JPH06163144A - 電気採暖具の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本体の熱負荷が大きい場合でも所定の温度に
早く到達させ、かつ電力制御手段の開閉頻度をおさえて
電力制御手段の接点寿命をのばす電気採暖具の温度制御
装置を得る。 【構成】 温度変化勾配検出手段１６により、検知温度
が上限設定値より下降するときの温度変化の勾配に対応
した上限温度の補正を行う構成にし、温度変化の勾配が
急なときすなわち表面温度が設定温度に到達していない
ときは上限温度を上昇するように補正して表面温度を設
定温度まですばやく上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気カーペットなどの電
気採暖具などに用いられる温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気採暖具の温度制御装置を図
３、図４を用いて説明する。感熱ヒータ線７は、図３に
示すように芯糸１上に順次螺旋状の温度検知線２、感温
体層３、螺旋状のヒータ線４、分離層５、絶縁外皮６を
配して構成されており、感熱ヒータ線７を用いた温度制
御装置は図４に示すように温度検知線２に接続され、温
度を検出する温度検出手段１７と、ヒータ線４への通電
を開始する温度である下限温度を設定する下限温度設定
手段１２と、ヒータ線４への通電を遮断する温度である
上限温度を設定する上限温度設定手段１４と、検出温度
を上限温度並びに下限温度と比較して通電制御信号を出
力して電力設定手段１１を動作させ、ヒータ線４への通
電を制御する比較手段１５とで構成されていた。

【０００３】下限温度設定手段１２は、予め設定された
下限温度を出力し、上限温度設定手段１４も同じく予め
設定された上限温度を出力する。一方温度検出手段１７
は、ヒータ線４と電極線２の間にはさまれた感温体層３
の温度によるインピーダンス変化を検出し、検出温度に
変換して出力する。比較手段１５は、電力設定手段１１
がヒータ線４に通電して検出温度が上昇している時には
検出温度を上限温度と比較して検出温度が上限温度に達
した時に通電制御信号を発し、電力制御手段１１により
ヒータ線４への通電を遮断する。また、電力制御手段１
１がヒータ線４への通電を遮断して検出温度が下降して
いるときには検出温度を下限温度と比較して、検出温度
が下限温度に達した時に通電制御信号を発し電力制御手
段１１によりヒータ線４への通電を行うことにより、カ
ーペット本体は予め設定された設定温度に保つように制
御されているが、感熱ヒータ線７のヒータ線４と温度検
知線２が接近しているため、温度検知線２はカーペット
本体の温度ではなくヒータ線４の温度を検出することに
なる。このため、上限温度設定手段１４で設定されるべ
き温度は、カーペット本体の温度が所定の温度となるよ
うなヒータ線４の温度を設定するよう設計されていた。
ヒータ線４の温度およびカーペット本体の温度の時間的
変化の一例を図５に示す。図５中曲線３３はヒータ線４
の温度、曲線３５はカーペット本体の温度を示す。図５
に示すようにヒータ線４が上限温度３１となった時に、
比較手段１５は通電制御信号を発し、電力制御手段１１
によりヒータ線４への通電が遮断される。上限温度３１
は、定常時に、カーペットの表面温度が所定の温度の上
限値に対応したヒータ線４の温度として決められた温度
である。通電が停止して、温度が下がってきたときに予
め設定された下限温度３２になると再びヒータ線４への
通電が開始される。以下同様のサイクルが繰返される。
このときの下限温度３２は、定常時に、カーペットの表
面温度が所定の温度の下限値に対応したヒータ線４の温
度として決められた温度である。このように、カーペッ
ト本体の定常時の温度に対応したヒータ線４温度により
設定温度を決めてヒータ線４への通電を入切してカーペ
ットの温度を設定温度に制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、図５の立上り時に示すように、通電当初
でカーペットが冷えているとき、また換気などにより気
温が下がりカーペットの温度が下がっているとき、ヒー
タ線４の温度が上限温度３１に到達し、電力制御手段１
１によりヒータ線４への通電が遮断されると、カーペッ
ト本体の温度が未だ設定温度に到達しないうちに通電を
停止することになり、カーペット本体の温度を充分上げ
ることができないうちにヒータ線４への通電が遮断され
てしまうことになり、カーペットの温度上昇に時間がか
かるという問題点、さらに、表面温度が充分あがってい
ないときにヒータ発熱が停止するため、下限温度３２に
到達するまでの時間が短くなり、ヒータ線４への通電遮
断後、短い時間で再び通電することになり、電力制御手
段１１の開閉頻度を増し、大電流を制御する電力制御手
段１１にリレーを用いた場合などはその接点寿命の短期
化を招いているという問題等を有していた。

【０００５】本発明はかかる問題を解消するもので、周
囲温度や採暖具表面の状態に関係なくカーペットの温度
上昇を早め、かつ電力制御手段に用いられたリレーの開
閉頻度を少くし接点の長寿命化をはかることができる電
気採暖具の温度制御装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の電気採暖具の温度制御装置は、電気採暖具本体
に配線されたヒータ線および温度検知線と、前記温度検
知線の出力を検出温度に変換する温度検出手段と、前記
ヒータ線への通電をオンオフする電力制御手段と、前記
検出温度下降時に前記ヒータ線への通電を開始する温度
である下限温度を設定する下限温度設定手段と、前記検
出温度が上昇時に前記ヒータ線への通電を遮断する温度
である上限温度を設定する上限温度設定手段と、前記検
出温度を、前記上限温度並びに前記下限温度と比較し
て、前記電力制御手段への通電制御信号を出力する比較
手段と、前記検出温度と、前記比較手段からの通電制御
信号を分岐して入力して前記ヒータ線への通電遮断時の
温度変化の勾配を検出し、前記上限温度設定手段に、前
記温度変化の勾配に対応して上限温度を補正する信号を
出力する温度変化勾配検出手段とからなる構成を備えた
ものである。

【０００７】

【作用】本発明は、上記した構成によって、温度検出手
段、上限温度設定手段、比較手段により、ヒータ線への
通電を遮断した後、温度下降時の温度変化の勾配を温度
検出手段と温度変化勾配手段により検出し、温度変化の
勾配に対応して上限温度設定手段に補正値を加える結
果、カーペット本体温度が十分上昇しないうちにヒータ
線への通電が遮断されたような場合は、前記温度変化の
勾配が急になるため、これに応じて上限温度設定手段の
設定値を通常設定値より高い温度に補正することによ
り、次の加熱過程ではカーペット本体の温度が補正しな
い場合よりも上昇することになる。カーペット本体の温
度が設定温度に近づくと、本体温度とヒータ温度の差が
小さくなるため前記温度変化の勾配はゆるやかになり、
補正値は小さくなり、カーペット本体の温度は設定値近
傍で制御される。以上のような上限温度設定値の補正を
行うことによりカーペット本体温度の立ち上がり時間の
短縮ができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の温度制御装置の実施例を図面に
もとづいて説明する。本実施例の電気採暖具の温度制御
装置のブロック図を図１、検知温度とカーペット本体温
度の時間的変化を示すグラフを図２、感熱ヒータ線の構
成図を図３に示す。なお、従来例と同一構成要素には同
一符号をつけて詳細な説明を省略する。

【０００９】感熱ヒータ線７の検知線２の出力は温度検
出手段１７に入り、そこで温度信号に変換されて比較手
段１５に出力される。比較手段１５は、カーペットの設
定温度に対応してヒータの発熱を制御するための上限お
よび下限温度を出力する上限温度設定手段１４と下限温
度設定手段１２からの信号と前記温度検出手段１７から
の信号を入力し、ヒータへの通電の入切のタイミングを
決めて電力制御手段１１に出力する。これを受けて電力
制御手段１１はヒータ線４への通電を入切する。

【００１０】さらに、前記温度検出手段１７から出力さ
れた温度信号は比較手段１５に入力されると同時に温度
変化勾配検出手段１６へも分岐入力される。また比較手
段１５から電力制御手段１１に出力される通電制御信号
も分岐され前記温度勾配検出手段１６へ入力される。温
度変化勾配検出手段１６はこれらの二つの信号を受け、
上限設定温度の補正値を前記上限温度設定手段１４に出
力する。これを受けて、上限温度設定手段１４は、通常
の上限温度設定値に対して前記補正値を加えて新しい上
限温度設定値として比較手段１５に出力するよう構成さ
れている。

【００１１】上記構成において下限温度設定手段１２は
予め設定された下限温度を出力し、上限温度設定手段１
４は温度検出手段１７はヒータ線４と電極線２間にはさ
まれた感温体層３の温度によるインピーダンス変化を検
出し、これを温度に換算して出力している。比較手段１
５は検出温度を上限温度と比較して、電力制御手段１１
によりヒータ線４に通電しているときに検出温度が図２
の点３９に示す上限温度に達したらならば電力制御手段
１１にヒータ線４への通電を遮断するように通電制御信
号を出力する。その結果、検出温度は図２の点３９から
点３６に示すように下降する。この間はヒータ線４への
通電は行われず、温度変化勾配検出手段１６は一定時間
ごとの温度変化すなわち温度変化の勾配を検出し、これ
に基づいて上限温度の補正値を計算している。一方比較
手段１５は、検出温度が下限温度に達したならば電力制
御手段１１にヒータ線４に通電開始するよう通電制御信
号を発する。温度変化勾配検出手段１６はヒータ線４へ
の通電が遮断されている間だけ上限温度の補正値を計算
するために、上限温度設定手段１４はヒータ線４への通
電が開始される直前の温度変化の勾配に対応した上限温
度の補正値を入力する。したがって比較手段１５は図２
の点３８のとおり上限温度設定手段１４で設定された上
限温度に温度変化勾配検出手段１６により出力された補
正値を加えた値を新しい上限温度と検出温度の比較をす
ることになり、上限温度が通常値よりも高い温度に補正
され、カーペット本体の温度を設定値まで上げることが
できる。検出温度が補正後の上限設定温度に達すると、
前記のごとく比較手段１５からの指令によりヒータ線４
への通電が遮断され検出温度は点３８の頂点として下降
する。このとき、カーペット本体の温度が設定温度近傍
にまで上昇しているため検出温度とカーペット本体温度
の差が少なくなり、温度下降変化の勾配はゆるやかとな
り、再び検出温度が下限温度に達したときの勾配３７に
対応した補正量も小さくなるか、あるいは補正量＝０と
なる。図２は補正量＝０の場合を示している。以後は補
正量が０か非常に小さい量になるため通常の上限設定温
度でヒータへの通電が遮断されることになり、カーペッ
ト本体の温度は設定値に保たれるよう制御される。この
ように周囲温度が下がったり、カーペット表面の温度が
低下したときはオフ温度を高めに設定してすばやくカー
ペットの温度を設定温度に到達させる効果がある。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明からあきらかなように本発明
の温度制御装置によれば以下の効果を得ることができ
る。

【００１３】（１）ヒータ線と温度検知線をそれぞれ別
に配線するいわゆる２線式の電気採暖具で、例えば電気
カーペットなどでカーペット本体の上に厚いカバーを使
用した場合などのように採暖具の表面と温度検知線の位
置がはなれている場合に、カバーが十分温まっていない
ような状態のときでも温度変化勾配検出手段によりヒー
タ線の通電が遮断されているときの検出温度の変化勾配
が急になるので上限設定温度を高めに設定してすばやく
表面の温度を上げることができる。

【００１４】（２）ヒータ線と温度検知線を一体にした
感温ヒータ線を使用したいわゆる一線式の電気採暖具に
適用した場合、通電開始時や周囲温度の低下したとき
に、ヒータ線から採暖具本体への熱伝達の遅れのため
に、検出温度と表面温度の差が増大しても、温度変化勾
配検出手段により上限温度を高めに設定することにより
表面温度をすばやく設定温度に加熱することができる。

【００１５】（３）電力制御手段にリレーを用いた場合
は、設定温度に未だ到達しない時点でヒータ線への通電
を遮断することがすくなくなるため、リレーの開閉頻度
を少くすることができ、リレー接点の長寿命化をはかる
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度制御装置の実施例のブロック図

【図２】同実施例の検知温度とカーペット本体温度の時
間的変化を示す図

【図３】従来及び本発明の温度制御装置の感熱ヒータ線
の構成図

【図４】従来の温度制御装置のブロック図

【図５】従来の検知温度とカーペット本体温度の時間的
変化を示す図

【符号の説明】

１ 温度検知線 ４ ヒータ線 ７ 感熱ヒータ線 １１ 電力制御手段 １２ 下限温度設定手段 １４ 上限温度設定手段 １５ 比較手段 １６ 温度変化勾配検出手段 １７ 温度検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気採暖具本体に配線されたヒータ線およ
   び温度検知線と、前記温度検知線の出力を検出温度に変
   換する温度検出手段と、前記ヒータ線への通電をオンオ
   フする電力制御手段と、前記検出温度下降時に前記ヒー
   タ線への通電を開始する温度である下限温度を設定する
   下限温度設定手段と、前記検出温度が上昇時に前記ヒー
   タ線への通電を遮断する温度である上限温度を設定する
   上限温度設定手段と、前記検出温度を、前記上限温度並
   びに前記下限温度と比較して、前記電力制御手段への通
   電制御信号を出力する比較手段と、前記検出温度と、前
   記比較手段からの通電制御信号を分岐して入力して前記
   ヒータ線への通電遮断時の温度変化の勾配を検出し、前
   記上限温度設定手段に、前記温度変化の勾配に対応して
   前記上限温度を補正する信号を出力する温度変化勾配検
   出手段とからなる電気採暖具の温度制御装置。