JP3631487B1 - Energizing glass device - Google Patents
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Abstract
【課題】 コールドドラフト及び又は結露を効果的に防止することができる通電発熱ガラス装置を提供することにある。
【解決手段】 発熱手段を備えた通電発熱ガラスと、上記通電発熱ガラスに取り付けられ該通電発熱ガラスの暖気側面の温度と該暖気側面に近接する暖気側の雰囲気温度との差を検出する温度差検出手段と、上記温度差検出手段からの検出信号に基づいて上記発熱手段を制御してコールドドラフト及び又は結露を防止する制御手段と、を具備したもの。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energization heat generating glass device capable of effectively preventing cold draft and / or condensation.
An energizing heat generating glass provided with a heat generating means, and a temperature difference attached to the energizing heat generating glass to detect a difference between a temperature on a warm air side of the energized heat generating glass and an ambient temperature on the warm air side close to the warm air side surface. And a control means for controlling the heat generating means based on a detection signal from the temperature difference detecting means to prevent cold draft and / or condensation.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、通電発熱ガラス装置に係り、特に、コールドドラフト及び又は結露を効果的に防止することができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to a current-generating heat generating glass device, and more particularly to a device devised so that cold draft and / or condensation can be effectively prevented.
いわゆる通電発熱ガラスは、寒暖の差に起因して発生する「コールドドラフト」や寒暖の差及び湿度等に起因して発生する「結露」を防止するために、幅広い分野で使用されている。ここで、上記コールドドラフトと結露について整理してみる。 The so-called energized heat generating glass is used in a wide range of fields in order to prevent “cold draft” caused by a difference in temperature and “condensation” caused by a difference in temperature and humidity and humidity. Here, let us summarize the cold draft and condensation.
まず、コールドドラフトとは次のような現象を意味している。例えば、ストーブによって暖房している室内において、ストーブを窓から遠く離れた場所に設置すると、暖められた空気は天井に昇ってストーブ方向に戻る対流が発生する。この場合、暖められた空気が窓際を通るとき、窓の冷気に触れて温度が急激に下がる。冷却された空気は床の上を通ってストーブ方向に戻る。そして、この場合には、天井と床の温度差が大きくなり、一般的に、その差が5℃以上になると不快な状況となる。このような現象をコールドドラフトと称している。 First, the cold draft means the following phenomenon. For example, in a room heated by a stove, when the stove is installed at a location far from the window, convection is generated in which the warmed air rises to the ceiling and returns to the stove direction. In this case, when the warmed air passes by the window, the temperature rapidly decreases due to the cold air of the window. The cooled air passes over the floor and returns to the stove direction. In this case, the temperature difference between the ceiling and the floor becomes large. Generally, when the difference becomes 5 ° C. or more, an unpleasant situation occurs. Such a phenomenon is called a cold draft.
一方、結露であるが、例えば、冬季に窓ガラスの内側が水滴で曇ったり、冷水の入ったコップの表面に水滴ができるように、周囲の空気より温度が低いものの表面に触れたときに空気の温度が低下し、水蒸気が凝結して、その表面に水滴ができる現象を意味するものである。また、窓ガラスのような縁部を有する形状である場合には、諸条件によっても異なるが、通常放熱し易い下部又は隅部からの発生が見受けられる。 Condensation, on the other hand, may occur when, for example, the inside of a window glass becomes cloudy with water droplets in winter or when the surface of a glass with cold water touches the surface of a glass that has a lower temperature than the surrounding air. This means a phenomenon in which the temperature of the water drops and water vapor condenses to form water droplets on the surface. Moreover, when it is a shape which has an edge part like a window glass, although it changes with various conditions, generation | occurrence | production from the lower part or corner part which is normally easy to radiate heat is seen.
又、上記通電発熱ガラスの構成を開示するものとして、例えば、特許文献1、特許文献2がある。
Moreover, there exist
上記特許文献1の「自動販売機の窓ガラス面の結露防止装置」には、明細書の請求項8に次のような構成が開示されている。すなわち、室内温度センサーと室外温度センサーを設けて、各温度センサーから検出する温度を比較して温度差が一定値以上のときに結露条件下と仮想し、発熱ガラスを加熱制御するものである。
The following configuration is disclosed in
次に、上記特許文献2の「発熱性板材を用いた発熱システム」には、明細書の(0008)に開示されている第2実施例において、次のような構成が開示されている。すなわち、発熱ガラスの表面温度を検知する検知部と、室内の壁面温度とを検知する検知部を設けて、各検知温度に基づいて、発熱ガラスの表面温度を壁面の温度と同じ又は略同じになるように制御してコールドドラフトを防止せんとするものである。
Next, the “heat generation system using a heat-generating plate” in
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献1に開示されている「自動販売機の窓ガラス面の結露防止装置」、特許文献2に開示されている「発熱性板材を用いた発熱システム」の場合には、何れも温度センサを2個必要とするものであり、構成が複雑化することはもとより、部品点数の増加や工数の増大によってコストが上昇してしまうという問題があった。
又、特許文献1の請求項8に記載ある「自動販売機の窓ガラス面の結露防止装置」は、室内温度と室外温度の差を比較して温度差が一定値以上のときに発熱ガラスを加熱制御する構成であるため、窓ガラスを構成するガラスの厚さや枚数等を変更した場合には室内からの熱伝導率も変化し、窓ガラスに発生する結露に対して効果的な加熱制御ができない場合がある。
又、特許文献2に開示されている「発熱性板材を用いた発熱システム」は、ガラス面の温度を近傍の壁面の温度と同じ又は略同じにすることでコールドドラフトを防止している。
しかし、暖房装置の始動や停止直後等における室内の急激な温度変化において、壁面素材が熱伝導率の低いものである場合には反応時間が遅くなる。
さらに、通常の場合には、ガラス面の下部又は隅部から結露が発生し始めるので、条件検知において検知箇所を考慮する必要がある。
The conventional configuration has the following problems.
First, in the case of “a dew condensation prevention device for a window glass surface of a vending machine” disclosed in
In addition, the “condensation prevention device for the window glass surface of the vending machine” described in
Further, the “heat generation system using a heat-generating plate” disclosed in
However, in a sudden temperature change in the room immediately after the heating device is started or stopped, the reaction time is delayed when the wall surface material has a low thermal conductivity.
Furthermore, in a normal case, dew condensation begins to occur from the lower part or corner of the glass surface, so it is necessary to consider the detection location in the condition detection.
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、コールドドラフト及び又は結露を効果的に防止することができる通電発熱ガラス装置を提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and an object of the present invention is to provide an energized heat generating glass device capable of effectively preventing cold draft and / or condensation.
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1による通電発熱ガラス装置は、発熱手段を備えた通電発熱ガラスと、上記通電発熱ガラスの暖気側面に取り付けられ該通電発熱ガラスの暖気側面の温度と該暖気側面に近接する暖気側の雰囲気温度との差を検出するペルチェ素子と、上記ペルチェ素子からの検出信号に基づいて上記発熱手段を制御してコールドドラフト及び又は結露を防止し、予め設定された複数段階の温度差に基づいて上記発熱手段の出力を複数段階に分けて制御すると共に予め設定された最低温度差を下回った場合に上記発熱手段をオフにする制御手段と、を具備したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an energizing heat generating glass device according to
以上詳述したように本願発明による通電発熱ガラス装置によると、発熱手段を備えた通電発熱ガラスと、上記通電発熱ガラスに取り付けられ該通電発熱ガラスの暖気側面の温度と該暖気側面に近接する暖気側の雰囲気温度との差を検出する温度差検出手段と、上記温度差検出手段からの検出信号に基づいて上記発熱手段を制御してコールドドラフト及び又は結露を防止する制御手段と、を具備した構成になっていて、通電発熱ガラスの暖気側面の温度とそこに近接する暖気側の雰囲気温度との差を検出し、それに基づいて発熱手段を制御するようにしているので、コールドドラフトや結露に対して効果的かつ迅速に対応可能である。
又、発熱手段による加熱を必要最小限に抑えることができ、それによって、エネルギー消費量の低減を図ることができる。
又、温度検出手段を通電発熱ガラスの暖気側の面に取り付けられペルチェ素子から構成した場合には、単一の検出手段で事足りることになり、構成の簡略化、部品点数の減少、工数の減少、コストの低減を図ることができる。
又、温度差検出手段の表面に伝熱材を設けた場合には、コールドドラフトや結露に対してより効果的に対応可能である。
又、伝熱材をフィン状とすることによってもより高い効果を得ることができる。
又、温度差検出手段を通電発熱ガラスの表面であって下部隅部に取付けることにより、外観を良好にするとともに、初期結露発生箇所の温度差を検出できるので、確実に結露を防止できる。
又、制御手段によって予め設定された複数段階の温度差に基づいて上記発熱手段の出力を複数段階に分けて制御するようにした場合も、より高い効果を期待できるものである。
As described above in detail, according to the energizing heat generating glass device according to the present invention, the energizing heat generating glass provided with the heat generating means, the temperature of the warm air side surface of the energized heat generating glass attached to the energized heat generating glass, and the warm air adjacent to the warm air side surface. Temperature difference detecting means for detecting a difference from the ambient temperature on the side, and control means for preventing the cold draft and / or condensation by controlling the heat generating means based on a detection signal from the temperature difference detecting means. Because it is configured to detect the difference between the temperature of the warm air side of the energized heat generating glass and the ambient temperature of the warm air side adjacent to it, the heat generating means is controlled based on that difference, so cold draft and condensation It is possible to respond effectively and quickly.
In addition, heating by the heat generating means can be suppressed to a necessary minimum, and thereby energy consumption can be reduced.
In addition, when the temperature detecting means is constructed from a Peltier element attached to the warm air side surface of the energized heat generating glass, a single detecting means will suffice, simplifying the configuration, reducing the number of parts, and reducing man-hours. Cost can be reduced.
Further, when a heat transfer material is provided on the surface of the temperature difference detecting means, it is possible to more effectively cope with cold drafts and condensation.
Moreover, a higher effect can be obtained by making the heat transfer material into a fin shape.
Further, by attaching the temperature difference detection means to the lower corner of the energized heat generating glass surface, it is possible to improve the appearance and to detect the temperature difference at the initial dew condensation occurrence place, so that dew condensation can be reliably prevented.
A higher effect can also be expected when the output of the heat generating means is controlled in a plurality of stages based on a plurality of stages of temperature differences preset by the control means.
以下、図1乃至図4を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は本実施の形態による通電発熱ガラス装置の全体の構成を示す図であり、まず、通電発熱ガラス1がある。この通電発熱ガラス1は、寒気側ガラス板3と、暖気側ガラス板5と、これら寒気側ガラス板3と暖気側ガラス板5とを所定の間隔で保持する枠体7と、上記寒気側ガラス板3と暖気側ガラス板5との間であって暖気側ガラス板5側に設けられた発熱手段としてのヒータ9とから構成されている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an energization heat generating glass device according to the present embodiment. First, there is an energization
上記構成をなす通電発熱ガラス1は窓枠11内に嵌め込まれている。又、図1において、通電発熱ガラス1の左側が寒気側であり右側が暖気側である。そして、上記ヒータ9によって暖気側ガラス板5を適宜加熱することにより、暖気側ガラス板5の表面温度とそこに近接する暖気側の雰囲気温度との温度差を是正して、コールドドラフト及び又は結露を防止しようとするものである。
The energizing
上記通電発熱ガラス1の暖気側ガラス板5の暖気側には、温度差検出手段としてのペルチェ素子13が熱伝導両面テープ14を介して取り付けられている。上記ペルチェ素子13は、例えば、図3に示すような原理に基づいて、暖気側ガラス板5の表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の雰囲気温度との温度差を検出するものである。
A
図3に基づいて説明すると、P型熱電半導体15と、N型熱電半導体17とを銅電極19、21、23を介して接合したものである。この場合、電源25より直流電流を流すと、いわゆる「ペルチェ効果」に基づいて、P型熱電半導体15及びN型熱電半導体17を挟んで図3中上側と下側との間に温度差が発生する。逆に、P型熱電半導体15及びN型熱電半導体17を挟んで図3中上側と下側との間に温度差が発生すると、それによって、起電力が発生する。本実施の形態によるペルチェ素子13は、このような原理を利用したものであり、暖気側ガラス板5の表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の雰囲気温度との温度差によって発生する起電力を検出し、それによって、温度差の大きさを検知せんとするものである。
Referring to FIG. 3, a P-type
上記ペルチェ素子13からの検出信号は制御手段27に入力される。制御手段27は、その検出信号に基づいてヒータ9を制御し、暖気側ガラス板5の暖気側表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の雰囲気温度との温度差を是正して、コールドドラフト及び又は結露を防止せんとするものである。
A detection signal from the
上記ペルチェ素子13の取付構造を図2を参照して説明する。ペルチェ素子13は、暖気側ガラス板5の暖気側であって、向って右下隅に取り付けられている。該部分は暖気ガラス板5の表面において目立ち難い箇所であるとともに、温度が低いと予想される個所である。それは、ヒータ9によって加熱された熱が外部に最も放熱され易い個所であるからである。そのような個所にペルチェ素子13を取り付けることにより、コールドドラフト及び又は結露を早期に防止せんとするものである。
The mounting structure of the Peltier
尚、ペルチェ素子13より引き出されたリード線29、31は、暖気側ガラス板5に設けた貫通孔33を通って通電発熱ガラス1の空気層を経て枠体7を貫通して通電発熱ガラス1の側面より引き出す。さらに窓枠11及び壁内を経て制御手段27に接続されるため、リード線29、31は外観上へ露出せず、外観を良好にすることができる。
尚、図2中仮想線で示すように、ペルチェ素子13の外周部をカバー34によって覆うことも考えられる。その場合には、貫通孔33等を隠して美観を向上させることができる。
The
It is also conceivable that the outer peripheral portion of the
次に、図4のフローチャートを参照しながら、制御手段27による制御内容について説明する。
まず、いわゆる「サイクル制御」におけるサイクル(%)と検知電圧を夫々設定する。
因みに、結露に関しては温度差のみならず湿度も関係する。したがって、結露のみを対象にする場合には、検知電圧に関する設定に際してそれを考慮することになる。
次いで、自動スタートとなる。まず、ステップS1において、ペルチェ素子13より検出される起電力が3.5mV以上であるか否かが判別される。ペルチェ素子13より検出される起電力が3.5mV以上であると判別された場合は、ステップS2に移行する。そして、ヒータ9による運転を設定値の150%運転に切り換える。
Next, the contents of control by the control means 27 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, a cycle (%) and a detection voltage in so-called “cycle control” are set.
Incidentally, regarding condensation, not only the temperature difference but also the humidity are related. Therefore, when only dew condensation is considered, it is taken into consideration when setting the detection voltage.
Next, automatic start is performed. First, in step S1, it is determined whether or not the electromotive force detected by the
ステップS1において、ペルチェ素子13より検出される起電力が3.5mV以上ではない場合には、ステップS3に移行する。ステップS3において、ペルチェ素子13より検出される起電力が2.8mV以上であるか否かが判別される。ペルチェ素子13より検出される起電力が2.8mV以上であると判別された場合は、ステップS4に移行する。そして、ヒータ9による運転を設定値の100%運転に切り換える。
In step S1, when the electromotive force detected by the
ステップS3において、ペルチェ素子13より検出される起電力が2.8mV以上ではない場合には、ステップS5に移行する。ステップS5において、ペルチェ素子13より検出される起電力が2.4mV以上であるか否かが判別される。ペルチェ素子13より検出される起電力が2.4mV以上であると判別された場合は、ステップS6に移行する。そして、1秒待機した後にステップS1に戻る。
尚、ステップS2、S4の場合にも、運運切換を行った後に、ステップS6に移行して、1秒待機した後にステップS1に戻る。
In step S3, when the electromotive force detected by the
Even in the case of steps S2 and S4, after switching the operation, the process proceeds to step S6, waits for one second, and then returns to step S1.
ステップS5において、ペルチェ素子13より検出される起電力が2.4mV以上ではないと判別された場合には、ステップS7に移行して、ヒータ9への通電が「OFF」となる。そして、ステップS8に移行して、30秒経過したか否かの判別がなされる。30秒経過した場合にはステップS1に戻り、同様の処理が行われることになる。
In step S5, when it is determined that the electromotive force detected by the
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、単一のセンサであるペルチェ素子13のみを使用して暖気側ガラス板5の表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の空気温度との温度差を検出し、それに基づいてヒータ9を制御するようにしているので、従来のように、2個のセンサを要する構成に比べて、構成の簡略化、工数の減少、部品点数の減少、コストの低減を図ることができる。
又、この実施の形態の場合には、ペルチェ素子13を使用して暖気側ガラス板5の表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の空気温度との温度差を検出するようにしているので、コールドドラフト、結露に対して効果的かつ迅速に対応することができる。
又、コールドドラフトに対してヒータ9による加熱を必要最小限に抑えることができ、それによって、エネルギー消費量の低減を図ることができる。
又、ペルチェ素子13は暖気側ガラス板5の表面であって温度が低い個所である下部隅部に取り付けられているので、それによっても、コールドドラフト、結露に対して効果的に対応することができる。
又、本実施の形態の場合には、暖気側ガラス板5の表面温度と暖気側であって暖気側ガラス板5直近の空気温度との温度差を複数段階、具体的には、三段階に区分けして、夫々異なる内容でヒータ9を制御するようにしているので、それによっても、コールドドラフト、結露に対して効果的に対応することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, the temperature difference between the surface temperature of the warm air
In this embodiment, the
In addition, the heating by the heater 9 can be suppressed to the minimum necessary for the cold draft, thereby reducing the energy consumption.
Further, since the
In the case of the present embodiment, the temperature difference between the surface temperature of the warm air
次に、図5を参照して本発明の第2の実施の形態を説明する。前記第1の実施の形態の場合には、ヒータ9への通電を「OFF」にした後、ステップS8において、30秒経過をみて同様の処理を繰り返すようにしていたが、この第2の実施の形態の場合には、ステップS8´において、ペルチェ素子13より検出される起電力が2.8mV以上であるか否かを判別するように構成したものである。ペルチェ素子13より検出される起電力が2.8mV以上であると判別された場合には、ステップS1に戻って同様の処理を行うようにしたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the first embodiment, after the energization of the heater 9 is turned “OFF”, the same processing is repeated after 30 seconds in step S8. In the case of this form, in step S8 ′, it is configured to determine whether or not the electromotive force detected by the
その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同様であり、よって、第1の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。 Other configurations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
次に、図6を参照して第3の実施の形態を説明する。この場合には、ペルチェ素子13の表面に平板状の伝熱部材41を取り付けたものであり、それ以外は前記第1、第2の実施の形態の場合と同様である。上記伝熱材41によって温度差をより高い精度で検知することができ、それによって、コールドドラフト、結露に対してより効果的に対応することができる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this case, a flat plate-like
次に、図7を参照して第4の実施の形態を説明する。この場合には、ペルチェ素子13の表面にフィン状の伝熱部材51を取り付けたものであり、それ以外は前記第1、第2の実施の形態の場合と同様である。上記伝熱部材51には、複数個の突起53がフィン状に突出・形成されていて、全体として伝熱面積を大幅に拡大している。上記伝熱部材61によって温度差をより高い精度で検知することができ、それによって、コールドドラフト、結露に対してより効果的に対応することができる。特に、フィン状をなしていてその伝熱面積を拡大しているので効果的である。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this case, a fin-like
尚、本発明は前記第1〜第4の実施の形態に限定されるものではない。
前記第1〜第4の実施の形態では、2枚のガラス板より構成された通電発熱ガラスを例に挙げて説明したが、1枚のガラス板及び3枚以上のガラス板より構成される通電発熱ガラスに対しても適用可能である。
又、通電過熱ガラスの構成についても、前記各実施の形態では、ヒータを模式的に示したが、発熱手段の構成としてはシート状のもの、塗布したもの、等様々なものが考えられる。
通電発熱ガラス装置の用途についてはこれを特に限定するものではない。
制御手段による制御内容として、前記各実施の形態では、温度差を3段階に分けて制御するようにしているが、さらに細かく区分けして制御するようにしても良いし、より単純に制御することが考えられる。
又、制御に際しての設定値は任意に設定するものであり、これを特に限定するものではない。又、コールドドラフトを主に対象とする場合、主に結露を対象にする場合、それら両者を対象にする場合等、その目的に応じて各種設定値を任意に設定することになる。
The present invention is not limited to the first to fourth embodiments.
In the first to fourth embodiments, the energization heating glass composed of two glass plates has been described as an example, but the energization composed of one glass plate and three or more glass plates. It can also be applied to exothermic glass.
In addition, regarding the configuration of the energized superheated glass, the heater is schematically shown in the above embodiments, but various configurations such as a sheet-like one and a coated one can be considered as the configuration of the heating means.
There is no particular limitation on the application of the energized heat generating glass device.
As the contents of control by the control means, in each of the above-described embodiments, the temperature difference is controlled in three stages, but it may be further divided and controlled. Can be considered.
Further, the set value for the control is arbitrarily set, and is not particularly limited. In addition, various setting values are arbitrarily set according to the purpose, for example, when a cold draft is mainly targeted, when condensation is mainly targeted, or when both are targeted.
本発明は、コールドドラフト及び又は結露を効果的に防止することができる通電発熱ガラス装置として効果的に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively applied as an energized heat generating glass device that can effectively prevent cold draft and / or condensation.
1 通電発熱ガラス
3 寒気側ガラス板
5 暖気側ガラス板
7 枠体
9 ヒータ
11 窓枠
13 ペルチェ素子
27 制御手段
41 伝熱部材
51 伝熱部材
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記通電発熱ガラスの暖気側面に取り付けられ該通電発熱ガラスの暖気側面の温度と該暖気側面に近接する暖気側の雰囲気温度との差を検出するペルチェ素子と、
上記ペルチェ素子からの検出信号に基づいて上記発熱手段を制御してコールドドラフト及び又は結露を防止し、予め設定された複数段階の温度差に基づいて上記発熱手段の出力を複数段階に分けて制御すると共に予め設定された最低温度差を下回った場合に上記発熱手段をオフにする制御手段と、
を具備したことを特徴とする通電発熱ガラス装置。 Energized heating glass with heating means;
A Peltier element that is attached to the warm air side of the energized heat generating glass and detects the difference between the temperature of the warm air side of the energized heat generating glass and the ambient temperature of the warm air side close to the warm air side;
Control of the heat generating means based on the detection signal from the Peltier element to prevent cold draft and / or condensation, and control the output of the heat generating means in a plurality of stages based on a preset temperature difference of a plurality of stages. And a control means for turning off the heat generating means when the temperature difference falls below a preset minimum temperature difference ;
An energizing heat generating glass device characterized by comprising:
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