JP3138800U - 交流電源利用発熱抵抗体の発熱調整回路方法 - Google Patents
交流電源利用発熱抵抗体の発熱調整回路方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】発熱抵抗体の印加電圧を増大または減少させる方法に類するもので、１個の発熱抵抗体に対して、簡便、安定且つ安価に発熱温度を増大させる。
【解決手段】電源部と発熱抵抗体との間に全波整流回路または倍電圧整流回路と静電容量を設置し、１個の発熱抵抗体の発熱温度を回路の切替をスイッチで変える方式で発熱抵抗体への印加電圧を上下させることが可能で、簡便で回路構成が簡単で製造原価を抑えることが出来る方式を構築する。
【選択図】図１
【解決手段】電源部と発熱抵抗体との間に全波整流回路または倍電圧整流回路と静電容量を設置し、１個の発熱抵抗体の発熱温度を回路の切替をスイッチで変える方式で発熱抵抗体への印加電圧を上下させることが可能で、簡便で回路構成が簡単で製造原価を抑えることが出来る方式を構築する。
【選択図】図１
Description
本考案は、一般の交流電源で使われる発熱抵抗体の発熱温度を簡便に調整させる回路方式に関する。
電気学会 半導体電力変換方式調査専門委員会編；「半導体電力変換回路」、電気学会発行、１９９３年７月。
従来、交流電源に接続して発熱抵抗体による発熱によって電熱加熱調理、電気ポットや電気スト−ブなどに広範に用いられている。発熱を簡便に調節または増大させることが利用する機能面から望まれている。その方式を大別すると２通りがあり、第１は発熱抵抗体に印加する電圧を高める方法と第２は発熱抵抗体の電気抵抗値を変化させる方法である。
上記第１の電圧を調節する方法には変圧器を用いて電圧を逓圧または昇圧する方法、中間部に直列抵抗を挿入して電圧降下を利用する方法やＳＳＲと呼ばれる電子スイッチを用い交流のサイクル毎にスイッチ投入位相を変えて印加電圧を調整して発熱抵抗体の発熱温度を変える方法がある。
第２の方法は印加電圧が一定の場合で発熱抵抗体の消費電力が発熱抵抗体の逆数に比例することを利用する方法である。具体的方法として回路に複数個の発熱抵抗体を電気的に直列または並列接続してその端子に電圧を印加すれば、抵抗値を変化させることで消費電力を減少もしくは増大させて、発熱温度を調整することが出来る。
第２の方法は印加電圧が一定の場合で発熱抵抗体の消費電力が発熱抵抗体の逆数に比例することを利用する方法である。具体的方法として回路に複数個の発熱抵抗体を電気的に直列または並列接続してその端子に電圧を印加すれば、抵抗値を変化させることで消費電力を減少もしくは増大させて、発熱温度を調整することが出来る。
発熱抵抗体の値を変化させる方法はこれまでの電気暖房器具でも実施されていた。それは複数個の発熱抵抗体を用意しておき、それらを並列または直列に接続換えをして発熱量を調節する方式であり、少なくとも２本以上の発熱抵抗体を装置しなければならない。接続方法は低発熱時に２個直列接続、中発熱時は１個だけそして高発熱時には２個並列接続してスイッチで切換えて利用する方式である。この方式の課題は、複数個の発熱抵抗体を装置しておかねばならず器具形状の大型化と材料コスト増を招く課題がある。
従来の電圧を調節する方法で変圧器を用いる場合では、電源と発熱抵抗体の中間に配置する必要がある。変圧器を用いると装置全体の価格の高騰と装置全体の空間の増大をもたらす。具体的に一般電気暖房器具などへの利用を考えると、器具全体の形状が従来と比較して大型化させ、設置場所の確保に困難をもたらす。また製作原価も高くなるという課題がある。ＳＳＲを用いる方法は精巧な電子信号を発生させる電子回路とノイズ対策装置を併せて用意しなければならないため、装置全体の価格を押し上げる課題が生じる。
本考案では発熱抵抗体の印加電圧を増大または減少させる方法に類するもので、１個の発熱抵抗体に対して、簡便、安定且つ安価に発熱温度を増大させることを実現する装置である。
その方法は交流入力電源を全波整流器または倍電圧整流装置を用いて直流電圧を発生して発熱抵抗体に印加する方法である。
本考案を実施する形態は直流整流回路、平滑コンデンサ−そして２組の切換えスイッチから成る回路を構成する。通常の使用にあっては切換えスイッチを通じて交流電圧が発熱体に印加されるが、発熱温度を上昇させたい場合は切換えスイッチで電気回路接続を変えて接続すれば交流電圧より高い直流電圧が生じて、それを発熱体に印加すれば温度が通常時に比べて上昇する。発熱体の温度を低めるには切換えスイッチで整流器回路の一部に通電させるように回路を構成し、低い半波整流直流電圧を電気負荷装置に供給して温度を通常時に比べて低い温度とすることが出来る。本考案による回路方式を構成することで簡易な方法で発熱抵抗体の温度を調節することが出来る。
本方式では交流を直流に全波整流変換し、回路的にその後に取付けた平滑コンデンサ−の端子電圧である直流平均電圧Ｅｄｆ［Ｖ］は、［非実用新案文献］に示されるように交流電源電圧の実効値をＶｓ［Ｖ］とすればＥｄｆ＝１．４１４Ｖｓ［Ｖ］となる。この式は発熱抵抗体に印加される電圧が交流入力電圧実効値Ｖｓの約１．４倍に増大することを表しており、発熱抵抗体の消費電力は理論的に約２倍となる。
上記直流電圧値Ｅｄは、発熱抵抗体に流れる電流値が平滑コンデンサーの静電容量値に比べて低い場合であり、発熱抵抗体に流れる電流値が大きくなる場合には平滑コンデンサ−の静電容量値も増大させる必要がある。
上記直流電圧値Ｅｄは、発熱抵抗体に流れる電流値が平滑コンデンサーの静電容量値に比べて低い場合であり、発熱抵抗体に流れる電流値が大きくなる場合には平滑コンデンサ−の静電容量値も増大させる必要がある。
また、倍電圧整流方式を採用すればより大きな直流電圧を得ることができる。但し、全波整流方式に比べ平滑コンデンサーの値を充分大きくしなければ電力を発熱抵抗体に十分に供給できない欠点を持つ。
また、交流を直流に半波整流した場合にはその直流平均電圧Ｅｄｈは同じく交流電圧の実効値をＶｓとすれば、Ｅｄｈ＝Ｖｓ／２［Ｖ］と示され、低い直流電圧が出力される。
以下、本考案の提案回路を図１に基づいて説明する。図１において、▲１▼交流入力電源部、▲２▼全波整流回路，▲３▼平滑コンデンサ−，▲４▼切換えスイッチそして▲５▼発熱抵抗体である。▲４▼には切換え接点ａ１、ｂ１およびａ２、ｂ２を有する。
通常の発熱抵抗体▲５▼の使用方法は、波線▲７▼で示す連動機能を有するスイッチ▲４▼でｂ１、ｂ２側に接続され、端子Ｓ１、Ｓ２を通じて発熱抵抗体に電力が供給される。発熱抵抗体の発熱温度を上げる場合には連動スイッチ▲４▼をａ１、ａ２側に切換えて、接続端子Ｓ１、Ｓ２を通じて発熱抵抗体に整流後に平滑された高い直流電圧が供給される。スイッチの切替には手動方式またはタイマ−制御方式が通例用いられる。
本考案で提案した回路と通常接続時について電気的諸量を測定し比較検討した。計測条件は両者の方法で発熱抵抗体の消費電力を１８０［Ｗ］一定となるような入力電圧値Ｖの比較を行った。通常時の場合の入力電圧６５．３Ｖに対して、本考案の方式では５２．５Ｖでその電圧比率は０．８０４であった。ただし、平滑コンデンサーＣの容量は２０００［μＦ］のものを使用した。このように本考案方式では低い電圧で同じ電力を発熱抵抗体に与えることが出来ることが示された。
また平滑コンデンサ−の静電容量Ｃの影響を知るために発熱抵抗体の消費電力を増加し、４３０Ｗとなるような電圧値を計測した。通常時の入力電圧が５８．２Ｖに対して本考案方式では５０Ｖであった。この時電圧比率は０．８５９となり負荷が大きい場合には電圧比率が１に近づき整流後のコンデンサ−による平滑効果が低下する影響を確認出来る。
次にスイッチの接続をＳ１をｂ１にＳ２をａ２にまたはＳ１をａ１にＳ２をｂ２に接続することで発熱抵抗体には直流半波電圧が印加されることになり、その値は静電容量を含まないので電圧値はＥｄ＝０．４５Ｖｓとなり、通常電圧の０．５に低下する。この場合発熱抵抗体の消費電力は通常時の２０．２５％と約４分の１となり発熱温度を低めることが可能となる。
発熱抵抗体を用いた電気器具は電気炉、大型加熱器や家庭用電子カーペット、電気ストーブや電気湯沸し器など多方面で使われており、それ故産業上での利用が期待される。
１ コンセントなどに接続する交流入力端子
２ 全波整流回路
３ 平滑用コンデンサ−
４ 回路切換えスイッチ
５ 発熱抵抗体
Ｓ１ 切換えスイッチ
ａ１，ｂ１ Ｓ１の接点
Ｓ２ 切換えスイッチ
ａ２，ｂ２ Ｓ２の接点
２ 全波整流回路
３ 平滑用コンデンサ−
４ 回路切換えスイッチ
５ 発熱抵抗体
Ｓ１ 切換えスイッチ
ａ１，ｂ１ Ｓ１の接点
Ｓ２ 切換えスイッチ
ａ２，ｂ２ Ｓ２の接点
Claims (2)
- 交流電源で利用される発熱抵抗体を電源部と発熱体の中間に全波または倍電圧整流回路と静電容量を取付け直流変換して発熱抵抗体への印加電圧を高めて接続されている発熱抵抗体の発熱温度を増大させる回路方式。
- 請求項１に使われる回路接続のスイッチ切替を半波整流回路となるように変形接続することで直流の低い電圧源を構成し接続されている発熱抵抗体の発熱温度を低下させる回路方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007005964U JP3138800U (ja) | 2007-07-04 | 2007-07-04 | 交流電源利用発熱抵抗体の発熱調整回路方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007005964U JP3138800U (ja) | 2007-07-04 | 2007-07-04 | 交流電源利用発熱抵抗体の発熱調整回路方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3138800U true JP3138800U (ja) | 2008-01-24 |
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ID=43289072
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2007005964U Expired - Fee Related JP3138800U (ja) | 2007-07-04 | 2007-07-04 | 交流電源利用発熱抵抗体の発熱調整回路方法 |
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| JP (1) | JP3138800U (ja) |
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2007
- 2007-07-04 JP JP2007005964U patent/JP3138800U/ja not_active Expired - Fee Related
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