JPH05133613A - 電気蓄熱暖房器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は発熱体による蓄熱体の蓄熱量を室温
に応じて制御することにより、室内の暖房に不要な熱の
蓄熱を防止して不要な消費電力をなくすことを目的とす
る。 【構成】 発熱体２５により加熱される蓄熱体２２の蓄
熱温度を検知する蓄熱体２２に埋め込んだサーミスタ３
５の蓄熱検知出力と、室温を検知する本体２１に設けた
サーミスタ３６の室温検知出力とを比較し、その比較に
よる出力によって発熱体２５への通電を制御するよう構
成し、その通電の制御によって、室温が高い場合は、蓄
熱体２２の蓄熱温度が低くなるよう蓄熱体２２の蓄熱量
を少なくし、室温が低い場合は、蓄熱体２２の蓄熱温度
を高くなるよう蓄熱体２２の蓄熱量を多くすることによ
り、無駄な消費電力をなくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気エネルギーを顕熱と
して蓄熱し、その蓄熱された熱を放熱することにより暖
房する電気蓄熱暖房器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気蓄熱暖房器は消費電力の平準
化を行う為、夜間電力の利用が関係機関により推進され
ている。

【０００３】以下従来における電気蓄熱暖房器の一例に
ついて図面を参照して説明する。図６において、本体１
の内部空間に酸化鉄酸化マグネシアの焼結体からなる蓄
熱体２が配設され、その蓄熱体２の周囲は本体１の外壁
部との間に所定の隙間空間を有して配設された断熱部材
３で覆われている。その蓄熱体２と断熱部材３には上下
方向に貫通する貫通孔４が形成され、その貫通孔４の内
に蓄熱体を加熱する発熱体５が配設されている。断熱部
材３の外面には蓄熱体２の温度が所定の蓄熱温度になる
と発熱体５への通電を停止するよう動作する蓄熱温度を
検知手段である温度過昇防止スイッチ６が配設されてい
る。

【０００４】本体１の外壁部には前面上部に位置する排
気口７と底面に位置する吸気口８と後面に位置する冷却
用吸気口９がそれぞれ設けられている。貫通孔４の上方
開口にはダンパー１０が設けられ、そのダンパー１０に
よる前記上方開口の開度調整はバイメタル１１によって
おこなわれている。そのバイメタル１１は冷却用吸気口
９から前記隙間空間を介して導かれる冷空気の温度に応
じてその位置が変化してダンパー１０の開度を調整す
る。すなわち、前記冷空気の温度が高くなるほどダンパ
ー１０の開度が低くなるようになっている。

【０００５】以上のように構成された電気蓄熱暖房器に
ついて、以下、その動作について図６を参照しながら説
明する。

【０００６】まず、発熱体５に通電されると、その発熱
体５により蓄熱体２が加熱され、発熱体５の熱が蓄熱体
２に蓄熱される。発熱体５への通電時間の経過と共に蓄
熱体２の蓄熱温度は上昇し、その蓄熱温度が約６００℃
の蓄熱設定温度になると温度過昇防止スイッチ６が作動
して発熱体５への通電が断たれ、蓄熱体２の温度上昇は
止まって蓄熱体２の蓄熱温度状態は一定となり蓄熱過程
が完了する。

【０００７】その蓄熱体２の蓄熱により、吸気口８を介
して貫通孔４に導かれた冷空気は温空気に変えられ、そ
の温空気はダンパー１０が開かれることにより貫通孔４
の上方開口を介して排気口７より外方に排気され室内が
暖房される。その室内の暖房設定温度の設定するための
ダンパー１０の開度の設定は、バイメタル１１の位置設
定用の操作ツマミを採暖者が操作することによりおこな
われる。室温の上昇によって冷却用吸気口９から前記隙
間空間を介して導かれる冷空気の温度が順次高くなって
いくと、バイメタル１１の位置はダンパー１０の開度が
低くなる方向に自動的に変化して排気口７からの温空気
の量を順次減少させていく。そして、室温が前記暖房設
定温度に達すると、ダンパー１０の開度は室温が前記暖
房設定温度に保持される程度の開度あるいは零となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成においては、蓄熱体２の蓄熱温度の検知をお
こなう温度過昇防止スイッチ６による発熱体５への通電
の制御は、蓄熱体の蓄熱温度が常に前記蓄熱設定温度に
なるようにおこなわれていた。したがって、夜間に蓄熱
設定温度まで蓄熱した蓄熱体２からの放熱によりおこな
われる昼間等の暖房時間帯での室内の暖房は、その室内
の室温が高い、すなわち、あまり寒くない日の場合、蓄
熱体２から室内に放熱される熱量が少なくなるので蓄熱
体２に蓄熱されている蓄熱量が不必要な熱量として多く
残ることとなり、結果として、その不必要な熱量が蓄熱
体２に蓄熱されるに使われた消費電力が無駄であると言
う問題が生じていた。又、室内の室温が低い、すなわ
ち、非常に寒い日の場合、蓄熱体２から室内に放熱され
る熱量が多くなるので蓄熱体２の蓄熱設定温度まで蓄熱
された熱量では長時間の暖房をおこなうための蓄熱量が
不十分となり、採暖者によって設定された室内の温度の
確保が難しくなることが多々発生すると言う問題が発生
していた。

【０００９】本発明は前述した従来の問題点を解決する
ものであり、安全で、かつ、余分な消費電力が発生しな
い電気蓄熱暖房器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の蓄熱暖房器は断
熱部材で覆われた蓄熱空間内に、通電により発熱する発
熱体からの発熱を蓄熱する蓄熱体を配設し、室内の空気
を前記蓄熱空間内を通して再び室内に排気する電気蓄熱
暖房器において、前記蓄熱体の温度を検知する蓄熱温度
検知手段の出力と前記室内の室温を検知する室温検知手
段の出力とを比較し、その比較出力により前記発熱体の
通電を制御することを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の電気蓄熱暖房器は上記の構成によっ
て、前記蓄熱温度検知手段の蓄熱検知出力と前記室温検
知手段の室温検知出力とを通電制御手段により比較し、
その通電制御手段の出力により前記発熱体への通電が制
御されることにより、通電時に室温が低い場合は前記蓄
熱体の蓄熱温度を高くして蓄熱量が多くなり、通電時に
室温が高い場合は前記蓄熱体の蓄熱温度を低くして蓄熱
量が少なくなるので、その蓄熱量が常に適切に制御され
不必要な消費電力が発生しなくなる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例の電気蓄熱暖房器につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１及び図２において、本体２１の内部空
間Ａ内に、断熱部材２３で周囲が覆われた蓄熱空間Ｂを
設け、その蓄熱空間Ｂ内にはアルミナ、シリカからなる
複数の蓄熱体２２がその最上段と断熱部材２３の上方部
との間に上部空間が形成されるように積み重ねられて配
設されている。断熱部材２３は本体２１の各側方外壁部
との間に所定の隙間空間Ａ１を形成し、かつ、本体２１
の上方外壁部との間に所定の隙間空間Ａ２を形成して配
設されている。各蓄熱体２２の内部中央部には発熱体２
５が埋め込まれており、各発熱体２５による各蓄熱体２
２の加熱の際、各蓄熱体２２は均等に加熱されるように
なっている。その積み重ねられた各蓄熱体２２の中段に
位置する蓄熱体２２には蓄熱体２２の温度を検知する蓄
熱温度検知手段としてサーミスタ３５が埋め込まれてい
る。

【００１４】本体２１の外壁部には、その前面上方の位
置に第１の排気口２７が設けられ、本体２１の前面下方
と後面下方との位置には第１の吸気口２８がそれぞれ設
けられている。断熱部材２３の上方部には第２の排気口
３２ａ・３２ｂがそれぞれ設けられ、断熱部材２３の下
方部には本体２１の各第１の吸気口２８と向かい合う位
置に第２の吸気口３３がそれぞれ設けられ、その第２の
吸気口３３と第２の排気口３２ａ・３２ｂとの間の蓄熱
空間Ｂには、第２の吸気口３３より吸気された冷空気を
加熱して温空気にする熱交換用空気流通路が形成されて
いる。本実施例においては、第２の吸気口に対抗する各
蓄熱体２２の側面には互いに連続する凹溝３４がそれぞ
れ形成され、その凹溝３４と蓄熱空間Ｂの前記上部空間
により前記熱交換用空気流通路が形成されている。した
がって、第１の吸気口２８より吸気された冷空気は、隙
間空間Ａ１を介して第１の排気口２７より排気する第１
の空気流通路を通過することにより断熱部材２３を介し
て伝達された熱による本体２１の外壁部の加熱を防止す
る冷却用空気と、前記熱交換用空気流通路を介して第１
の排気口２７より排気する第２の空気流通路を通過する
ことにより室内を暖房する温空気となるものとなる。

【００１５】前記第２の排気口３２ａ・３２ｂの位置に
は、第２の排気口３２ａ・３２ｂを開閉するダンパー３
０ａ・３０ｂと、そのダンパー３０ａ・３０ｂにそれぞ
れ連結せしめた可動部を駆動することによりダンパー３
０ａ・３０ｂを開閉動作せしめるソレノイド３８ａ・３
８ｂとが開閉制御手段としてそれぞれ設けられている。
室温を検知可能な位置例えば、第１の吸気口２８の近傍
に位置する本体の外壁部に室温を検出する室温検知手段
としてサーミスタ３６，３７がそれぞれ設けられ、その
サーミスタ３６は発熱体２５の通電を制御する通電回路
（図４に示す）の一部となり、サーミスタ３７はソレノ
イド３８ａ・３８ｂを制御する開閉制御回路（図５）の
一部となる。

【００１６】図３は発熱体２５の制御系を示すもので、
商用電源の電源端子ａ，ｂ間には、並列に電気接続され
た複数の発熱体２５と、発熱体２５への通電時間を制御
する夜間用タイマー３９と、前記通電制御回路と前記開
閉制御回路との電源である制御回路用直流電源４０とが
それぞれ設けられている。電源端子ａとその電源端子ａ
に電気接続された複数の発熱体２５の一端側との間に
は、設定された所定の時間のみ発熱体２５への通電が可
能なように閉路されるタイマー３９の接点４１と、蓄熱
体２２の温度が蓄熱設定温度に達するまで発熱体２５へ
の通電が可能なように閉路される前記通電制御回路の一
部である後述のリレー４２の接点４３とが直列に電気接
続されている。

【００１７】次に図４を用いて発熱体２５の通電を制御
する通電制御回路を説明する。４４は室温を検知するサ
ーミスタ３６の室温検知出力電圧と蓄熱体２２の温度を
検知するサーミスタ３５の蓄熱検知出力電圧を比較する
電圧比較素子であり、その電圧比較素子４４の出力がト
ランジスター４５に入力される。そのトランジスタ４５
の出力により、電圧比較素子４４の出力に応じてリレー
４２を駆動制御し、そのリレー４２の接点４３は開路あ
るいは閉路の動作をおこなう。

【００１８】その接点４３の動作は、発熱体２５の加熱
により蓄熱体２２の温度が蓄熱設定温度まで上昇するま
では、温度上昇するほど抵抗値が小さくなるサーミスタ
３５によって電圧比較素子４４の端子イの電圧は順次低
くなるが、その電圧と電圧比較素子４４の端子ロの基準
電圧との電圧佐差が設定電圧差（例えば、０．５ボル
ト）以上であるので、電圧比較素子４４に出力が生じて
リレー４２の接点４３を閉路するため発熱体２５へ通電
が行われる。そして、蓄熱体２２の温度が蓄熱設定温度
に達する、すなわち、電圧比較素子４４の端子イの電圧
と電圧比較素子４４の端子ロの基準電圧との電圧差が前
記設定電圧差以下になるまでサーミスタ３５の抵抗値が
低くなると、電圧比較素子４４の出力がなくなりリレー
４２の接点４３を開路するので発熱体２５への通電が停
止される。

【００１９】尚、夜間の室温が低い場合には、サーミス
タ３６の抵抗値が大きくなって電圧比較素子４４の端子
ロの基準電圧が低くなるので、発熱体２５への通電時間
が長くなって蓄熱体２２の蓄熱温度が高くなり、その蓄
熱体２２の蓄熱量が多くなる。逆に、夜間の室温が高い
場合には、サーミスタ３６の抵抗値が小さくなって電圧
比較素子４４の端子ロの基準電圧が高くなるので、発熱
体２５への通電時間が短くなって蓄熱体２２の蓄熱温度
が低くなり、その蓄熱体２２の蓄熱量が少なくなる。す
なわち、夜間における蓄熱時の室温に応じて蓄熱体２２
に蓄熱される熱量が変化するよう構成されている。

【００２０】次に第５図を用いてソレノイド３８ａ・３
８ｂを制御する開閉制御回路を説明する。電圧比較素子
４６ａ・４６ｂのそれぞれの端子ハ・ホに各所定の基準
電圧が入力され、かつ、電圧比較素子４６ａ・４６ｂの
それぞれの端子ニ・ヘに室温を設定するために操作者に
よって操作される可変抵抗器４７の抵抗値と室温を検知
するサーミスタ３７の抵抗値とによって決定される電圧
が入力されることにより、各所定の基準電圧と前記の決
定された電圧との比較がそれぞれおこなわれる。そし
て、その電圧比較素子４６ａ・４６ｂの各出力が入力さ
れたトランジスタ４８ａ・４８ｂはソレノイド３８ａ・
３８ｂのソレノイドコイル４９ａ・４９ｂをそれぞれ制
御し、そのソレノイドコイル４９ａ・４９ｂによりソレ
ノイド３８ａ・３８ｂの各可動部が駆動制御される。そ
の各可動部の駆動によりダンパー３０ａ・３０ｂが開閉
動作され各第２の排気口３２ａ・３２ｂが開閉される。

【００２１】そのダンパー３０ａ・３０ｂの開閉動作
は、室温が操作者によって設定された設定温度より低い
場合、サーミスタ３７の室温検出出力、すなわち、サー
ミスタ３７の抵抗値が大きくなることにより、電圧比較
素子４６ａの端子ハの基準電圧より端子ニの電圧の方が
高く、かつ、電圧比較素子４６ｂの端子ホの基準電圧よ
り端子への電圧の方が高くなるので、その電圧比較素子
４６ａ・４６ｂの出力によりトランジスタ４８ａ・４８
ｂは導通する。その導通によって各ソレノイドコイル４
９ａ・４９ｂはソレノイド３８ａ・３８ｂの各可動部を
ダンパー３０ａ・３０ｂが開く方向に制御され、第２の
排気口３２ａ・３２ｂより室温を高めるための温空気が
排気される。その温空気により室温が順次高くなってい
くと、サーミスタ３７の抵抗値が順次低くなって、電圧
比較素子４６ａ・４６ｂの端子ニ・ホの各電圧は順次低
下していく。先ず、電圧比較素子４６ａの端子ニの電圧
と端子ハの電圧とが設定電圧差となってトランジスタ４
８ａの導通がなくなると、ソレノイドコイル４９ａによ
って動作するダンパー３０ａは第２の排気口３２ａを閉
じることとなる。さらに、室温が設定温度に達すると、
電圧比較素子４６ｂの端子への電圧と端子ホ電圧とが前
記設定電圧差内となってトランジスタ４８ｂの導通がな
くなり、ソレノイドコイル４９ｂによって動作するダン
パー３０ｂは第２の排気口３２ｂを閉じることとなる。
その設定温度に達した室内の温度が所定の温度差内で低
下した場合は、その温度を検知したサーミスタ３７の抵
抗値が高くなって電圧比較素子４６ｂの端子への電圧と
端子ホの電圧とが前記設定電圧差以上となると、トラン
ジスタ４８ｂの導通が開始されてダンパー３０ｂが開く
こととなり、室温が設定温度に保たれることとなる。し
かし、前記室温の温度が所定の温度差以上に低下した場
合は、前述したダンパー３０ａ・３０ｂとも開いた動作
段階から改めて繰り返される。

【００２２】尚、室温を設定する際に操作者によって操
作される可変抵抗器４７は、設定温度が高い場合には、
その抵抗値を小さくして電圧比較素子４６ａ・４６ｂの
各端子ニ・ヘの電圧を高くすることにより端子ハ・ホの
各基準電圧との電圧差をそれぞれ大きくし、逆に、設定
温度が低い場合には、その抵抗値を大きくして電圧比較
素子４６ａ・４６ｂの各端子ニ・ヘの電圧を低くするこ
とにより端子ハ・ホの各基準電圧との電圧差をそれぞれ
小さくするようになっている。

【００２３】以上のように、本実施例によれば、蓄熱空
間Ｂ内の設けられた蓄熱体２２の内部中央部にサーミス
タ３５を埋め込むことにより、蓄熱体２２の温度を直接
的に検出しているので、すばやく正確な前記蓄熱体２２
の蓄熱温度が検知できることとなり、その蓄熱体２２を
不必要に加熱する発熱体２５に供給される電力が削減す
ることができる。

【００２４】さらに、サーミスタ３５の抵抗値の変化に
より変動する電圧比較素子４４の端子イの電圧と、サー
ミスタ３６の抵抗値変化により変動する電圧比較素子４
４の端子ロの基準電圧とが電圧比較素子４４により比較
され、その電圧比較素子４４の出力により発熱体２５へ
の通電が制御されるので、室内を暖房するに必要な熱量
に大きく影響する夜間の室温の変化に応じて蓄熱体２２
の蓄熱温度を変化せしめて蓄熱体２２の蓄熱量が変化さ
れるよう制御されることとなり、不必要な消費電力が発
生しなくなる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、前記蓄熱
温度検知手段の蓄熱検知出力と前記室温検知手段の室温
検知出力とを通電制御手段により比較し、その通電制御
手段の出力により蓄熱体を加熱する発熱体への通電が制
御されるので、室温の変化に応じて前記蓄熱体の蓄熱量
が変化することとなる。したがって、室内の暖房に不必
要な熱を前記蓄熱体に蓄熱するために消費される不必要
な消費電力が生じなくなり、常に適切な前記蓄熱体の蓄
熱が行われることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気蓄熱暖房器の断
側面図

【図２】同電気蓄熱暖房器の斜視図

【図３】同電気蓄熱暖房器の回路図

【図４】同電気蓄熱暖房器の要部を示す回路図

【図５】同電気蓄熱暖房器の要部を示す回路図

【図６】従来の電気蓄熱暖房器の断側面図

【符号の説明】

２１ 本体 ２２ 蓄熱体 ２５ 発熱体 ３５ サーミスタ ３６ サーミスタ ４２ リレー ４３ 接点 ４４ 電圧比較素子 ４５ トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱部材で覆われた蓄熱空間内に、通電
   により発熱する発熱体からの発熱を蓄熱する蓄熱体を配
   設し、室内の空気を前記蓄熱空間内を通して再び室内に
   排気する電気蓄熱暖房器において、前記蓄熱体の温度を
   検知する蓄熱温度検知手段の出力と前記室内の室温を検
   知する室温検知手段の出力とを比較し、その比較出力に
   より前記発熱体の通電を制御することを特徴とする電気
   蓄熱暖房器。