JP2020510984A - 電気ヒータ、ファン及び制御装置を組み込んだシーリングライト又はウォールライト - Google Patents

Abstract

ヒータファン機能が組み込まれ、操作を簡易化するインテリジェント制御装置及び省エネ機能を備えた、通例の電流回路に接続されるシーリングライト又はウォールライト。建物の多くの部屋は時間的に限定されて暖房されるだけでよくあるいは温度が短時間引き上げられればよい。コストのかかる暖房手段の改変（例えば、ヒータの取付、付加的なヒータの設置、既存のヒータ制御装置の適合改良）を回避すべく、すでに最も普及している既存の照明を交換することによって当該機能を達成することが意図される。そのために、共通のハウジング内に、少なくとも一つの照明素子、少なくとも一つの電気ヒータ素子、少なくとも一つのファンと共に、当該照明、当該ファン及び当該ヒータを一緒に及び／又は互いに別々に制御及び／又は調節する少なくとも一つのプログラマブル電子制御装置を含む装置が使用される。適用分野としては、照明を備えると共に時間的に限定して暖房されればよい建物のすべての部屋が適当していると考えられる。

Description

建物のやや小さな部屋の短時間の暖房には頻繁に電気ヒータが使用される。照明と電気ヒータとのインテリジェントな組み合わせは多くの利点を供する。

内部空間の照明には、ＬＥＤライトが目下の技術水準であり、内部空間の短時間の暖房には、電気抵抗ヒータが目下の技術水準である。

ファンヒータと照明との組み合わせは、目下のところ、埋め込み取付式であって、双方の機能制御が一体に組み込まれていないものが入手可能である。

赤外線ヒータランプと通常の照明の組み合わせは、ＬＥＤ技術を使用せずかつ双方の機能制御が一体に組み込まれていないものが入手可能である。

〔従来の技術の短所〕
電気ヒータは、従来の技術によれば、別個の露出設置用器具として又は壁取付又は天井取付式の露出式器具として提供される。この点から、所要スペースの高まりが生ずると共に、別々の電流コネクタを設けることが不可欠となる。照明ライトとヒータの操作は別々に行われ、省エネのための統合機能は供されない。加えてさらに、ほとんどのサーモスタット装置は、電源遮断温度に関して、非常に不正確である。

電気ヒータと照明ライトからなる既存の組み合わせは、ＬＥＤなしで取り付けられた照明手段としてあるいは空気循環用のベンチレータなしかつまた共通の制御装置なしの単なる埋め込み取付式器具して存在している。

本発明の課題は、建物の一室に照明を備えると共に、建物の当該室を暖房することも可能とする装置を創作することである。当該ユーザには、当該装置を、できるだけ容易かつ直観的に操作することが可能とされなければならない。当該ユーザには、当該機能を同人の必要に適合させることが可能とされなければならない。当該配線取付はできるだけシンプルとされなければならない。加えてさらに、省エネ機能が組み込まれていなければならない。

上記課題は、請求項１に記載の装置によって達成される。通例の電流回路に接続される当該装置は、該装置が共通のハウジング内に、少なくとも一つの照明素子、少なくとも一つの電気ヒータ素子、少なくとも一つのファンと共に、当該照明、当該ファン及び当該ヒータを一緒に及び／又は互いに別々に制御可能及び／又は調節可能とする少なくとも一つのプログラマブル電子制御装置を含むことを特徴とする。

以下に、本発明の好適な実施態様を説明する。

当該装置の設定に際し、当該ユーザは当該装置の当該光度を同人の必要に応じて適合させる。当該照明手段（単数／複数）を通って流れる電流は当該制御装置によって低減させられる。これにより、当該光度を、当該室の広さ、当該室のその時々の使用態様並びに個人的な好みに適合させることができる。

当該暖房レベルの変化は、当該ヒータが非連続的に運転されることによって達成される。それに代えて、当該制御装置は当該ヒータを、短い、当該ユーザにとって感じられないほどの間隔でオンオフする。当該平均ヒータ電力は当該ユーザによってプリセットされる。

当該平均ヒータ電力は、好ましくは、０．３〜３ＫＷの範囲内にある。これにより、当該装置の当該平均ヒータ電力を、当該室の広さ、当該室のその時々の使用態様並びに個人的な好みに適合させることができる。

当該気流の強さの程度は、当該ユーザによって、さまざまなレベルに設定される。これによって、当該気流を、当該室の広さ、当該室のその時々の使用態様並びに個人的な好みに適合させることができる。

達成さるべき当該目標温度は当該ユーザによって設定される。これによって、当該目標温度を、当該室の広さ並びに個人的な好みに適合させることができる。

〔ブログラマブル制御装置〕
当該プログラマブル制御装置は、特に、変更可能な運転モードに関する当該ユーザによるフレキシブルなプリセット及び当該装置のすべての機能の正確な制御及び／又は調節を可能にする。

当該暖房及び／又は当該照明の時間制御型又はイベント駆動型の停止又は低下は省エネを可能とし、付加的な安全性を供する。当該プログラマブル制御装置は、当該照明及び／当該暖房を、ユーザによってプリセットされた時間に応じて、低下又は停止させる少なくとも一つの省エネ機能を含んでいる。別法として、当該目標温度が少なくとも一回達成された場合にも、当該暖房を停止させることが可能である。これによって、当該暖房又は当該照明の停止が当該ユーザによって忘れられることが防止される。

当該インテリジェント電子制御装置は、好ましくは、マイクロプロセッサによって実現されて、ディスプレイを経て情報を表示する。組み込まれた当該ソフトウェア（ファームウェア）は、内部及び外部パラメータに応じて、当該光度、暖房及び当該ファンを制御する。そのために、受領する当該情報を処理するさまざまなアルゴリズムが使用される。

〔当該プログラマブル制御装置の入力値〕
外部パラメータはセンサ値であってよく、又は、インタフェースを介した制御命令であってもよい。

センサとして思量され得るのは、例えば、以下である。
・温度（単数／複数）
・湿度
・存在（ＰＩＲ、光電スイッチ、マイクロホン）
・照明
・当該ドア＋窓の監視用エンドスイッチ（閉回路）
・ユーザコマンドの入力キーボード
・当該一次回路がなお当該電源電圧に接続されているかを識別するための電圧測定（例えば、運転モードを選択するための当該電源スイッチの当該マルチ操作のため）

インタフェースとして思量され得るのは、例えば、以下である。
・有線インタフェース、例えば、イーサネット
・無線インタフェース、例えば、ｚｉｇｂｅｅ、赤外線、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＬＡＮ等

インタフェースは、特に、当該装置の機能が中央ステーションによって操作される場合に（例えば、ホテル、ユースホステル、住居、船舶等で）、有用である。

内部パラメータは、リアルタイムクロックであってよく、又は、当該ファームウェアで実行されたアルゴリズム及び機能の当該結果であってよい。

内部パラメータとして思量され得るのは、例えば、以下である。
・当該ユーザによるパラメータ設定、例えば、当該ヒータ機能及びファン機能の当該持続時間、当該ヒータ機能の当該目標温度、不揮発性メモリに格納された当該光度等
・無線又はイーサネットを経て同期されるリアルタイムクロック
・当該装置の停止に至る欠陥アルゴリズム

〔運転モード〕
当該プログラマブル電子制御装置は、当該ユーザに複数のさまざまな運転モードへの適合化を可能にする。一運転モードは、以下―すなわち、当該照明強度、目標温度を含めた当該ヒータ機能、当該ファン機能及び二つの機能の時間制御型又はイベント駆動型変化又は停止―に関するプリセット並びにその他のパラメータを含む。以下の例は、一運転モードに関するプリセットされたパラメータである。
・ディスプレイのオンオフ
・当該ディスプレイの明度
・当該ディスプレイにおける運転状態の表示
・当該ディスプレイにおけるセンサ値の表示
・当該ディスプレイにおける単位の切替え（例えば、摂氏温度又は華氏温度）
・当該スイッチオン後の光度
・一定時間の経過後の光度
・照明に関するタイマ機能
・当該スイッチオン後の目標温度
・当該ヒータ機能の当該ヒステリシスに関する値
・一定時間の経過後の目標温度
・暖房に関するタイマ機能
・当該照明ライトの色温度（暖色系白色ＬＥＤと寒色系白色ＬＥＤとの混合）
・当該照明ライトの色（ＲＧＢ表色系ＬＥＤの場合）

時間制御型プログラムフローによる代表的な運転モードに関する例：
・当該照明スイッチによって当該運転モードが選択される。当該照明は最大明度の５０％に設定される。当該ファンは最大強さの３０％に設定される。当該暖房がスイッチオンされる。これは数秒以内で行われる。
・当該目標温度が初回に達成された後、当該暖房は停止され、当該ファンは、当該ヒータモジュールがおおよそ周囲温度にまで冷えるまで、数秒間にわたって惰性回転させられる。当該目標温度が、当該ヒステリシスを別として、下回られると、初めて、再び当該ファンがスイッチオンされ、それに続いて、当該暖房がスイッチオンされる。
・当該暖房機能に関する３０分の時間の経過後に、当該機能は永続的に当該インテリジェント制御装置によって電源遮断される。
・当該照明ライトに関する６０分の時間の経過後に、当該光度は永続的に１５％に低下される。
・暖房、ファン及び照明ライトに関する当該目下の状態は、改めて運転モードが選択されるまで、持続し続ける。

イベント駆動型プログラムフローによる代表的な運転モードに関する例：
・当該照明スイッチによって当該運転モードが選択される。当該照明ライトは最大明度の５０％に設定される。当該ファンは最大強さの３０％に設定される。当該暖房がスイッチオンされる。これは数秒以内で行われる。
・当該目標温度が初回に達成された後、当該暖房は停止され、当該ファンは、当該ヒータモジュールがおおよそ周囲温度にまで冷えるまで、数秒間にわたって惰性回転させられる。当該目標温度が、当該ヒステリシスを別として、下回られると、初めて、再び当該ファンがスイッチオンされ、それに続いて、当該暖房がスイッチオンされる。
・当該目標温度が５回目に達成された後、当該暖房は永続的に電源遮断される。当該ファンは、当該ヒータモジュールがおおよそ周囲温度にまで冷えるまで、数秒間にわたって惰性回転させられる。
・暖房、ファン及び照明ライトに関する当該目下の状態は、改めて運転モードが選択されるまで、持続し続ける。

〔当該ユーザによる当該装置の制御〕
当該ユーザによる制御には、最も単純なケースにおいて、当該照明スイッチの当該操作で十分である。例えば、当該運転モードの選択は、当該照明スイッチの多重操作によるか又は当該照明スイッチの当該操作の時間的変化によって可能である。当該照明スイッチが正常に操作されれば、第一の運転モードが選択される。

第二の運転モードの選択には、当該照明スイッチが改めてスイッチオフされて、例えば、一定の時間内に、再びスイッチオンされる。このプロセスがさらに繰り返されることによって、さらにその他の運転モードが選択される。

上記に対する別法として、当該照明スイッチの第一のスイッチオフと新たなスイッチオンとの間の時間も、当該運転モードの選択に利用することができる。

制御用に思量可能なさらにその他のインタフェースとして、有線インタフェース又は無線インタフェースが使用される。

したがって、当該プログラマブル制御装置によって、特に容易かつ、それにもかかわらず、非常に便利な、当該装置の当該制御法が達成される。

〔給電〕
最も単純なケースにあっては、当該シーリングライト用の当該電流コネクタのみが必要である。少なくとも一つのさらに別のコネクタによって、複数の機能、例えば、暖房、空気循環又は霜モニタを集中作動させることができよう。これによって、例えば、ホテルにおいて、夏季には暖房機能を不作動とし、あるいは、冬季には霜モニタを作動させることができよう。

〔材料〕
材料の選択に関しては、特別な要件は存在しない。ハウジング部材用の当該材料は、製造可能性、防火性、耐腐食性、電気絶縁性、熱伝導率及び温度に関する当該要求を満たしさえすればよい。ディフューザは、加えてさらに、適切な光学的要件を満たさなければならない。

上述並びに要求された部品・部材及び当該実施例に述べられた、本発明によって使用される部品・部材は、サイズ、形状、構成、材料選択及び技術コンセプトの点でいかなる例外にも服さないので、当該技術分野において当該公知の選択基準が無制限に適用可能である。

当該部品・部材は、例えば、ねじ、クリップ、リベット、接着、クランプ、グラウチング、クリンチング、溶接によって互いに結合されている。

本発明による装置により、二つの別々の機器を運転する必要性が消失する。

当該インテリジェント制御装置により、当該電気ヒータの正確な調節と同時に、当該所望の目標温度の正確な達成が可能になる。

当該インテリジェント制御装置により、当該光度を当該室の広さ及び当該ユーザの好みに正確に適合させることが可能になる。

当該インテリジェント制御装置により、当該平均ヒータ電力を当該室の広さ及び当該ユーザの好みに正確に適合させることが可能になる。

当該インテリジェント制御装置により、当該気流を当該室の広さ及び当該ユーザの好みに正確に適合させることが可能になる。

当該インテリジェント制御装置により、当該ヒータ機能の当該ヒステリシスを当該室の広さに応じて正確に設定することが可能になる。

さまざまな運転モードの選択を経て、当該機能を当該ユーザの要望に適合させることができる。

当該運転モードの設定により、当該機能を部屋の広さ及び当該ユーザの好みに適合させることができる。

当該暖房及び／又は当該照明ライトの時間制御式又はイベント制御式の停止又は低下を行うことによって、エネルギーが節約され、付加的な安全性が供される。

既存の埋込式配線の利用が可能である。

固定式組付けにより、盗難が防止される。

当該天井又は壁面への組付けは、特に、省スペース及び安全性を実現する。

フロアに敷設されたケーブルに躓くことはあり得ない。

例えば、着衣が引っ掛かって当該暖房装置が転倒したりあるいは当該暖房装置が誤ってカバーで覆われてしまうことももはや生じ得ない。

既存の電流回路を利用することができるため、本発明による装置の組付けは容易である。

当該照明スイッチによる当該操作は、非常に便利かつ容易であり、時間的に限定されたスイッチングシーケンス内での当該キースイッチの二元式状態変化によって、さまざまなプリセットの選択に利用することが可能である。

さらにその他のインタフェースへのオプショナルな接続により、複数の装置の一点集中式の至便な制御が可能になる。

以下、当該図面によって示した実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。各図は以下を示す。

装置の全体を示す図である。 上記装置の単純化した断面図である。 組み付けられた状態又は保守時の状態の装置を示す図である。 上記装置全体の単純化した分解図である。

図１は、例えば、爾後に天井に組付けられるタイプの当該装置の全体を示す図である。

図２は、当該装置の単純化した断面を示す図である。当該ファンの運転時に、当該気流（１３）は、取付用トレイ（１）及びハウジング部材（６、１０、１２）によって、空気流入口（１４）から、ヒータ（４）及びファン（５）を経て、空気流出口（１５）まで誘導される。

当該気流（１３）のこうした誘導によって、吸引された空気が直接に組付け面に沿って流れて同所に汚れが生ずることが防止される。

図３は、組付け状態又は保守状態にある当該装置を示している。取付用トレイ（１）は、例えば、天井への当該装置の組付けに用いられる。加えてさらに、当該電子コネクタのねじ継手が当該取付用トレイに配置され、二本のアレスティングワイヤ（２）が当該取付用トレイ（１）に固定される。当該二本のアレスティングワイヤ（２）は、当該装置の組付け時もしくは保守時の、便利かつ安全な取り扱いを可能にする。

さらに図３から、当該ハウジング部Ａ（６）が当該アルミニウムプレート（８）の突出部と共に看取され、さらに、同時にヒータ及びファンのキャリアとして使用される安全ガードＡ（３）も看取される。当該装置の当該制御装置（７）に組み付けられたキー付きディスプレイも看取される。当該ハウジングの上部、したがって、ハウジング部Ａ（６）と当該取付用トレイ（１）は、取付作業員によって開閉可能な相補係合係止及び／又は摩擦係合係止を経て、互いに連結されている。

図４に示したファン（５）及びヒータ（４）により、空気の加熱及び輸送が行われる。当該ハウジング（１、６、１０、１１、１２）は、干渉、汚れ、湿気及び虫害からの当該電子デバイスの保護に使用されると共に、ファン及びヒータの固定にも使用される。

当該アルミニウムプレート（８）は、当該電子デバイス（７、９）及び当該ＬＥＤ（１６）の組付けに使用されると共に、当該電子デバイス（７、９）及び当該ＬＥＤ（１６）の冷却にも使用される。

当該ディフューザ（１１）は当該ハウジングの一部であり、当該アルミニウムプレート（８）から約２０ｍｍ離間している。これは、当該ハウジングの閉鎖を支援し、光の均等な拡散に貢献する。

当該安全ガードＡ（３）及び当該安全ガードＢ（１２）は、当該ヒータ（４）及び当該ファン（５）との接触防止に使用される。さらに、これら両者は当該気流（１３）を誘導する。

当該装置内部の当該ＬＥＤ（１６）及び当該制御電子デバイス（７）への当該給電は電源装置（９）によって保証される。当該電子制御装置（７）は、当該ヒータ機能、当該ファン、当該ディスプレイ並びに当該ＬＥＤの制御を引き受けるマイクロコントローラをベースとしている。

さまざまな運転モードの設定には、本実施例において、ディスプレイと三つのキーによって実現されたマンマシンインタフェース（７）が使用される。当該運転モードの選択は、本実施例において、当該照明スイッチの単一もしくは複数回の操作を経て行われる。

本実施例において、当該ディスプレイは四個のセブンセグメント表示部で実現されており、これらは、運転中、その時々の当該温度、又は当該ヒータ機能の残存時間、又はその他の情報を、例えば交互に表示することも行う。

当該ヒータのオンオフには、好ましくは、半導体リレーが使用される。当該ファン機能（５）は、適切な制御装置を備えたブラシレス直流モータを用いて実現されている。

〔図面〕
図１：当該装置の全体図
図２：当該装置の断面図
図３：組付け状態における装置
図４：分解図

１ 取付用トレイ
２ アレスティングワイヤ
３ 安全ガードＡ
４ ヒータ
５ ファン
６ ハウジング部Ａ
７ ディスプレイとキーによる制御装置
８ アルミニウムプレート
９ 組込電源部
１０ ハウジング部Ｂ
１１ ディフューザ
１２ 安全ガードＢ
１３ 気流
１４ 空気流入口
１５ 空気流出口
１６ ＬＥＤ

Claims (36)

1. 通例の電流回路へのコネクタを有する装置であって、
   当該装置は、共通のハウジング（１、６、１０、１１）内に、少なくとも一つの照明素子（１６）、少なくとも一つの電気ヒータ素子（４）、少なくとも一つのファン（５）、並びに、当該照明、当該ファン及び当該ヒータを一緒に及び／又は互いに別々に制御可能及び／又は調節可能とする少なくとも一つのプログラマブル電子制御装置（７）を含むことを特徴とする装置。
2. 当該装置は、露出式取付に適していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 当該装置は、埋込式取付に適していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 当該装置は、少なくとも一つの温度センサを含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 当該装置は、照明手段（１６）として、少なくとも一つのＬＥＤを有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 当該装置は、前記照明電流回路のオンオフの繰り返しによって、又は、前記照明電流回路の少なくとも二つのオン事象からなる時間的に変化するシーケンスによって、影響され得ることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 当該装置は、情報を表示する少なくとも一つの光学式表示部（７）を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 当該装置は、情報を信号化する少なくとも一つの音響信号を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 当該装置は、当該組付け面に汚れが生ずることを回避するために当該組付け面から１ｍｍの最小間隔を備えた少なくとも一つの吸引口（１４）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 当該装置は、少なくとも一つの光電スイッチによって制御可能及び／又は調節可能であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 当該装置は、少なくとも一つの動作検知器によって制御可能及び／又は調節可能であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 当該装置は、少なくとも一つの湿度計によって制御可能及び／又は調節可能であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 当該装置は、少なくとも一つのマイクロホンによって制御可能及び／又は調節可能であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 当該装置は、少なくとも一つの時計によって制御可能及び／又は調節可能であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 当該装置は、さらに別の機能、例えば、当該照明とは独立したヒータ機能を可能とする、少なくとも一つの追加的な電流コネクタを有することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 当該装置は、当該気流（１３）を空気流出口（１５）において好ましい方向へ誘導する適切な誘導手段を有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 光の色は変更可能であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 光の色温度は変更可能であることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 当該装置は、第二の電流回路に応じてのみ当該ヒータ機能のオンすること可能とする少なくとも一つの追加的な電流コネクタを有することを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 当該装置は、制御可能な当該機能の少なくともいずれか一つが変更可能である限りで、少なくとも一つの内部入力値に応じて、プログラムにより当該固有状態を変化させることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 当該装置は、制御可能な当該機能の少なくともいずれか一つが変更可能である限りで、少なくとも一つの外部入力値に応じて、プログラムにより当該固有状態を変化させることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 当該装置は、少なくとも一つのマイクロコントローラを有することを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 当該装置は、少なくとも一つの同期式プロセッサを有することを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
24. 当該装置は、少なくとも一つの不揮発性メモリを有することを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載の装置。
25. 当該装置は、少なくとも一つのファームウェアを有することを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 当該装置は、内部バッテリー及び／又は蓄電池によって、給電網とは独立に、設定操作及び／又は内部時計機能を可能にすることを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置。
27. 光度は少なくとも５段階で変化させられることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載の装置。
28. 当該装置は、少なくとも一つのインタフェース、例えば、ＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ、赤外線、キー（７）、ディスプレイ（７）を有することを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載の装置。
29. 当該装置はユーザによって設定可能であることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の装置。
30. 当該装置は、ユーザによって選択可能な少なくとも二つの異なった運転モードを有することを特徴とする、請求項１から２９のいずれか一項に記載の装置。
31. 当該装置は、時間制御型のプログラムフローを実行することを特徴とする、請求項１から３０のいずれか一項に記載の装置。
32. 当該装置は、イベント駆動型のプログラムフローを実行することを特徴とする、請求項１から３１のいずれか一項に記載の装置。
33. 当該装置は、少なくとも一つの省エネ機能を含むことを特徴とする、請求項１から３２のいずれか一項に記載の装置。
34. 当該装置は、ブラシレス直流モータで実現された少なくとも一つのファン（５）を有することを特徴とする、請求項１から３３のいずれか一項に記載の装置。
35. 当該装置は、少なくとも一つの電気抵抗ヒータ（４）を含むことを特徴とする、請求項１から３４のいずれか一項に記載の装置。
36. 当該装置は、組み込まれた当該電気ヒータ（４）を、半導体デバイスによってオンオフすることを特徴とする、請求項１から３５のいずれか一項に記載の装置。

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