が同一であることから２４Ｖである。

上述の制御の結果、第二から第四の各トランジスタ２７、２８、２９はそれぞれ動作しないため、第二から第四の各フォトカプラ１７、１８、１９および、第二から第四の各ＦＥＴ１３、２２、２３もそれぞれＯＦＦ状態にある。その結果、電源１の駆動極＋から電流保護装置１５、第一ＦＥＴ１２、第一温度保護装置１４、第一ヒータ３、短絡ライン６０、第二ヒータ４、第二温度保護装置２４、第五ＦＥＴ２５、電源１の基準極−へと電流が流れる回路が形成され、電流は、第一ヒータ３と第二ヒータ４の直列回路を流れる。

この通電回路において、第一ヒータ３と第二ヒータ４には、第一ヒータ３と第二ヒータ４が同定格値であることから、それぞれ２４Ｖが印加されており、一方のヒータにかかる電圧値（電流値）が突出した値となることはない。

そして、第一ヒータ３と第二ヒータ４への連続通電が所定時間経過した場合、あるいは、温度検出手段５による検出温度がヒータ装置の運転を必要としない温度となる等に伴い、第一ヒータ３と第二ヒータ４への通電を停止する場合は、先に第一トランジスタ２６をＯＦＦ動作させて第一フォトカプラ１６および第一ＦＥＴ１２をＯＦＦ動作させ、この第一フォトカプラ１６のＯＦＦ動作から例えば数μ秒程度遅延して第五トランジスタ３０および第五フォトカプラ２０をＯＦＦ動作させて第五ＦＥＴ２５をＯＦＦ動作することにより（図４のＣ領域）、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電を停止する（図４のＤ領域）。

その後、再びヒータ装置の運転を行う条件が発生すると、前述の如く第五トランジスタ３０を動作させて第五フォトカプラ２０を駆動し、第五ＦＥＴ２５を先にＯＮ動作とする（Ａ領域）。そして、第五フォトカプラ２０のＯＮ動作から例えば数μ秒程度遅延して第一トランジスタ２６を動作させて第一フォトカプラ１６を駆動することにより、第一ＦＥＴ１２がＯＮ動作して第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が行われる（図４のＢ領域）。この数μ秒程度の遅延動作も、上述の如く制御手段１０の内部での処理により行われるものである。

以下、上述の動作を繰り返すことにより、適宜ヒータ装置を動作させ、第一ヒータ３、第二ヒータ４の発熱作用によって熱媒体である空気を加熱することができ、また第一ヒータ３、第二ヒータ４の輻射熱によってヒータ装置の周辺を加熱することができる。

次に、電源１に定格電圧値が２４Ｖのバッテリーを採用した場合について説明する。

図３、図５において、電源１として電圧値２４Ｖが採用された場合、電圧値４８Ｖのときと同様に、電圧検出手段２がこれを検出し、制御手段１０はヒータ装置を動作させる規定電圧値であることを認識する。

一方、制御手段１０は、温度検出手段５の検出温度を入力し、ヒータ装置を動作させる温度条件であることを認識する。

ここで、上記の電圧値がヒータ装置を動作させる規定電圧の範囲外である場合、あるいは検出温度がヒータ装置を動作させる温度条件外である場合は、電圧値が４８Ｖの場合と同様に、制御手段１０は動作することなく、ヒータ装置を動作させる条件が検出されることを待つ。

そして、電源１の電圧値およびヒータ装置の周辺温度がともにヒータ装置を動作させる条件となると、制御手段１０では、電圧値が２４Ｖであることから第一ヒータ３および第二ヒータ４への通電が並列となるように回路を構成する。

その回路形成は、制御手段１０により第一から第五の各トランジスタ２６、２７、２８、２９、３０の動作を制御することによって形成される。具体的には、最初に第二トランジスタ２７および第四トランジスタ２９を動作させて第二フォトカプラ１７および第四フォトカプラ１９を駆動し、第二ＦＥＴ１３および第四ＦＥＴ２３をＯＮ動作とする（図５のａ領域）。

そして、４８Ｖのときと同様に第二フォトカプラ１７および第四フォトカプラ１９のＯＮ動作から例えば数μ秒程度遅延して第一トランジスタ２６と第三トランジスタ２８を動作させ、第一フォトカプラ１６および第三フォトカプラ１８をそれぞれ駆動することにより、第一ＦＥＴ１２と第二ＦＥＴ２２をＯＮ動作させ、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が行われる（図５のｂ領域）。この数μ秒程度の遅延動作は、制御手段１０の内部での処理により行われる。

したがって、第一ヒータ３と第二ヒータ４が並列に接続されていることに伴い、第一、第二それぞれのヒータ３、４にかかる電圧値は、共に２４Ｖである。

上述の制御の結果、第五トランジスタ３０が動作しないため、第五フォトカプラ２０および第五ＦＥＴ２５もＯＦＦ状態にあり、その結果、電源１の駆動極＋から電流保護装置１５、第一ＦＥＴ１２、第一温度保護装置１４、第一ヒータ３、第二ＦＥＴ１３、電源１の基準極−へ電流が流れる回路と、電源１の駆動極＋から電流保護装置１５、第三ＦＥＴ２２、第二温度保護装置２４、第二ヒータ４、第四ＦＥＴ２３、電源１の基準極−へ電流が流れる回路が形成され、電流は、第一ヒータ３ａと第二ヒータ４ａの並列回路を流れる。

この通電回路においても、電圧値４８Ｖの場合と同様に、第一ヒータ３と第二ヒータ４には、第一ヒータ３と第二ヒータ４が同定格値であることから、それぞれ２４Ｖが印加されており、一方のヒータにかかる電圧値（電流値）が突出した値となることはない。

そして、第一ヒータ３と第二ヒータ４への連続通電が所定時間経過した場合、あるいは、温度検出手段５による検出温度がヒータ装置の運転を必要としない温度となる等に伴い、第一ヒータ３と第二ヒータ４への通電を停止する場合は、先に第一トランジスタ２６と第三トランジスタ２８をそれぞれＯＦＦ動作させて第一フォトカプラ１６および第三フォトカプラ１８をＯＦＦ動作させ、これに伴い第一ＦＥＴ１２および第三ＦＥＴ２２をＯＦＦ動作させる。さらに、この第一フォトカプラ１６および第三フォトカプラ１８のＯＦＦ動作から例えば数μ秒程度遅延して第二トランジスタ２７と第四トランジスタ２９をＯＦＦ動作させて第二フォトカプラ１７および第四フォトカプラ１９をＯＦＦ動作させる。これに伴い、第三ＦＥＴ１３と第四ＦＥＴ２３がＯＦＦ動作し、（図５のｃ領域）、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が停止する（図５のｄ領域）。

その後、再びヒータ装置の運転を行う条件が発生すると、前述の如く第二トランジスタ２７、第四トランジスタ２９を動作させて第二フォトカプラ１７と第四フォトカプラ１９を駆動し、第二ＦＥＴ１３と第四ＦＥＴ２３を先にＯＮ動作する（ａ領域）。そして、例えば数μ秒程度遅延して第一トランジスタ２６と第三トランジスタ２８を動作させて第一フォトカプラ１６および第三フォトカプラ１８を駆動することにより、第一ＦＥＴ１２および第三ＦＥＴ２２がそれぞれＯＮ動作して第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が行われる（図４のｂ領域）。この数μ秒程度の遅延動作も、上述の如く制御手段１０の内部での処理により行われるものである。

以下、上述の動作を繰り返すことにより、適宜ヒータ装置を動作させ、第一ヒータ３、第二ヒータ４の発熱作用によって熱媒体である空気を加熱することができ、また第一ヒータ３、第二ヒータ４の輻射熱によってヒータ装置の周辺を加熱することができる。

さらに、電源１の電圧値が４８Ｖ、あるいは２４Ｖの通電状態において、何らかの要因で電圧値が切換わった場合であっても、電圧検出手段２がこれを検知し、実施の形態１で説明したように、所定時間第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電を停止し、制御手段１０によって検出した電圧値に対応する通電回路を形成した後に通電を開始する。この通電回路の形成および通電動作は、上述の如く行うものである。

なお、本実施の形態２において、第一から第五のトランジスタ２６、２７、２８、２９、３０、および第一から第五のフォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０、さらに第一から第五のＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５等で構成されるスイッチング機能に替えて、接点式のリレー（図示せず）を採用することも可能であり、同様の作用効果が期待できる。

また、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電の開始時、停止時に設けた、第一ヒータ３、第二ヒータ４を挟んで駆動極＋側の第一、第三ＦＥＴ１２、２２と基準極−側の第二、第四、第五ＦＥＴ１３、２３、２５のＯＮ動作の時差（数μ秒）は、任意に設定できるものであり、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電回路が確実に形成される時差が確保できればよいものである。

以上のように、本実施の形態２によれば、電源１の電圧値とヒータ装置周辺の温度が共に所定の範囲内の場合に第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電を可能とするため、過剰な電圧値の印加による第一、第二の各ヒータ３、４の破損が防止でき、また不要な第一、第二の各ヒータ３、４への通電を防止して消費電力を抑制することができる。

また、電源１の電圧値が４８Ｖあるいは２４Ｖと異なった場合に、電圧検出手段２によってこれを検出し、制御手段１０によって第一ヒータ３と第二ヒータ４への通電状態が直列接続系統、あるいは並列接続系統となるように通電回路を形成するもので、電圧値が異なった場合であっても第一ヒータ３、第二ヒータ４を流れる電流値を略一定の範囲（本実施の形態２においては、同一値）とすることができる。その結果、特定のヒータに突出した電流が流れることがなく、第一ヒータ３、第二ヒータ４の発熱を所定の範囲で安定させることができる。これに伴い、第一ヒータ３、第二ヒータ４に過剰な熱応力が作用することも抑制でき、これに起因するヒータの劣化の進行を抑制し、特定のヒータの寿命を短縮することを抑制してヒータの寿命を長期化することができるものである。

さらに、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が所定時間連続通電状態にある場合、一時的に第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電を停止するため、万が一温度検出手段５の系統等に故障が発生した場合であっても、安全性を確保することができる。

また、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電に際し、駆動極と基準極の通電に時差を設けて基準極側の回路が形成された後に駆動極側を通電して電圧が印加されるように制御しているため、正規の回路への通電が安定して行え、誤動作を抑制して信頼性を高めることができるものである。

さらに、電源１の電圧値の切換わりを検出したときは、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電を一旦遮断し、その後第一ヒータ３、第二ヒータ４を、切換えられた電圧値に対応する接続系統に切換える制御を行なうため、第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電切換え動作が確実なものとなり、ヒータ装置の信頼性を高めることができる。

また、電源１の電圧値の切換わりに伴い、第一ヒータ３、第二ヒータ４の接続が直列接続系統あるいは並列接続系統に切換わった場合であっても、第一ヒータ３、第二ヒータ４に印加される電圧値が略同電圧値となるようにしたことにより、第一ヒータ３、第二ヒータ４の通電状態は、接続形態にかかわらず、いずれも略同電圧値が印加されることとなり、第一ヒータ３、第二ヒータ４の発熱に伴う劣化を略一様化させることができる。したがって、特定のヒータの劣化促進に伴うヒータ装置の保守、交換等が短期化されることも抑制でき、ヒータ装置の稼動期間を長期化することができる。

さらに、第一ヒータ３、第二ヒータ４の通電回路形成を行う切換え手段を、第一から第五のトランジスタ２６、２７、２８、２９、３０、および第一から第五のフォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０、さらに第一から第五のＦＥＴ１２、１３、２２、２３、２５等で構成される半導体リレーを含む構成としているため、第一ヒータ３、第二ヒータ４の接続系統の切換えに伴う消費電力を抑制することができ、また、電流回路にノイズが重畳した場合であっても、第一から第五のフォトカプラ１６、１７、１８、１９、２０によって制御手段１０への影響を抑制することができる。

また、本実施の形態２においては、第一ヒータ３、第二ヒータ４の定格を、同一としているため、第一ヒータ３、第二ヒータ４に印加される電圧値を同じとすることが容易となり、そのための回路構成、回路設計も簡素化し易く、さらに、第一ヒータ３、第二ヒータ４の発熱量を同じ発熱量に統一し、第一ヒータ３、第二ヒータ４の劣化の進行も統一することができる。

なお、本実施の形態２においては、ヒータを二本採用し、この第一ヒータ３、第二ヒータ４への通電が、直列接続系統または並列接続系統となるように通電回路を形成するようにしたが、三本以上のヒータを採用する場合についても同様に実施することができる。

特に、定格値が異なる複数のヒータを採用する場合は、適宜抵抗器等（図示せず）の負荷との組合せを行うことにより、直列接続系統または並列接続系統の場合であっても、特定のヒータに突出した電流が流れることを抑制することが可能となる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における恒温装置の構成を示す模式図である。なお、先の実施の形態１、実施の形態２と同様の構成要件については、同一の符号を付して説明する。また、電源１の電圧値は、４８Ｖで安定している直流とする。

図６において、恒温装置７０は、一面が開口した断熱性を有する本体７１と、前記開口に開閉可能に設けられた断熱性を有する扉体７２と、本体７１の内部に配置された熱源装置７３を主体とする構成である。

熱源装置７３は、本体を形成する筺体７４と、この筺体７４の内部を風が通過するように流入口７５と流出口７６を有し、また筺体７４内部には、実施の形態１、実施の形態２で説明したヒータ装置７７と、ヒータ装置７７の第一、第二の各ヒータ３、４の発熱に伴う温風を本体７１内で循環させる送風機（本発明の送風手段に相当）７８を具備した構成である。

そして、本体７１の内部には、一定の温度範囲内で保存管理される物品、あるいは一定の温度範囲内での維持管理を必要とする制御機器等の収納物７９が配置されている。

上記構成において、ヒータ装置７７の運転制御は、先の実施の形態１、実施の形態２で説明したように、温度検出手段５が、本体７１内の温度を第一、第二の各ヒータ３、４の通電を必要とする温度を検出したときに行われる。

したがって、本体７１内の温度が第一、第二の各ヒータ３、４の通電を必要とする温度になると、第一、第二の各ヒータ３、４は、直列に電流が流れるように通電回路が形成され、発熱する。一方で、送風機７８が流出口７６から温風を吹出し、本体７１内を循環した空気を流入口７５より筺体７４内へ導き、ここで第一、第二の各ヒータ３、４と循環空気を熱交換し、該循環空気を所定の温風にして流出口７６から吹出し、再び本体８１内を循環させる。

そして、第一、第二の各ヒータ３、４への連続通電時間が所定時間に到達したとき、あるいは温度検出手段５による検出温度が第一、第二の各ヒータ３、４への通電を必要としない温度に到達したとき、実施の形態２で説明した通電制御によって第一、第二の各ヒータ３、４への通電を停止する。このとき、送風機７８は、連続して運転することにより、本体７１内の温度変化を逸早く検出し、ヒータ装置７７の再起動を円滑に行うことができる。

かかる温風の循環と、第一、第二の各ヒータ３、４への通電制御により、恒温装置７０の本体７１内の温度を所定の範囲内に維持し、収納物７９の収納管理を行うことができる。

また、電源１の電圧値が２４Ｖの場合は、先の実施の形態１、２で説明した通電回路を形成する制御により、電圧値２４Ｖに適応した通電回路、すなわち第一、第二の各ヒータ３、４が並列接続となる通電回路を形成し、同様の通電制御によって恒温装置７０の本体７１内の温度を所定の範囲内に維持し、収納物７９の収納管理を行うことができる。

したがって、ヒータ装置７７は、第一、第二の各ヒータ３、４の発熱に伴う劣化の進行を抑制した通電制御により、第一、第二の各ヒータ３、４の長寿命化をはかっているため、長期に亘り高い信頼性が発揮でき、恒温装置７０の安定した温度管理と信頼性を高めることができる。また、第一、第二の各ヒータ３、４への連続通電を、予め設定した所定時間としているため、恒温装置の安全性をさらに高めることができる。

本発明にかかるヒータ装置は、印加される電圧値に対応して複数のヒータへの通電回路を直列接続系統あるいは並列接続系統に変更することにより、特定のヒータが突出して熱量（電力）を消費することを抑制するもので、長期間に亘り極力メンテナンスの回数、部品交換作業を少なくすることが望ましい機器に適応するものである。

本発明の実施の形態１におけるヒータ装置の機能構成を示すブロック回路図 同ヒータ装置の動作内容を示すフローチャート 本発明の実施の形態２におけるヒータ装置の回路構成図 同ヒータ装置の各ヒータの直列接続系統回路を構成する関係部位の動作状態を示すタイムチャート 同ヒータ装置の各ヒータの並列接続系統回路を構成する関係部位の動作状態を示すタイムチャート 本発明の実施の形態３における恒温装置の構成を示す模式図

１ 電源
２ 電圧検出手段
３ 第一ヒータ
４ 第二ヒータ
５ 温度検出手段
６ 通電制御手段
７ 切換え手段
８ 時差出力手段
９ タイマー手段
１０ 制御手段（通電制御手段、時差出力手段、タイマー手段）
１２ 第一ＦＥＴ（切換え手段）
１３ 第二ＦＥＴ（切換え手段）
１６ 第一フォトカプラ（切換え手段）
１７ 第二フォトカプラ（切換え手段）
１８ 第三フォトカプラ（切換え手段）
１９ 第四フォトカプラ（切換え手段）
２０ 第五フォトカプラ（切換え手段）
２２ 第三ＦＥＴ（切換え手段）
２３ 第四ＦＥＴ（切換え手段）
２５ 第五ＦＥＴ（切換え手段）
２６ 第一トランジスタ（切換え手段）
２７ 第二トランジスタ（切換え手段）
２８ 第三トランジスタ（切換え手段）
２９ 第四トランジスタ（切換え手段）
３０ 第五トランジスタ（切換え手段）
６０ 短絡ライン
７０ 恒温装置
７１ 本体
７２ 扉体
７３ 熱源装置（温度制御装置）
７７ ヒータ装置
７８ 送風機（送風手段）
７９ 収納物（制御機器等）

Claims (7)

1. 電源の電圧値を検出する電圧検出手段と、直流電圧が印加される複数のヒータと、前記複数のヒータ周辺の熱媒体温度を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された電圧値と前記温度検出手段による検出温度値が共に所定の範囲内の場合に前記複数のヒータへの通電を可能とする制御手段を具備し、さらに、前記制御手段に、前記複数のヒータにおける前記電源の駆動極側および基準極側に接続され、かつ前記電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値以上の場合に前記複数のヒータを直列接続系統とし、前記検出された電圧値が所定値以下の場合に前記複数のヒータを並列接続系統とする切換え手段と、前記複数のヒータへの通電が所定時間連続した場合に、前記温度検出手段の検出温度にかかわりなく前記複数のヒータへの通電を一時的に停止するタイマー手段を設けたヒータ装置。
2. 前記基準極側に接続された切換え手段を、前記駆動極側に接続された切換え手段よりも先に動作させて基準極側を通電可能な状態にし、その後に前記駆動極側に接続された切換え手段を動作させて前記複数のヒータへの通電を行うようにした請求項１に記載のヒータ装置。
3. 前記電圧検出手段によって前記電源電圧の切換わりを検出したとき、前記複数のヒータへの通電を一旦遮断し、その後前記複数のヒータを、切換えられた電圧値に対応する接続系統に切換える制御を行なうようにした請求項１または２に記載のヒータ装置。
4. 前記複数のヒータに印加される電圧値の切換わりに伴い、前記複数のヒータの接続が直列接続系統あるいは並列接続系統に切換わった場合であっても、前記複数のヒータに印加される電圧値が略同電圧値となるようにした請求項１から３のいずれか一項に記載のヒータ装置。
5. 前記切換え手段を、接点式リレーまたは半導体リレーより構成した請求項１から４のいずれか一項に記載のヒータ装置。
6. 前記各ヒータの定格を、同一とした請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータ装置。
7. 制御機器等を格納する空間を具備した本体の前記空間内に、前記空間内を所定の温度に維持する温度制御装置および前記空間内の空気を循環させる送風手段を設け、前記温度制御装置の熱源に、請求項１から６のいずれか一項に記載のヒータ装置を用いた恒温装置。

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