JPH04305716A

JPH04305716A - 電気採暖具

Info

Publication number: JPH04305716A
Application number: JP7009991A
Authority: JP
Inventors: Iwao Inoue; 巌井上
Original assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Current assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1992-10-28
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JP2896941B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気採暖具に関し、更
に詳細には、人体の極く近くにヒーター線が配置される
電気カーペットなどに有利に適用できる電気採暖具に関
するものである。〔従来の技術〕電気カーペットや電気毛布などの電気採
暖具は、例えば、特公昭６１−３８４８８号公報、実公
平１−１６１７１号公報、及び、実公平１−１６１７１
号公報などに開示されているように、プラスチックサー
ミスタを使用した感温層を介して発熱用抵抗線と温度検
知線とを配した発熱−温度検知線を用い、制御温度範囲
では、感温層のインピーダンスに対応した信号電流によ
って温度制御スイッチをオンオフして電気採暖具を制御
し、温度が異常に高くなると、感温層が融解して発熱用
抵抗線と温度検知線とを短絡させ、大きな電流を流して
発熱抵抗を発熱させ、温度ヒューズを溶断して電源を遮
断するようにしている。

【０００２】また、実公昭５８−３４８４６号公報には
、感温層を介して電源線と温度検知線とを配した温度制
御専用の温度検知線を用い、温度制御に使用する温度検
知を、ヒーター線から切り離すことによって、感温層に
直流電圧が印加されることを防止してポリ塩化ビニルの
使用を可能にし、湿度変化に影響されない温度制御装置
を開示している。

【０００３】また、後者の前記公報には、ポリアミド樹
脂を感温層を介して、２本の発熱用抵抗線を配置したヒ
ーター線を使用し、前記２本の発熱用抵抗線との間にサ
イリスタを接続して、ヒーター線内を同じ方向に電流を
流すように接続した発熱回路を設け、ヒーター線の温度
が異常に高くなった場合にヒーター線を短絡して温度ヒ
ューズを溶断するするようにした電気採暖具が開示され
ている。開示された該ヒーター線は、いずれの部分が短
絡しても、同じ大きさの短絡電流を得ることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、交流電流が
流れると交番磁界が発生することは周知である。電気毛
布などの電気採暖具は、発熱面が広く、遮蔽することが
困難であるので、映像、音声電気製品などのＡＶ製品に
ノイズを与える危険がある。また、近時、この交番磁界
が人体に好ましくない影響を懸念する報告がなされてい
る。したがって、電気カーペットや電気毛布などの発熱
用電流から発生する磁界は強度が極く弱いものであるが
、ヒーター線を消磁型とすることは、好ましいことであ
る。

【０００５】特に、電気カーペットなど、床暖房用の電
気採暖具は、電気毛布と同様に人体の近くにヒーター線
が配置され、しかも、電気毛布などと比較して、大きな
電流容量が要求され、しかも、ヒーター線の配置面積も
より大きなものとなる。したがって、前記ノイズ発生な
どに対する対策も、更に重要になる。本発明は、以上の
問題に着目して成されたものであり、電気カーペットな
ど、比較的発熱容量を大きくすることを可能にし、しか
も、ヒーター線からの交番磁界の発生を防止し、更に、
ヒーター線の過熱による事故を未然に防止できる電気採
暖具を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の電気採暖具の構成は、可撓性で電気絶縁性
の芯線に発熱抵抗線を巻付け、その上に所定の温度で融
解する可撓性感温樹脂の被覆層を設け、該被覆層に過昇
温検知線を巻付け、その上に前記感温樹脂の被覆層を設
け、該被覆層に発熱抵抗線を巻付け、その上を可撓性絶
縁材で被覆し、前記２本の発熱抵抗線の一端側を互いに
接続して２本の発熱抵抗線に逆方向の電流が流れるよう
にしたヒーター線を形成し、該ヒーター線が過熱し、前
記可撓性感温樹脂が融解して発熱抵抗線と過昇温検知線
とが短絡し、該過昇温検知線に流れる電流で前記過熱を
検出するようにしたものである。

【０００７】また、前記過熱を検出する緊急遮断回路は
、次のようにして形成することができる。即ち、前記ヒ
ーター線の発熱用抵抗線から成る発熱回路に並列して、
アノード側を対向させて直列に接続した第１及び第２半
波整流素子を接続し、前記アノード側と過昇温検知線と
を、遮断器駆動抵抗を介して接続して形成し、この並列
回路に、熱応動遮断器と温度スイッチとを直列に接続し
て電源回路を接続し、ヒーター線が過熱し、前記感温樹
脂が融解して発熱抵抗線と過昇温検知線とが短絡し、遮
断器駆動抵抗の発生するジュール熱で熱応動遮断器を作
動させて電源回路を遮断するようにして電気採暖具を形
成することができる。

【０００８】前記緊急遮断回路に介装する遮断器駆動抵
抗は、第１及び第２半波整流素子のアノードと過昇温検
知線との間に両半波整流素子のいずれが導通しても発熱
するように介装してもよく、また、各半波整流素子ごと
に１個の遮断器駆動抵抗を直列接続してもよい。所定の
温度で融解する感温樹脂は、例えば、ポリアミド樹脂な
どの公知の樹脂を使用することができる。

【０００９】前記熱応動遮断器として、温度ヒューズを
使用することができるが、本発明はこれに限定されない
。また、前記温度スイッチは、従来と同様に、有接点ス
イッチ、無接点スイッチのいずれも使用することができ
、発熱量を大きくするためには、交流電源に対して双方
向に電流を流せるスイッチを使用することがこのましい
。即ち、無接点スイッチとしては、例えば、トライアッ
クなどを使用することができる。該温度スイッチを制御
するための温度検知手段は、従来の電気採暖具と同様に
、温度に依存してインピーダンスが変化するプラスチッ
クサーミスタを介して２本の導線を配置した温度検知線
を、ヒーター線を配置した発熱領域にに配置し、該温度
検知線から得られる信号電流を、前記温度スイッチを駆
動する温度制御装置に出力するようにすればよい。

【００１０】前記ヒーター線は、２本の発熱用抵抗線に
、全く同じ大きさで、方向が逆の電流が流れるので、発
熱回路が正常に作動する際には、過昇温検知線には、実
質的に電流が流れないようにすることができるので、消
磁性とすることができる。したがって、発熱用電流によ
り、ＡＶ機器にノイズを与える危険を防止し、また、人
体の近くに交番磁界が発生することを防止する作用を有
する。また、ヒーター線を、２本の発熱線と過昇温検知
線との３線構成とすると、双方向に発熱用電流を流して
発熱量を大きくすることと、消磁性とすることとを両立
させることを可能にする。

【００１１】

【実施例】以下添付の図を対照して、実施例により本発
明の電気採暖具を具体的に説明する。実施例１の電気採
暖具、例えば電気カーペットは、図１に示すように、ヒ
ーター線１と電源回路２とから成っている。そして、ヒ
ーター線１は、図２に示すように、例えばポリエステル
などの可撓性樹脂、あるいはガラスファイバーなどの可
撓性無機材料などから成る芯４に発熱用抵抗線Ｒ１　を
捲き付け、その上に感温樹脂層Ｓ１　を被覆し、その上
に導電線から成る過昇温検知線６を巻付け、更にその上
に感温樹脂層Ｓ２　を被覆し、その上に発熱用抵抗線Ｒ
２　を巻付け、表面を、例えば軟質塩化ビニール樹脂な
どの絶縁被覆８を施したものである。したがって、発熱
用抵抗線Ｒ１，Ｒ２　には、同じ大きさで方向が反対の
電流が流れ、ヒーター線２の周囲に生じる磁界を互いに
打ち消すようにし、ヒーター線２の周囲に交番磁界を発
生させないようにすることができる。そして、前記発熱
用抵抗線Ｒ１，Ｒ２　の一端を、図１に示すように導線
１０で直列接続し、他端を発熱用端子１２に接続して発
熱回路を形成している。

【００１２】前記電源回路２は、発熱用端子１２と商用
電源Ｅとの間に介装され、例えば、トライアックなどか
ら成る温度スイッチＴｓ、温度ヒューズから成る熱応動
遮断器Ｆｔ、及び、電流ヒューズＦｃを介装し、電圧１
００Ｖの　　商用交流電源Ｅを接続して形成した。なお
、温度スイッチＴｓを制御する温度制御装置は、ヒータ
ー線１に平行して温度検知線（図示せず）を配置し、該
温度検知線の出力する温度信号により制御信号を出力す
る、通常の制御手段を使用した。

【００１３】緊急遮断回路１６は、第１ダイオードＤ１
　及び第２ダイオードＤ２　を、互いにアノード側を対
向させて直列に接続して、ヒーター線１に並列的に接続
し、該第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２　のアノード側
と端子１４との間に熱応動遮断器Ｆｔである温度ヒュー
ズを溶断する遮断器駆動抵抗ｒを介装して形成した。な
お、ヒーター線１と電源回路２との接続は、図１に示す
ように、直接接続してもよく、また、図示しないリード
線で接続してもよい。

【００１４】次に、図１〜図２によって説明した実施例
１の電気暖房具の動作を説明する。温度スイッチＴｓが
オンすると、発熱抵抗線Ｒ１，Ｒ２　に電流Ｉが流れる
。この電流Ｉは、図２に実線及び点線で示したように、
発熱抵抗線Ｒ１　及び発熱抵抗線Ｒ２　それぞれを流れ
る電流の方向が逆になり、ヒーター線１の外部に出る磁
力線を発生することなく、発熱させることができる。こ
の消磁性は、図２は、発熱抵抗線Ｒ１，Ｒ２　が、同じ
方向に巻付けているが、互いに逆の方向に巻いても、消
磁性が得られる。また、感温樹脂層Ｓ１，Ｓ２　に、ポ
リアミド樹脂などは、温度に依存して僅かな電流を流す
が、発熱用電流に比較して極く僅かであり、ＡＶ機器な
どのノイズ発生原因になる危険はない。

【００１５】次に、緊急遮断回路１６の動作について説
明する。例えば温度スイッチＴｓが故障し、ヒーター線
１に電流が流れ続けると、ヒーター線１の温度が上昇し
、感熱樹脂素子Ｓ１　が過熱され過昇温すると、該感熱
樹脂素子Ｓ１　が融解するようになる。すると、発熱用
抵抗線Ｒ１と過昇温検知線６とが短絡し、電源電圧の位
相に応じて、第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２　のいず
れかに電流が流れ、該電流で遮断器駆動抵抗ｒが発熱し
、該熱で熱応動遮断器Ｆｔが作動し、電源が遮断される
。

【００１６】この場合、発熱用抵抗線Ｒ１　と過昇温検
知線６との短絡位置によって発熱量が一定ではない。い
ま、遮断器駆動抵抗ｒの抵抗値をｒで表し、また、発熱
抵抗線Ｒ１　及び発熱抵抗線Ｒ２　の抵抗値をＲで表す
と、通常の電気カーペットなどでは、ｒ≫Ｒの関係が成
り立つ。そこで、図１のａ，ｂ，ｃの各点が短絡した場
合のヒーター線１と緊急遮断回路１６との等価回路を求
めると、それぞれ、図４Ａ〜図４Ｃに示す等価回路が得
られ、短絡位置ａ，ｂ，ｃに対応する各条件での遮断器
駆動抵抗ｒの消費電力（発熱量）Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ　を
求めると、表１の関係が得られる。

【００１７】

【表１】表１を図に示すと図３が得られる。したがって
、短絡点ｃの位置で熱応動遮断器Ｆｔが回路を遮断する
ように設計するばよい。以上説明したように、実施例１
の電気暖房具は、ヒーター線１が過熱状態となった際は
、緊急遮断回路１６が作動して、火災などの事故を未然
に防止することができる。

【００１８】図５は、実施例１の変形例１を示すもので
ある。このように、遮断器駆動抵抗ｒを２個用い、それ
ぞれ、第１ダイオードＤ１　及び第２ダイオードＤ２　
に直列接続し、且つ、遮断器駆動抵抗ｒを、端子１４に
ではなく、端子１８に接続して実施したものである。図
のヒーター線１は、極く短く記載しているが、実際は、
径（外径：３ｍｍ程度）に対して極めて長く、ヒーター
線１の配置の仕方によっては、端子１４と端子１８とを
極く近くに配置でき、ヒーター線１と電源回路２及び緊
急遮断回路１６との接続作業性を改善することができる
。

【００１９】図６は、実施例１の別の変形例である。即
ち、端子１４と端子１８とを電線２０で短絡させたもの
であり、過昇温検知線６が断線した場合でも、発熱用抵
抗線Ｒ１　と過昇温検知線６との短絡の検出を確実に行
うことができる。

【００２０】

【考案の効果】以上説明したように、本発明の電気採暖
具は、一方の端部を互いに短絡させた２本の発熱用抵抗
線を実質的に平行に配置して、発熱用電流により外部に
磁界が生じないようにし、これに、所定の温度で融解す
る樹脂を介して過昇温検知線を配して、温度が異常に上
昇した場合に電源を遮断するようにしたので次の効果が
得られる。

【００２１】即ち、交流電源の全波に対し発熱させるこ
とができるので、半波発熱に対して発熱量を大きくする
ことができる。また、発熱面が広く、しかも，シールド
が不可能なる電気カーペットなどからの交番磁界の発生
を防止することができる。したがって、ラジオなどＡＶ
機器のノイズ発生を防止し、採暖具に接して暖を採る人
体への影響に対する懸念をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用した実施例１の電気採暖具の概要
回路図である。

【図２】図１に使用したヒーター線を一部破断して示し
た部分斜視図である。

【図３】図１に示すヒーター線が過昇温した場合の熱応
動遮断器の作動特性を説明する図である。

【図４】Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、図１に示すヒーター
線の短絡位置ａ，ｂ，ｃに対する等価回路図である。

【図５】実施例１の変形例の概要回路図である。

【図６】実施例１の別の変形例の概要回路図である。

【符号の説明】

１　　ヒーター線　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２　　電源回路６　　過昇温検知線　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１０　　短絡線１６　　緊急
遮断回路　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ１　
第１ダイオードＤ２　第２ダイオード　　　　　　　　　　　　　　　
　Ｅ　　交流電源Ｆｔ　　熱応動遮断器　　　　　　　
　　　　　　　　　　　Ｒ１　発熱用抵抗線Ｒ２　発熱
用抵抗線　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒ　　
遮断器駆動抵抗Ｓ１　感温樹脂層　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｓ２　感温樹脂層Ｔｓ　　温度スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　可撓性で電気絶縁性の芯線に発熱抵抗
線を巻付け、その上に所定の温度で融解する可撓性感温
樹脂の被覆層を設け、該被覆層に過昇温検知線を巻付け
、その上に前記感温樹脂の被覆層を設け、該被覆層に発
熱抵抗線を巻付け、その上を可撓性絶縁材で被覆し、前
記２本の発熱抵抗線の一端側を互いに接続して２本の発
熱抵抗線に逆方向の電流が流れるようにした可撓性のヒ
ーター線を形成し、該ヒーター線が過熱し、前記可撓性
感温樹脂が融解して発熱抵抗線と過昇温検知線とが短絡
し、該過昇温検知線に流れる電流で前記過熱を検出する
ようにした電気採暖具。
【請求項２】　　前記ヒーター線の発熱用抵抗線から成
る発熱回路と、電源回路と、緊急遮断回路とから成り、
電源回路は、前記発熱回路に、熱応動遮断器と温度スイ
ッチとを直列に接続して形成し、緊急遮断回路は、アノ
ード側を対向させて直列に接続した第１及び第２半波整
流素子を、前記発熱回路に並列接続し、前記アノード側
と過昇温検知線とを、遮断器駆動抵抗を介して接続して
形成し、ヒーター線が過熱し、前記感温樹脂が融解して
発熱抵抗線と過昇温検知線とが短絡し、遮断器駆動抵抗
の発生するジュール熱で熱応動遮断器を作動させて電源
回路を遮断するようにした請求項１の電気採暖具。
【請求項３】　　前記熱応動遮断器が温度ヒューズであ
る請求項２の電気採暖具。