JPH04208355A - 温風機 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ヒータ素子を利用した温風機に関する。

〈従来技術〉 最近、通風式電気温風機の熱源として、ニクロム線等の
赤熱ヒータに代わって、セラミックヒータが多く使用さ
れてきており、セラミックヒータの中でも、正特性サー
ミスタ（ＰＴＣ）素子が多用されている。ＰＴＣ素子が
使用される理由としては、自己温度制御作用により一定
温度付近で動作する安全性を有するためである。

すなわち、ＰＴＣ素子においては、素子温度が低い通電
初期には、電気抵抗値が低いため通常時の倍程度の突入
電流が流れるが、素子温度が所定温度（約１９０℃付近
）に達すると安定し、ＰＴＣ素子の抵抗値が急激に増加
して素子温度が低下する。このような動作の繰り返しに
より、自己発熱を自動的に一定温度に制御するため、過
熱による危険がなく、信頼性、安全性に優れているから
である。

上記のように、ＰＴＣ素子の場合には、通電初期に通常
時の約２倍の過電流が生じるため、同一電源で性器具を
使用している場合にはトラブルが発生することがある。

そこで、送風機にトラブルが発生すると、安全装置を動
作させて電源を切るよう構成されているのが殆どである
。

なお、第１９図は電気温風機の基本電気回路図であり、
１はＰＴＣ素子、２は送風機、３は主スィッチである。

そして、安全装置（図示せず）は、主スィッチに直列に
接続されている。

また、ＰＴＣ素子は、自己制御温度（キューリー点）が
１９０℃前後とヒータとしては低いため、送風機を停止
して使用するのが容易でない。

第２０図ないし第２３図に従来のセラミックヒータを示
す。

第２０図はハニカム状セラミックヒータの外観斜視図、
第２１図はフィン付セラミックヒータの外観斜視図、第
２２ＦＩ！Ｊはハーモニカ状セラミックヒータの外観斜
視図、第２３図はセラミックヒータの側面斜視断面拡大
図である。

第２０図に示すセラミックヒータは、円板状のＰＴＣ素
子１からなり、その両表面間ｌを貫通する多数の通風口
４を有しており、全体としてハニカム状に形成されてい
る。また、ＰＴＣ素子１の両表面には、一対の電極板５
．６が設けられている。

第２１図に示すセラミックヒータは、複数個の板状ＰＴ
Ｃ素子１が並列に接合され、その両極端を熱交換用フィ
ン兼電動板７．８ではさみ、さらにこれを上下から電極
板５．６ではさんでいる。

また、フィン兼電動板７，８によって通風空間が形成さ
れている。

第２２図に示すセラミックヒータは、ハーモニカ状に形
成されたＰＴＣ素子１を、電極板５，６ではさんでいる
。そして、通風口４は、電極板５゜６に介設されている
。

第２３図に示すセラミックヒータは、ＰＴＣ素子１の通
風口４の表面に、白金等の脱臭機能を有する貴金属系触
媒９が付着されている。これにより、通風口４を通過す
る空気中の臭い、菌類等は、触媒９によって酸化、焼却
される。

第２３図のセラミックヒータを通風式電気温風機に装着
した状態を第２４図に示す。

第２４図の如（、吸引側に設けた送風機によってセラミ
ックヒータの後方より送風された空気は、通風口４を通
過する際に、ＰＴＣ素子１により加熱され温風化される
と共に触媒９により脱臭、殺菌して室内に吹き出される
。

なお、第２０〜２２図に示した他形状のセラミックヒー
タについても上記動作に準する。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 ＰＴＣ素子のヒータ出力と熱交換用送風量との関連は、
第２５図に示すように、通風口を通過する通風量の増大
に従って消費電力は増加するが、素子温度は、通風量の
増減に関係なく自己温度制御機能により一定温度（１９
０℃付近）で安定する。この素子温度は、脱臭、殺菌と
しての効果温度としては比較的低いため効果が少ない。

したがって、従来の通風式電気温風機（ファンヒータ）
においては、ＰＴＣ素子を用いているので、安定温度が
低く、暖房出力を上げるためには、通風口を通過する通
風量を増大させて消費電力を増加させる必要がある。な
ぜならば、ＰＴＣ素子においては、通風速度を太き（し
なければ、素子温度が上がり、消費電力が飽和状態とな
り増加しないためである。そこで、風量を増加しながら
素子温度を上限に上昇させることにより、消費電力が増
加する。

一方、触媒効果を上げるためには、触媒と通風との接触
時間を長（するために通風速度を小さくする必要がある
。

また、第２６図に示すように、スポット暖房用としての
個人用通風式電気ファンヒータＡにおいては、吹出風量
及び消費電力が小さいので、使用場所によっては室内の
隅々まで熱気が伝わらないことが多い。このため、通風
量を増加させると、室内の対流効果は向上するが、温風
が低温化し使用者にこれがあたると不快感を与え逆効果
になる。

対流が図示した矢印のように、室内全体にわたるので、
吹き出された空気が再び戻って通風口を通過循環する回
数が少なくなり触媒効果を上げることはできない。

さらに、前述したように、高温風でかつ通風量大、また
は風速大を要する触媒効果を同時に上げるには、ＰＴＣ
素子を大きくして空気との接触面を広げ送風機のパワー
アップを図れば良いことになる。しかしながら、部品が
太き（なるので器具全体が大型となりコンパクト化、コ
スト低減が図れないため家庭用機器としての価値感が低
下することになる。

また、ＰＴＣ特性のため、素子温度は上限が１９０℃付
近に抑えられているため触媒効果温度として効果的でな
い。

そこで、負特性サーミスタ（ＮＴＣ）素子の使用が考え
られる。

ＮＴＣ素子のヒータ出力と熱交換用送風量との関連は、
第２７図の如く、ＰＴＣ素子と全く反対の特性を有して
いる。したがって、ＮＴＣ素子の場合には、送風量が低
下すると、出力が激増するため、ヒータ面積を広くして
素子温度が過熱しない出力に設定する必要がある。

ＮＴＣ素子のＰＴＣ素子に対する特徴としては、通電初
期に過大電流が発生しないため、他器具併用時のトラブ
ル（電源０ＦＦ）を招がない。また、送風を行わないで
も使用できる。さらに、ＰＴＣ素子と同様、ニクロムヒ
ータと異なり、赤熱させずに出力を発注できるため安心
である。

しかしながら、ＮＴＣ素子は、自己制御温度が８００℃
前後とＰＴＣ素子に比べて高いため、過熱時の安全性の
点で劣っている。このため、一般家庭器具への利用が少
な（、工業用電気炉に使用されているのが実状である。

本発明は、上記に鑑み、負特性ヒータ素子を利−用して
、安全カリコンパクトで、脱臭機能を有する温風機の提
供を主な目的とする。

ところで、一般に自動車用温風機においては、エンジン
の駆動のみが発熱源であり、冬場のエンジン始動時には
外気温が低いためエンジンバッテリーの温度が低く、エ
ンジンの始動がスムーズでない。このため、エンジン始
動後の室内への温風吹出機能も低く、温風効果発揮まで
に時間が必要である。

第２８図は従来の自動車における車内への温風供給系熱
概略区である。

図において、２はエンジン系統部Ｅを冷却する送風機、
Ｃは車内、１ｏは送風機２がらの風を車内Ｃに吹き出す
送風口である。

上記構成において、エンジン系統部Ｅが始動して走行を
開始しても、エンジン系統部周辺の温度が低いため、通
風口１ｏより車内Ｃに送風しても温風にならない。この
ため、暖房効果は発揮できず、しばらくしてからでない
と効果が出ない。

すなわち、従来の自動車用温風機では、エンジン始動後
、エンジンが発熱を始めてその冷却風がその熱をうばい
温風化することにより、車内への暖房効果を発揮し始め
るが、冬場においては外気の温度も低いため、迅速には
温風とならない。また、冷気のためエンジンの始動が更
に悪くなる場合も多々発生する。

本発明は、上記に鑑み、特に外気温が下がる冬場におけ
るエンジン始動、車内暖房のスピード化を図ることがで
きる温風機の提供を目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 （１）本発明請求項１による課題解決手段は、第１図の
如く、 ＮＴＣ素子５０と、熱交換用の送風機２とを備え、 送風機２の異常によって送風量が所定量以下に低下した
場合、 ＮＴＣ素子５０への印加電圧を低下してＮＴＣ素子５０
の出力を低下させる安全装置５１が設けられた ものである。

（２）請求項２による課題解決手段は、第７図の如く、 ＮＴＣ素子５０と、熱交換用の送風機２とを備え、 送風機２の異常によって送風量が低下した場合、ＮＴＣ
素子５０の過電流を検知してＮＴＣ素子５０の電源を切
る安全装置５１が設けられたものである。

（３）請求項３による課題解決手段は、第１３゜１４図
の如く、 主ヒータとしてのＮＴＣ素子５０と、補助ヒータとして
のＰＴＣ素子ｌと、熱交換用の送風機２とを備え、 前記ＰＴＣ素子ｌは、 ＮＴＣ素子５０に直列接続されてＮＴＣ素子５０と同一
の送風通路内に配置された ものである。

（４）請求項４による課題解決手段は、請求項１ないし
３記載の温風機において、脱臭機能を有する複数の触媒
９が設けられ、脱臭運転時には、 送風機２の通風量を弱にしてヒータ素子温度を上げる ものである。

（５）請求項５による課題解決手段は、第１５゜１６図
の如く、 自動車のエンジン系統部Ｅの発熱を冷却する送風機２と
、素子温度が一定温度に達すると抵抗が大となり通電を
自己制御する特性を有するＰＴＣ素子１とを備え、 エンジン系統部Ｅの温度が所定温度に上昇するまでＰＴ
Ｃ素子１を通電発熱させる電気回路が設けられた ものである。

く作用〉 上記課題解決手段において、送風機２の所定送風量と、
ＮＴＣ素子５０の電力の調和により所定出力が保持され
、適量、高温の温風が供給される。

この状態より送風機２にトラブルが発生した場合には、
送風機２の送風量が所定量以下となるため輻射暖房とな
るが、ＮＴＣ素子５０の温度は上昇し、過電流が生じる
。この相乗効果のために、ＮＴＣ素子５０の出力が急速
にアップしてしまう。

このとき、 （１）請求項１では、安全装置５１により、ＮＴＣ素子
５０への印加電圧を低下させることで、ＮＴＣ素子５０
の素子温度の上昇を防止することができる。

（２）請求項２では、安全装置５１にて、ＮＴＣ素子５
０の過電流を検知して電源を切ることにより、ＮＴＣ素
子５０の最大の欠点である送風量低下時の電流急増によ
る過熱等を防止することができる。

（３）請求項３では、ＮＴＣ素子５０の温度上昇に伴う
電流増加によるＰＴＣ素子１の発熱増加と、送風量低下
による発熱で、ＰＴＣ素子１の抵抗増加が急速に増幅さ
れ、ヒータ回路への電流を制御して加熱を防止して安全
を確保する。

また、請求項４において、送風機２を“弱”運転すると
、ＮＴＣ素子５０への熱交換風量が低下し、素子温度が
上昇する。このため、抵抗値がマイナス方向に変化して
消費電力が増加し、ＮＴＣ素子５０との通風速度の低下
による接触時間が長（なる。

したがって、ＮＴＣ素子５０の特性を有効に利用しなが
ら、触媒効果を向上させる′ことができる。

さらに、請求項５において、ＰＴＣ素子１に対してエン
ジン系統部Ｅの始動初期時のみ通電することにより、温
風が最初から車内に供給される。

そして、ＰＴＣ素子１は、自己制御機能により、エンジ
ン系統部Ｅの温風が上昇してくると、その温度の影響を
受け、抵抗値が増大して電力を制御して出力を低下させ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお
、従来技術と同一機能部品については同一符号を付して
いる。

［第一実施例］ 本実施例の通風式電気温風機の基本電気回路図を第１ｖ
！Ｊに示す。

本実施例の通風式電気温風機は、第１図の如く、ＮＴＣ
素子５０と、熱交換用の送風機２とを備え、送風機２の
異常によって送風量が所定量以下に低下した場合、ＮＴ
Ｃ素子５０への印加電圧を低下してＮＴＣ素子５０の出
力を低下させる安全装置５１が設けられている。

前記ＮＴＣ素子５０は、安全装置５１を介して主スィッ
チ３に接続されている。

前記送風機２は、安全装置５１を介してＮＴＣ素子５０
と主スィッチ３との接続中間点に接続されている。

前記安全装置５１は、送風機２の動作により反応する制
御機能を有しており、送風機２の送風量が所定量以下（
送風機２の停止状態も含む）になったときオフする風圧
スイッチ５１　Ａ、　５１　Ｂと、抵抗５１Ｃとから構
成されている。

そして、第１風圧スイツチ５１Ａは、ＮＴＣ素子５０と
主スィッチ３との間に介在されている。

また、抵抗５１Ｃは、第１風圧スイ゛ンチ５１ＡのＯＦ
Ｆ時にＮＴＣ素子５０に対する直列抵抗となるよう、第
１風圧スイツチ５１Ａの接点間にブリッジ接続されでい
る。

その他の構成は第１９図に示した従来技術と同様である
。

ユニで第２図において、ＮＴＣ素子、ＰＴＣ素子につい
て送風の有無による出力変化を比較する。

Ａの時点で送風加熱中のヒータ素子の送風を停止した場
合、素子温度はＮＴＣ素子、ＰＴＣ素子共上昇するが、
各ヒータ素子の電気抵抗特性は逆作用を行うため、出力
は全く逆になる。

第２図の状態で放置すれば、ＮＴＣ素子は、８００℃付
近まで上昇し、出力も激増する。そうすると、電流が増
加し、電気的トラブルの発生を招（。

一方、ＰＴＣ素子の場合には、抵抗が増加するため出力
が低下して安全となるが、送風機が停止しては使用でき
ないことになる。

また、第３図のように、ＮＴＣ素子の送風がＸ秒だけ停
止して出力がＡＸまで増加した時点で、ＮＴＣ素子の出
力を低下させて送風機の運転と同等の出力に調整するこ
とにより、第４，５図の２通りの使用方法ができる。

第４図は送風による温風暖房、第５図は送風停止の輻射
暖房を示している。

第４図の状態では、送風機２の所定送風量と、ＮＴＣ素
子５０の電力との調和により所定出力が保持され、適量
、適温の温風が供給される。

この状態より送風機２にトラブルが発生した場合には、
第５図に示す輻射暖房となるが、ＮＴＣ素子５０の温度
は、通風が停止するため上昇し、電流を増加させる。こ
の相乗効果のため、急速にＮＴＣ素子５０の出力をアッ
プしてしまう。

これに対処するため、本実施例においては、第１図のよ
うな安全装置５１を設け、送風機２が停止または所定量
以下の風量に低下した場合に、ＮＴＣ素子５０への印加
電圧を低下させることで、ＮＴＣ素子５０の電力、素子
温度の上昇を防止する。

すなわち、送風機２の送風量が所定量以下（０も含む）
になった場合、風圧スイッチ５１Ａ、５１Ｂがこれを検
知してＯＦＦする。そうすると、ＮＴＣ素子５０への印
加電圧は、ＮＴＣ素子５０と直列の抵抗５１Ｃを介して
通電されるので降下する。このため、ＮＴＣ素子５０の
出力は低下する。なお、ＮＴＣ素子５０の送風停止時の
出力は抵抗５１Ｃの抵抗値の選択により決定する。

また、送風機２が完全に停止状態でなく可動送風してい
る場合でも、風圧スイッチ５１Ａ、５１Ｂがこの状態を
検知してＮＴＣ素子５０の出力を低下させ、安全を保つ
ことになる。

第６図はＮＴＣ素子の送風量による抵抗の増減の関係を
示すもので、２点の値を送風量が定格値とすると、Ｙ、
Ｘ点は送風量が低下した場合の抵抗値となる。

ここで、第１図に示したＮＴＣ素子５０と安全装置５１
の抵抗５１Ｃの関連を見ると、抵抗５１Ｃは固定、ＮＴ
Ｃ素子５０は第６図の特性を有しているため、ＮＴＣ素
子５０＋抵抗５１Ｃの合成抵抗は送風量により変動する
。

しかし、ＮＴＣ素子５０と抵抗５１Ｃの分圧は、送風量
が減少すれば、ＮＴＣ素子５０への印加電圧が低下して
出力および素子温度を抑制する方向となる。このため、
ＮＴＣ素子５０の出力、温度の増加暴走が防止てきる。

なお、第６図の２点で１０Ω、ＩＫＷの出力で１ｍ３／
分の送風がある状態を定常運転とする。

次に、使用目的により送風量を０．８ｍ３／分と減じて
Ｙ点とし、８Ωになったとすると、電力（Ｅ！／Ｒ＝１
００”／８）は１．２５ＫＷより増加を始める。

さらに、送風機が停止して送風量０ｍ３７分となりＸ点
になったときを５Ωとすると、１００２１５＝２ＫＷと
なり、急増を始めて電流、温度の暴走図となる。

ここで、第１図の安全装置５１の抵抗５１Ｃを１０Ωに
固定とした場合、Ｙ点でのＮＴＣ素子５０の抵抗値が８
Ωのとき、ＮＴＣ素子５０と抵抗５１Ｃとの合成抵抗（
８＋１０＝１８Ω）の合計出力は５５６Ｗ、Ｘ点でのＮ
ＴＣ素子５０の抵抗値が５Ωのとき、ＮＴＣ素子５０と
抵抗５１Ｃとの合成抵抗（５＋１０＝１５Ω）の合計出
力は６６７Ｗとなるが、ＮＴＣ素子５０部での出力は、
Ｙ点のとき５．５６２Ｘ８＝２４７Ｗ、Ｘ点のとき６．
６７２Ｘ５＝２２２Ｗとなる。

以上のことにより、送風量減により素子温度が上昇暴走
しないよう出力も変化できる。なお、例として、ＮＴＣ
素子５０および安全装置５１の抵　、抗５１Ｃの抵抗値
を設定したが、本来、実使用においてこの抵抗値は決定
されるものである。

このように、送風機出力が低下または停止した場合、Ｎ
ＴＣ素子の出力を低下させる安全装置および回路を設け
ることにより、従来家庭用機器（温風機）に使用できな
かったＮＴＣ素子を使用でき、しかもこのＮＴＣ特性を
有効に活用することができる。

また、例えば、当初の設計目標として温風、輻射の目的
別の２通りの使用目的があれば、送風機の風量を抑制さ
せることにより切り替えができる。

使用方法の例として、暖房器として使用の場合、送風に
て温風で小部屋全体の暖房を行い、−人で使用の場合は
、身近に置いて輻射暖房として使用できる。さらに、電
熱調理の場合に温風オーブンと輻射グリルの使い分けが
できる。

［第二実施例コ 本実施例に係る通風式電気温風機は、セラミックヒータ
および送風機、風洞、電気制御回路を含んでいる。

本実施例の構造例として、第２４図に示すものとほぼ同
様であるので、この図を用いて説明する。

セラミックヒータは、ＰＴＣ素子１に代わってＮＴＣ素
子から成る。そして、図中、７０は送風機２とＮＴＣ素
子との通風路を形成する風洞である。このＮＴＣ素子に
は、適宜な通風口４が設けられ、その表面には白金系触
媒９が付着されている。そして、送風機２で吸い込まれ
た室内空気は、通電により加熱されたＮＴＣ素子の通風
口４より風洞７０を経て温風として室外に放出される基
本的な構造となっている。

また、第７．８図の如く、送風機２の通風量を任意に切
り替え“強（Ｈ）”、“弱（Ｌ）”と設定するための送
風機切替スイッチ８０を設けている。そして、送風機２
の“弱”運転時には、ＮＴＣ素子５０への熱交換風量が
低下し、素子温度が上昇するため、ＮＴＣ素子５０の抵
抗値がマイナス方向に変化し消費電力が増加し、素子と
の通風速度を低下させることにより、接触時間を長くし
ている。

すなわち、ＮＴＣ素子の特性は、第２７図に示す如（、
素子部への通風量が増加すると、素子温度が下がり、抵
抗値が増加、消費電力が低下する。

一方、通風量が減少すると、素子温度が上がり抵抗値は
減少し、消費電力は増加する。さらに、この状態を繰り
返し、素子温度を上昇、消費電力を増加させながら安定
状態で飽和する。二〇ＮＴＣ素子の特性を有効に利用し
て触媒効果を得ようとしている。

さらに、ＮＴＣ素子５０の欠点である温度上昇に伴う電
流の増加、暴走による異常加熱による危険を防止するた
め、送風機２の異常によって送風量が低下した場合に、
ＮＴＣ５０の過電流を検知して電源を切る安全装置５１
を設けて安全を確保している。

なお、第７図は本実施例の温風機の基本電気回路図、第
８図はＮＴＣ素子と送風量の関連による電力変化のシス
テム図である。

前記送風機切替スイッチ８０は、第７図の如く、送風機
２と主スィッチ３との間に介在されており、作動子８０
ａがＨ接点あるいはＬ接点に接続することにより、送風
量が“強”弱”自在に切り替わるよう構成されている。

前記安全装置５１は、ＮＴＣ素子５０に直列接続された
スイッチ８１と、ＮＴＣ素子５０の過電流を検出するカ
ーレントトランス８２および制御回路８３とから構成さ
れている。そして、スイッチ８１は、カーレントトラン
ス８２を介して主スィッチ３に接続され、制御回路８３
は、カーレントトランス８２に接続されている。

これにより、安全装置５１は、ＮＴＣ素子５０の過電流
をカーレントトランス８２が検知すると、制御回路８３
を動作させて制御回路８３内のリレーによりスイッチ８
１をＯＦＦさせる極めて動作の速い過電流防止安全回路
として機能する。

なお、その他の構成は、第丁実施例と同様であり、その
他の安全装置、部品等が付加されるが説明を省略する。

上記構成において、送風機切替スイッチ８０をＨに設定
した状態で主スィッチ３をＯＮした場合、スイッチ８１
がＯＮして、切替スイッチ８０のＨ端子もＯＮするので
送風機２はＨの状態で運転される。この状態では、送風
機２は“強”運転となるため、消費電力は小となり通常
の暖房運転となる。　　　　、 この状態で、１．２ＫＷの電力で送風量が約１ｍ３７分
（第９図（ａ）　では５６ｍ５／時）の状態でバランス
すると、ＮＴＣ素子５０は、送風機２の送風量により大
きく変動して電力が変化する。

第９図（ａ）　　（ｂ）、第１０図（ａ）　　（ｂ）ｉ
：て消費電力、素子温度の変化特性のテストデータ例を
示す。

本実施例による確認テストにおいて、第９図（ａ）（ｂ
）に示すような変動値を確認した。

第９図（ｂ）は常温抵抗値が１３ΩのＮＴＣ素子の特性
例で、ヒータ電圧１００Ｖで送風風量を２８〜５６ｍ３
／時間に変化さすた場合、消費電力は１２００〜２８５
０Ｗと変動している（９０■以下についても変化効率は
小さくなるが差は出る）。

このように、同一抵抗値のＮＴＣ素子でも消費電力は種
々変更できる。当然、素子寸法を変えても同様な傾向に
なる特性をＮＴＣ素子は有している。

次に、第１０図（ａ）（ｂ）は送風風量と消費電力、素
子温度の関連を示している。

当然のことであるが、送風風量が減れば素子温度は上昇
する（ＰＴＣ素子では上限温度は約１９０℃前後に限定
されている）。これもＮＴＣ素子の特性である。

第１１図（ａ）（ｂ）は、触媒を付着させたハニカム形
状の素子を所定温度に加熱し、その通風口にガス分を含
む空気を通風して、その中に含まれるガス分が触媒によ
り浄化された、残存率を調べたテストデータ例である。

このテストでは、アンモニアガス、窒素酸化物を使用し
、ハニカム状のＮＴＣ素子部を１回通過した場合の浄化
残存率を示す。

図から明らかなように、通過するガス成分により浄化効
果温度は異なる。すなわち、アンモニアガス（Ａ、　Ｂ
）の場合は２４０℃雰囲気で効果が現れるが、窒素酸化
物（Ｃ，Ｂ）の方は４００℃近く温度を上げないと効果
が発揮されない。

このように、触媒の効果を充分に発揮させるには、目的
に合わせてＮＴＣ素子の温度を上げることが有効な手段
の１つであることは明確である。

さらに、素子部分を通過するガスの通過速度（ＳＶ値）
により、触媒との接触反応が長いほど効果的である。

なお、第１１図（ａ）　　（ｂ）に出てくるＳＶ値とは
、素子の総体積Ｖと送風風量７１時間Ｑとの関連を表す
数値で、５Ｖ＝Ｑ／Ｖで求められる。

第１１図から明らかなようにＡ：Ｂ、ＣＯＤと対比した
とき、素子が効果温度に達した場合には大差が生じた。

第９〜１１図の効果より、触媒の効果を上げ、実用的に
するには、素子温度、送風風量の関係により効率は変化
する。

第１１図（ａ）のＳｖ値Ａの場合の結果比較をすると、
２４０℃の効率は５５％、３００℃の効率は７５％とな
っている。ＳＶ値Ｂの場合には、さらに効率アップして
８５％、９５％となる。

したがって、本実施例のように、送風風量を低下させる
ことにより、同時に自動的に消費電力を増加、素子温度
を上昇させることができる。しかも、送風量、ヒータ消
費電力の各々任意の組み合わせにより、用途にあった使
用が選定できる（素子の容量を大きく設定すれば、送風
風量の影響を受けにくく、容量が小さいと影響を受けや
すい）。

このように、素子温度が同一で送風風量が少なくなると
、ＳＶ値が小さくなり触媒効率は向上する（消費電力は
小さくて済む方向になる）。

本実施例において、消費電力を上昇させて、さらに風量
を低下させている。この目的は、“強”運転時と同じヒ
ータ体積部にて触媒効果を得るためである。

このことにより、ＳＶ値は低下し効率が上昇する。これ
は、ＮＴＣ特性のヒータ素子を使用するため、送風機の
出力のみ変化させるだけで容易に実施できる（特別なヒ
ータ切替回路は必要としない）。

また、異常状態として送風機の送風量が低下した場合に
は（送風通路の詰まり、送風機の能力低下、停止等）、
素子温度が設定値より上昇し、消費電力が増加し、ヒー
タ素子温度が異常高温になり危険となる。このとき、本
実施例では、安全装置５１を設けているため、検知電流
値になると電源を切り、ＮＴＣ素子の異常過熱を防止で
きる。

さらに、素子温度、電流値の増加速度は急激で通常の温
度検知器（サーモスタット、温度ヒユーズ）、電流検知
器（電流ヒユーズ、電流ブレーカ）等では検知が遅く効
果を発揮できないが、本実施例の安全装置５１は、配線
中の電流量をカーレントトランス８２にて検知して制御
回路８３中のリレーの制御によりヒータ回路の電源を切
る方式であるため、反応が速く、制御が速やかに行われ
るため安全である。

なお、第１２図（ａ）（ｂ）にて送風機停止時の電力、
素子温度の変化状態を示す。

［第三実施例］ 本実施例の通風式温風機は、ＮＴＣ素子の欠点である温
度上昇に伴う電流の増加、暴走に起因する異常加熱によ
る危険を防止するため、ＰＴＣ素子を補助ヒータとして
送風通路に設けることにより、電流、温度検知機能を付
加し異常時の安全を確保している。

すなわち、第１３．１４図の如く、主ヒータとしてのＮ
ＴＣ素子５０と、補助ヒータとしてのＰＴＣ素子１と、
熱交換用の送風機２とを備え、前記ＰＴＣ素子１は、Ｎ
ＴＣ素子５０に直列接続されてＮＴＣ素子５０と同一の
送風通路（ＮＴＣ素子５０よりも送風機２側）内に配置
されてい名。

これにより、設計設定した以上の危険な過電流がヒータ
回路に流れた場合には、加熱温度の上昇に伴いＰＴＣ素
子１の抵抗値が急増し、ＮＴＣ素子５０とＰＴＣ素子１
の合成抵抗値を増加させるため、電流が激減してＮＴＣ
素子５０の電力を制御させる動作の速い過電流防止安全
回路となる。

なお、第１３図は本実施例の温風機の基本電気回路図、
第１４図は送風機およびＮＴＣ素子、ＰＴＣ素子の配列
を示す図であり、その他の構成は第二実施例と同様であ
る。

上記構成において、異常状態として送風機２の送風量が
低下した場合には（送風通路の詰まり、送風機の能力低
下、停止等）、ＮＴＣ素子５０の素子温度が設定値より
上昇し、消費電力が増加してＮＴＣ素子温度が異常高温
になり危険となる。

このとき、ＰＴＣ素子１をＮＴＣ素子５０に直列に配線
しているため、電流増加によりＰＴＣ素子１の出力が一
瞬増加して素子温度が上がり、抵抗値が急速に増加する
。

しかも、ＰＴＣ素子１は、正常運転時では通風通路に置
かれて強制的に冷却されて所定の抵抗値を保持している
が、送風量の低下により、過熱が進み抵抗値が更に急増
することになるので、回路への電流が遮断され電源を切
ったと同等の効果となり、異常過熱を防止できる。

また、特別な電気回路を必要としないため、所定の抵抗
特性を有するＰＴＣ素子を選定接続するだけで効果を発
揮するので、部品管理、組立等の面より大きなコスト的
にメリットがある。

［第四実施例］ 本実施例は、自動車用温風機であって、第１５゜１６図
の如く、エンジン系統部Ｅの発熱を冷却する送風機２を
有する自動車において、車内Ｃとエンジン系統部Ｅとの
間にＰＴＣ素子１を設け、エンジン系統部Ｅの温度が所
定の温度に上昇するまでＰＴＣ素子１を通電発熱させ、
エンジン系統部Ｅの温度が所定温度に上昇すると、ＰＴ
Ｃ特性にて自己制御するものである。

ここで、第１７図に本実施例の温風機における電気回路
図を示す。

図中、９０は送風機２の回転方向を切り替える切替スイ
ッチで、これにより送風方向または送風量の増減を切り
替え可能とされている。また、９１はヒータ用のスイッ
チ、３は主スィッチである。

なお、第１５図は車内１＝温風を供給している状態を示
す図、第１６図は送風機の回転軸方向を切り替えてバッ
テリーに温風を加えている状態を示す図である 第１５図においては、通風口１０と送風機２の間に設け
たＰＴＣ素子１に対して、ＤＣ電源で始動初期時のみ通
電することにより、温風が最初がら車内Ｃに供給される
。このため、車内Ｃは最初から暖房効果が得られる。

そして、ＰＴＣ素子ｌはＰＴＣ特性を有するため、エン
ジン系統部Ｅｆ）温風が上昇して（ると、その温度の影
響を受け、抵抗値が増大して電流を制御して出力を低下
させる。

つまり、エンジン系統部Ｅが通常の運転状態になった時
点では、ＰＴＣ素子１の電力は０または０に近い値に抑
えることができる。

また、第１６図では、送風機２またはそれに相当する送
風機で、ＰＴＣ素子１の発熱をメカニック部のバッテリ
ーに向けて吹きつけて温風を加えることにより、バッテ
リーの低温による性能低下を少なくすることができる。

なお、第１５．１６図において、車内送風機を送風機２
と共用としているが、専用の小型送風機を設けても良い
。

以上の如く、ＰＴＣ素子を併用することにより、始動時
の車内暖房効果のスピードアップが図れ、かつ自動的に
ＰＴＣ素子の自己制御により過熱を防ぎ節電となる。

ＰＴＣ素子は、素子温度が一定温度に達すると、抵抗が
大となり通電を自己制御する特性を有しているため、送
風量が減少し、送風量が上昇した場合についてもヒータ
出力は低下するので安全である。

すなわち、第１８図に示す如く、通電初期に瞬間的に突
入電流が流れるが、素子温度の上昇により一定電流とな
る。外部より温度が加わると、抵抗値が大となって殆ど
電流を流さない状態となり、通常の暖房と同様、ＰＴＣ
素子１のない状態となる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。−第一実施例においては
、安全装置５１として、直列抵抗接続による電圧降下出
力調整方式を例に挙げて説明したが、安全装置５１を他
の電子回路と送風量検知センサーとの組み合わせにより
構成しても同様の効果が出る。

また、第三実施例においては、暖房を主として使用する
ときには、“強”運転、温度調節器等を接続して自動温
度運転で“強”停止”の自動切替運転を行いながら室内
温度の調節、“弱”運転では、室内空気の触媒効果を上
げることができるが、また他の自動運転方法として、”
強”、“弱”の組み合わせ設定として暖房と脱臭の自動
運転としても良い。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、 （１）本発明請求項１によると、送風機の異常によって
送風量が所定以下に低下した場合、安全装置により、Ｎ
ＴＣ素子への印加電圧を低下させることがてきるのて、
ＮＴＣ素子温度の上昇を防止できる。

（２）請求項２によると、安全装置は、ＮＴＣ素子の過
電流を検知して電源を切るので、送風量低下時の電流急
増によるＮＴＣ素子の過熱等を防止することができる。

（３）請求項３によると、補助ヒータとしてＰＴＣ素子
を主ヒータのＮＴＣ素子に直列に配列し、かつ同一の送
風通路に配置することにより、送風機にトラブルが発生
した場合、ＰＴＣ素子の変化（自己制御作用）はより敏
感になる。

このため、安全装置としての動作が機敏となり、より安
全性を高めることができる。

（４）請求項４によると、暖房用としての使用はもとよ
り、送風機会の送風量を“弱”に切り替えるだけで、Ｎ
ＴＣ素子の特性を利用しつつ、触媒部分の温度を有効な
温度にすることができる。

このため、低風量で触媒効果を向上でき、騒音の問題も
解消できる。

また、ＮＴＣ素子通過時の触媒効率を上げるようにした
ため、器具から吹き出す温風の空気量は減るが、温風は
清浄化されたものであるので、使用者に当たっても不快
感を与えないで済む。

最も効果的な使用例としては、トイレで採暖、脱臭用と
して低送風量で運転する場合、臭気の撹拌が少なく、器
具から吹き出す温風は触媒効果で清浄化された空気とな
り、使用者には不快感を与えずトイレ用暖房器としての
役目も充分に発揮することが可能となる。

以上（１）〜（４）から、従来家庭用機器に使用されな
かったＮＴＣ素子を使用でき、しかもこのＮＴＣ特性を
有効に活用することができる。

（５）請求項５によると、ＰＴＣ素子を併用することに
より、冬期のエンジン始動時の車内暖房効果のスピード
アップが図れ、かつ自動的にＰＴＣ素子の自己制御によ
り過熱を防ぎ節電となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の温風機に係る基本電気回
路図、 第２図はＮＴＣ素子、ＰＴＣ素子について送風量の有無
による出力を比較した図、 第３図はＮＴＣ素子への送風量がＸ秒だけ停止して出力
がＡＸ迄増加した時点で、ＮＴＣ素子の出力を低下させ
た状態を示す図、 第４図は送風による温風暖房運転をしている状態を示す
図、 第５図は送風停止の輻射暖房をしている状態を示す図、 第６図はＮＴＣ素子の送風量による抵抗の増減の関係を
示す図、 第７図は本発明第二実施例の温風機に係る基本電気回路
図、 第８図はＮＴＣ素子と送風量の関連による電力変化のシ
ステム図、 第９図（ａ）（ｂ）は送風量と消費電力素子温度の関連
を示す図、 第１０図（ａ）、（ｂ）は送風風量と消費電力、素子温
度の関連を示す図、 第１１図（ａ）（ｂ）はＳＶ値と触媒効率、素子温度の
関連を示す区、 第１２図（ａ）（ｂ）は送風機能停止時の消費電力、素
子温度の関連を示す図、 第１３図は本発明第三実施例の温風機に係る基本電気回
路図、 第１４図は送風機およびＮＴＣ素子、ＰＴＣ素子の配列
を示す図、 第１５図は本発明第四実施例の温風機において車内に温
風を供給している状態を示す図、第１６図は同じ（送風
機を回転方向を切り替えてバッテリーに温風を加えてい
る状態を示す図、第１７図は同じくその基本電気回路図
、第１８図は通電初期に突入電流が流れた際のＰＴＣ素
子の素子温度の上昇を示す図、 第１９図は従来のＰＴＣ素子を用いた温風機に係る基本
電気回路図、 第２０図はハニカム状セラミックヒータの外観斜視図、 第２１図はフィン付セラミックヒータの外観斜視図、 第２２図はハーモニカ状セラミックヒータの外観斜視図
、 第２３図は第２０〜２２図と異なるセラミックヒータの
側面斜視断面図、 第２４図は第２３図のセラミックヒータを温風機に装着
した状態を示す図、 第２５図はＰＴＣ素子の特性を示す図、第２６図はスポ
ット暖房用として個人用温風機に係る温風の室内対流状
態を示す図、 第２７図はＮＴＣ素子の特性を示す図、第２８図は従来
の自動車の温風機を示す概略図である。 １　：　ＰＴＣ素子、２：送風機、９：触媒、５０：Ｎ
ＴＣ素子、５１．安全装置、５１Ａ、５１Ｂ：風圧スイ
ッチ、５１Ｃ：抵抗、８０．送風機切替スイッチ、８２
：カーレントトランス、Ｅ　エンジン系統部。 出　願　人　　ンヤープ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負特性ヒータ素子と、熱交換用の送風機とを備え、 送風機の異常によつて送風量が所定量以下 に低下した場合、 負特性ヒータ素子への印加電圧を低下して 負特性ヒータ素子の出力を低下させる安全装置が設けら
   れた ことを特徴とする温風機。 ２、負特性ヒータ素子と、熱交換用の送風機とを備え、 送風機の異常によつて送風量が低下した場 合、 負特性ヒータ素子の過電流を検知して負特 性ヒータ素子の電源を切る安全装置が設けられた ことを特徴とする温風機。 ３、主ヒータとしての負特性ヒータ素子と、補助ヒータ
   としての正特性ヒータ素子と、熱交換用の送風機とを備
   え、 前記正特性ヒータ素子は、 負特性ヒータ素子に直列接続されて負特性 ヒータ素子と同一の送風通路内に配置されたことを特徴
   とする温風機。 ４、請求項１ないし３記載の温風機において、脱臭機能
   を有する複数の触媒が設けられ、 脱臭運転時には、 送風機の通風量を弱にしてヒータ素子温度 を上げる ことを特徴とする温風機。 ５、自動車のエンジン系統部の発熱を冷却する送風機と
   、素子温度が一定温度に達すると抵抗が大となり通電を
   自己制御する特性を有する正特性ヒータ素子とを備え、 エンジン系統部の温度が所定温度に上昇す るまで正特性ヒータ素子を通電発熱させる電気回路が設
   けられた ことを特徴とする温風機。