JPH03201014A - ヒータ電力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば電気カーペットに配設された複数のヒ
ータへの電力を制御するヒータ電力制御装置に関する。

。 （従来の技術） 電気カーペットにはカーペット本体を複数の暖房区域に
分割し、これら暖房区域ごとにそれぞれヒータを配設し
たものがある。このような電気カーペットの各ヒータへ
の電力供給制御は次のようにして行われている。先ず、
第１の技術として温度センサをカーペット本体に１本配
設したものがあり、これは、温度センサの検出温度と設
定温度とを比較し、この比較結果から全ヒータへの電力
供給及び遮断を同一タイミングで行っている。

次に第２の技術として各暖房区域の各ヒータにそれぞれ
各温度センサを半没したものがあり、これは各温度セン
ナの検出温度に応じて各暖房区域ごと個別に各ヒータへ
の電力供給及び遮断を行っている。

さらに第３の技術しては交互通電があり、これはヒータ
を２本カーペット本体に配設したものに適用されるもの
で、これはヒータへの通電期間を２分割して前半で一方
のヒータへの通電を行ない、後半で他方のヒータへの通
電を行なうものである。

しかしながら、第１及び第２の技術では複数のヒータへ
同時に通電されることがあり、このとき他の電気器具、
例えば空調器、電気こたつ、電気ストーブ、調理器に通
電されると、一般の家庭の許容電流は小さいので、ブレ
ーカが落ちることがある。

又、第３の技術では省電力が図れるもののその電力量は
定格の２分の１で固定されている。そのうえ、適用でき
るのはヒータ２本の電気カーペット等である。

（発明が解決しようとする課題） 以上の第１及び第２の技術では電気カーペットへの通電
と同時に他の電気器具に通電されると、一般の家庭のブ
レーカが落ちることがあったり、又第３の技術では電力
量が定格の２分の１に固定されている。

そこで本発明は、通電するヒータの本数に応じて電力量
を調整できる省電力のヒータ電力制御装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成、］ （課題を解決するための手段） 本発明は、雰囲気温度を上昇させる複数のヒータへの電
力供給を制御するヒータ電力制御装置において、ヒータ
の発熱による雰囲気温度を検出する温度センサと、この
温度センサで検出された雰囲気温度が周期的に変化する
設定温度以下となった期間に複数のヒータのうちいずれ
か１つのヒータを最初に通電し、続いて残りの各ヒータ
をヒータの本数に応じた時間だけ順次遅延して最初に通
電したヒータへの通電時間とほぼ同一通電時間づつ通電
する通電タイミング制御手段とを備えて上記目的を達成
しようとするヒータ電力制御装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、温度センサで検出
された雰囲気温度を通電タイミング制御手段で受け、こ
の雰囲気温度が周期的に変化する設定温度以下となった
期間に複数のヒータのうちいずれか１つのヒータを最初
に通電し、続いて残りの各ヒータをヒータの本数に応じ
た時間だけ順次遅延して最初に通電したヒータへの通電
時間とほぼ同一通電時間づつ通電する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はヒータ通電タイミング制御装置を電気カーペッ
トに適用した場合の構成図である。交流電源１には４本
のヒータＨ＋　、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４が並列接続されると
ともにこれらヒータＨ１〜Ｈ４にそれぞれスイッチング
素子２，３，４．５が直列接続されている。各ヒータＨ
１〜Ｈ４はカーペット本体の４分割された各暖房区域ご
とに配設されている。

又、交流電源１には温度センサ６が接続されており、こ
の温度センサ６はカーペット本体全面に亙って配設され
ている。この温度センサ６は検出温度の上昇に伴って出
力レベルＴ、が低くなる。

さらに交流電源１には定電圧回路７及び設定温度回路８
が接続されている。定電圧回路７は定電圧を設定温度回
路８、コンパレータ９及び通電タイミング制御回路１０
に供給している。

設定温度回路８はのこぎり波状の設定温度信号Ｔｓを作
成する機能を有するもので、この設定温度信号Ｔｓはコ
ンパレータ９の一方の入力端子に送られている。又、コ
ンパレータ９の他方の入力端子には温度センサ６の検出
信号Ｔ、が入力している。そして、このコンパレータ９
の出力は通電タイミング制御回路１０に送られている。

この通電タイミング制御回路１０は第２図に示す通電タ
イミング制御流れ図に従ったプログラムを有し、コンパ
レータ９の出力を受けて温度センサ６で検出されたカー
ペット本体の温度に応じた検出信号Ｔ、が設定温度信号
Ｔ５以上となった期間にスイッチング素子２を導通させ
てヒータＨ。

を最初に通電し、続いてスイッチング素子３，４゜５を
順次導通させて残りの各ヒータＨ２、Ｈ，、Ｈ４を４本
のヒータＨ１〜Ｈ４に応じた時間だけ順次遅延して最初
に通電したヒータＨ５への通電時間と同一通電時間づつ
通電する通電タイミング制御手段としての機能を有して
いる。なお、通電タイミング制御回路１０は発振回路１
１からのクロック信号を受けて動作タイミングを取って
いる。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す通電タイミング制御流れ図に従いかつ第３図に示す
動作タイミング図を参照して説明する。

電源が投入されると、この投入直後には各ヒータＨ，−
Ｈ４に電力が供給されてそれぞれ発熱し、カーペット本
体を加熱する。これと共に定電圧囲路７から定電圧が通
電タイミング制御回路１０、設定温度回路８及びコンパ
レータ９に供給される。

これにより、温度センサ６はカーペット本体全面の温度
を検出し、この検出温度に応じた検出信号Ｔ、を出力す
る。この場合、カーペット本体の温度が次第に上昇する
ので、温度センサ６の検出信号ＴＰのレベルは第３図に
示すように温度上昇に伴って低下する。

又、設定温度回路８は第３図に示すようなのこぎり波状
の設定温度信号Ｔ、を作成する。そし又、温度センサ６
からの検出信号Ｔ、及び設定温度回路８からの設定温度
信号Ｔ、はコ〉パレータ９の各入力端子に送られる。

このコンパレータ９は検出信号ＴＰと設定温度信号Ｔ５
とを比較し、この比較結果に応じた出力、例えば検出信
号Ｔ、が設定温度信号Ｔ５よりもレベルが高ければハイ
レベルを出力し、逆に検出信号ＴＰが設定温度信号ＴＳ
よりもレベルが低ければローレベルを出力する。

ここで、カーペット本体全面の温度が設定温度よりも低
く、 検出信号”ｒｐ＞設定温度信号Ｔ。

であれば、コンパレータ９の出力はハイレベルとなり、
通電タイミング制御回路１０は各スイッチング素子２〜
５を全て導通させる。これにより、全てのヒータＨ１〜
Ｈ４への通電が続けられてカーペット本体が加熱される
。

このように全ヒータＨ１〜Ｈ４の発熱によりカーペット
本体の温度が上昇して検出温度が設定温度よりも高くな
ると、つまり検出信号Ｔ、が設定温度信号Ｔ５よりもレ
ベルが低くなると、コンパレータ９はローレベルを出力
する。このとき、通電タイミング制御回路１０はステッ
プｓｌにおいて検出信号Ｔ、＜設定温度信号Ｔ。

になったことを判断してステップＳ３に移ってヒータＨ
１への通電を遮断する。この場合、設定温度信号Ｔ、は
のこぎり波状なので、直ぐに各信号Ｔ　Ｐ　＋　　ＴＳ
のレベルは逆となり、ステップＳ２において再びヒータ
Ｈ１に通電が行われる。そして、再び検出信号Ｔ、が設
定温度信号Ｔｓよりも低くなると、ヒータＨ１への通電
が遮断される。

ここで、ステップＳ２においてヒータＨ１への通電が行
われ再び遮断される間ｔ１に通電タイミング制御回路１
０はステップ８４〜Ｓ９を実行する。すなわち、通電タ
イミング制御回路１０はステップｓ４においてヒータＨ
１が通電されてから４本のヒータＨ１〜Ｈ４に応じた時
間Ｔａ、つまり設定温度信号Ｔ５の１周期Ｔｆの４分の
１の時間Ｔａが経過したかを判断し、経過すればステッ
プＳ５においてスイッチング素子３を導通させてヒータ
Ｈ２を通電させる。なお、この場合、通電タイミング制
御回路１０はヒータＨ１への通電を遮断したときから時
間Ｔａ後にヒータＨ２への通電を遮断している。

次に通電タイミング制御回路１０はステップｓ６におい
てヒータＨ１が通電されてから時間（Ｔａ　Ｘ　２）が
経過したかを判断し、経過すればステップｓ７において
スイッチング索子４を導通させてヒータＨ１を通電させ
る。なお、この場合も通電タイミング制御回路１０はヒ
ータＨ１への通電を遮断したときから時間（Ｔ　ａ　Ｘ
　２）後にヒータＨ３への通電を遮断している。

次に通電タイミング制御回路１０はステップｓ８におい
てヒータＨ３が通電されてから時間（”ｌ’ａＸ３）が
経過したかを判断し、経過すればステップｓ９において
スイッチング素子５を導通させてヒータＨ４を通電させ
る。なお、この場合も通電タイミング制御回路１０はヒ
ータＨ１への通電を遮断したときから時間（Ｔ　ａ　Ｘ
　３）後にヒータＨ４への通電を遮断している。

この後、ヒータＨ，への通電が行われると、このヒータ
Ｈ１への通電開始時から時間Ｔａ経過後にヒータＨ２へ
の通電を開始し、さらに時間（Ｔ　ａ　Ｘ　２）経過後
にヒータＨ９への通電を開始し、時間（ＴａＸ３）経過
後にヒータＨ４への通電を開始する。そして、各ヒータ
Ｈ２〜Ｈ４への通電時間はヒータＨ７への通電時間と同
一となる。

かくして、時間の経過に従って同時に通電される各ヒー
タＨ１〜Ｈ４の本数を見ると、第３図に示すように電源
投入当初は４本とも通電されているが、カーペット本体
の温度が上昇するに従って同時に通電されるヒータ本数
は少なくなる。

このように上記一実施例においては、温度センサ６の検
出信号ＴＰが設定温度信号Ｔｓ以下となった期間にヒー
タＨ１を通電し、続いて残りの各ヒータＨ２〜Ｈ４をヒ
ータ４本に応じた時間Ｔａづつ順次遅延してヒータＨ１
への通電時間と同一通電時間づつ通電するようにしたの
で、４本のヒータＨ８〜Ｈ４への通電を１本の温度セン
サ６で制御でき、そのうえ瞬時電力をカーペット本体の
温度上昇に伴って定格の４分の３から４分の２、さらに
４分の１に順次小さくできる。又、各ヒータＨ１〜Ｈ４
への通電は時間比例制御となるので、温度変動が少なく
なりカーペット本体を快適な温度に制御できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、各
ヒータＨ３〜Ｈ４の長さが不均一の場合、各ヒータＨ１
〜Ｈ４への通電時間を弱冠変更することで、各暖房区域
の温度を同一にするように構成しても良い。又、電気カ
ーペットに適用するだけでなく、複数のヒータにより温
度を上昇させるものであれば適用できる。さらに、設定
温度はのこぎり波状に変化するのに限らず三角波やサイ
ンカーブのように周期的に変化するものでもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、通電するヒータの
本数に応じて電力量を調整できる省電力のヒータ電力制
御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係わるヒータ電力制御装置
の一実施例を説明するための図であって、第１図は構成
図、第２図は通電タイミング制御流れ図、第３図は動作
タイミング図である。 １・・・交流電源、２〜５・・・スイッチング素子、６
・・・温度センサ、７・・・定電圧回路、８・・・設定
温度回路、９・・・コンパレータ、１０・・・通電タイ
ミング制御回路、１１・・・発振回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 雰囲気温度を上昇させる複数のヒータへの電力供給を制
   御するヒータ電力制御装置において、前記ヒータの発熱
   による雰囲気温度を検出する温度センサと、この温度セ
   ンサで検出された雰囲気温度が周期的に変化する設定温
   度以下となった期間に前記複数のヒータのうちいずれか
   １つのヒータを最初に通電し、続いて残りの前記各ヒー
   タを前記ヒータの本数に応じた時間だけ順次遅延して前
   記最初に通電したヒータへの通電時間とほぼ同一通電時
   間づつ通電する通電タイミング制御手段とを具備したこ
   とを特徴とするヒータ電力制御装置。