JPS607089A - 温度調節器 - 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】 本発明は、液温または気体温度をヒーターで昇温し、あ
るいは保温する際に用いられる温度調節器に関する。

従来からこの種の温度調節器としては、サーミスター、
サーモスタット、測温抵抗体および熱電対などが用いら
れていた。これらのうちサーミスター、測温抵抗体およ
び熱電対フ（どは、それぞれ精度のよい制御を行なう場
合に用いられている。これらは、感温素子自体は安価で
かつ小型であるが、制御のための高価かつ大型の制御回
路を必要とし、そのために温度調節器として高価かつ大
型とならざるをえなかった。

これに対し、サーモスタットは比較的安価な制御装置で
あり、特にバイメタル式サーモスタットは安価な温度調
節器として広く用いられている。しかしながら、このバ
イメタル式ザーモスタツ：・はクイック型では回路がＯ
Ｎとなる温度とＯＦＦとなる温度の差（以下ディファレ
ンシャルという）が太き（、被加熱物の温度が大きく脈
うつ現象がみられ、精度よく制御することができなかっ
た。また、スロー型のバイメタル式す−モスタツ１−で
は精度は良いけれども、接点が開閉する際に接点間にス
パークを発生し、電波障害の原因となっていた。

このように従来は精度のよい制御のためには高価かつ形
状の大きい温度調節器が用いられ、安価な温度調節器は
精度が悪いというのが通説であった。

本発明者らは、安価でありまた形状が小さいＫもか−わ
らず精度の良い温度調節器を作るために鋭意検討を重ね
た結果、本発明に至った。

すなわち、本発明はサーモスタットにヒーターが固着さ
れ、該サーモスタットと該ヒーターとは互に直列である
ことを特徴とする温度調節器である。

図面にもとづ（・て本発明を説明する。第１図は本発明
の温度調節器を取付けた加熱用ヒーターの回路図であり
、第２図は実施例の一つの斜視図であり、第３図は他の
実施例の一部切欠斜視図である。

第１図においてサーモスタット１とヒーター２とは互に
直列である。サーモスタット１の一端はわたり線３を介
して電源４に接続されて（・る。またサーモスタット１
の他端はわたり線５を介してヒーター２の一端に接続さ
れている。

ヒーター２の他端はわたり線６を介して電源４に接続さ
れている。このようＫして温度調節器の回路は構成され
る。

この温度調節器は、そのサーモスタット１と加熱用ヒー
ター７とが互に直列となるように、またそのヒーター２
と加熱用ヒーター７とが互に並列となるよう忙加熱用ヒ
ーター７に取り付けられる。すなわち、わたり線５およ
び６には端子８および９が設けられ、端子８および９は
わたり線１０および１１を介して加熱用ヒーター７にそ
れぞれ接続されている。

第２図において、サーモスタット１はヒーター２として
の面発熱体に固着されて℃・る。サーモスタット１、ヒ
ーター２、電源４（第２図には示されていない）とは、
前記第１図で示された回路におけるようにわたり線３．
５および６で接続されている。わたり線６および６は、
入力コード１２に収納され、電源４に接αされる。

また、わたり線１０および１１は、出力フード１６に収
納されて加熱用ヒーター７（第２図には示されていない
）と接続される。しかして。

入力コード１２および出力コード１３は、温度調節器に
対して互に相反する方向（図面では右と左）に取出され
ている。

第６図の温度調節器は、入力コード１２および出力コー
１１６が、温度調節器忙対してともに同じ方向（第６図
では図面に向って左側）に取出されており、かつ、サー
モスタット１がヒーター２としての面発熱体のはゾ全面
を覆うようなカバー１４で覆われ、このカバー１４の内
には樹脂硬化物１５が充填されている以外は第２図の温
度調節器と同じである。

本考案におけるサーモスタットには、特に制限はないが
１通常使用されているバ・ｒメタル式サーモスタットで
よく、就中、クイック型バイメタル式サーモスタットが
好ましい。しかしなカラスロー型バイメタル式サーモス
タットも使用することができる。

サーモスタットの形状には特に制限はないが、通常は円
筒形または直方体形のものが使用される。また密閉され
た形状のものが好ましい。このサーモスタットの精度は
通常使用されているサーモスタット程度でよく、たとえ
ばディファレンシャルが１０℃以上好ましくは１０〜２
０℃程度であればよい。なお、１０℃より、Ｊ−さいこ
とを妨げない。

本発明でのヒーターとして通常はたとえばプレート状、
シート状あるいはボード状の発熱素子の両面を絶縁被覆
した面発熱体が一般に使用される。ヒーターに使用され
る発熱素子としては、たとえば、■　銅、アルミ等の金
属箔をポリエステルフィルム等の熱可塑性フィルムにラ
ミネートし、これをエツチング処理した発熱素子、（２
）金、銀、銅、アルミ等の金属微粉末やカーボン粉、グ
ラファイト粉等を塩化ビニル等の熱可塑性樹脂又は天然
ゴム、スチレンブタジェンゴムなどのゴムに練り込み、
これをカレンタリングしたシートに銅、アルミ等の細線
、より線、組ひも、編ひも、箔等を電極として設置した
発熱素子、■　熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂また
は無機物で作られたプレート、シートあるいはフィルム
などの基材に金属系抵抗塗料あるいはカーボン系抵抗塗
料を一定の厚さで印刷し乾燥、熟成したものに導電塗料
にて電極を形成した発熱素子、■　カーボンブラック、
グラファイトまたは金属粉等と合成樹脂等とを含有する
導電塗料を、ガラスクロス、Ｍ布等の織布、ガラスマッ
ト、ポリエステル不織布等の不織布、あるいは紙等適宜
の基材に塗布または含浸させた後、乾燥して塗膜を形成
させ、これに前記■と同様な金属線あるいは箔を電極と
して取付けた発熱素子などがある。本発明においては前
記■の発熱素子が好ましい。就中、カーボンブラックと
ビニル系七ツマ−を混合して重合させ、これに架橋剤を
加えた塗料をガラスクロスに含浸させた後、乾燥し、さ
らに熟成した発熱素子−グラフトカーボン（登録商標・
−以下同じ）面熱素子−が最も望ましい。

発熱素子を絶縁、保護被覆する絶縁材料は、前記■の発
熱素子にあっては金属箔のラミネートに使用されたと同
様なフィルム、■の発熱素子にあっては基材と同様な熱
硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂又は無機物で作られた
プレート。

シート、あるいはフィルムであり、■および■の発熱素
子にあっては熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂または
ガラスクロス等の織布、ガラスマットなどの不織布、も
しくは短繊維で補強された樹脂等で作られたプレートあ
るい（オシートである。

ヒーターは、通常の使用法における被６１］ｊ温物表面
と接触させられるべきサーモスタットの表面（以下　サ
ーモスタットの接触表面　と記す。

表 またこの面積を接触層面積と記丁。）に固着される。こ
のときに、ヒーターをサーモスタットに固着てる手段と
しては特に制限はなく、たとえば接着剤などによる接着
およびボルト、ビスおよびハトメなどによる機械的な固
着ならびに両者の併用などがある。

ヒーターの発熱面積はヒーターに固着されるサーモスタ
ットの大きさにより異るが通常はサーモスタットの接触
表面積の３０％より大きければよく、好ましくは１〜１
５倍、特に好ましくは２〜７倍の大きさとされる。

ヒ・−ターの発熱量は、制御しようとする温度により異
り一概に特定しえないが、通常は単位発熱面積当りの消
費電力量（ワット密度）が０゜１〜１．０ｗ／儂２、好
ましくは０．３−０．５ｗ　／　ｃｉ２　である。

なお、サーモスタットにヒーターを固着する際に、固着
されたヒーターがサーモスタットの接触表面積の３０％
以上、好ましくは５０％以上を覆っていることが必要で
ある。

爆発の危険の比較的少ない気体中あるいは絶はスリーブ
で保護され、ヒーターおよびサーモスタットのそれぞれ
とコードとの接続部はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂等の硬化性樹脂あるいはホットメルト樹脂等の熱
可塑性樹脂で封入されるだけで良い。しかし、ｆｆｆｌ
々の使用条件で広く使用するためには、サーモスタツ化
ビニル、ナイロン等の熱可塑性樹脂あるいはアルミ、ス
テンレス、クロムメッキをしり銅又は鉄等の金属などが
採用される。

カバーは、たとえば接着剤なとによる接着もしくはボル
ト、ビスなどの機械的固着手段または両者の併用などに
よって、ヒーターに取付けられる。

カバーの大きさは、小さくてもサーモスタットを覆うよ
うな大きさでなけノ１ばならないが、さらにヒーターの
全面を覆うような大きさとすることが好ましい。

カバーの形状には特に制限はなく、通常はその表面形状
（カバーが成句けられた温度調節器を水平に置き、上方
から見た形状）を矩形、六角形および円などの幾何学図
形ならびに魚などきる。

さらにカバーの内部には硬化性樹脂の硬化物および熱可
塑性樹脂の固化物などの樹脂硬化物が絶縁を確実にする
ために充填されていることがさらに好韮しい。このため
ｌこ使用される樹脂として、たとえば不飽和ポリエステ
ル樹脂およびエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂ならびに
ホットメルト樹脂などの熱可塑性樹脂などがある。、サ
ーモスタットとカバーの内側との間の間隙は０．８〜１
０誦ｍ程度、好ましくは２〜３ｍｒｍ程度とされる。

本発明の温度調節器は、構造が簡単であり、小型であり
、しかも安価でありながらディファレンシャルが小さく
精度が極めてよい温度調節器である。

本発明の温度調節器の性能などを実施例によりさらに具
体的に説明する。

実施例　１ ２５℃０Ｎ３３℃ＯＦ　Ｆ、および接触表面積１．７５
儂２　の市販のサーモスタットの接触表面に、その接触
表面積の約８０９６を覆うように、ワット密度　０．３
Ｗ／α２および大きさ２．５ｃｍＸ１．Ｑ傭の面発熱体
が接着された温度調節器を水に浸漬して温度制御した処
、水温は２５゜０±１．０℃に保たれた。

実施例１におけると同様なサーモスタットを、面発熱体
を固着しないで、そのま〜水に浸漬して温度制御した処
、水温は２５〜５３℃の範囲で内きく脈打った。

実施例　２ ３０．４℃　０Ｎ４１．８℃ＯＦＦ、および接触表面Ｉ
Ｗ１．７５ｃｍ２の市販のサーモスタットの接触表面に
、その接触表面積の約８０％を覆うように、ワット密度
　０　、　５　Ｗ／ｃｍ２および大きさ　３．５αＸ１
．ＯＣ＋＋１の面発熱体が接着ことによりサーモスタッ
トが被覆され（サーモスタットとカバーの内面との間隙
は最も小さい箇所で４酊、最も大きい箇所で６　ｔｎｍ
　）　、カバーの内部にエポキシ樹脂の硬化物が充填さ
れた温度調節器を水に浸漬して温度制御した処、水温は
６１．６±０．９℃に保たれた。

比較例　２ 実施例２におけると同様なサーモスタットを、面発熱体
およびカバーを固着しないで、そのまま水に浸漬して温
度制御した処、水温は６０へ一４２°Ｃの範囲で大きく
脈打った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の温度調節器を取付けた加熱用ヒーター
の回路図、第２図はカバーを有せず、入力コードと出力
コードとが互に反対方間に取出されている温度側１′１
ｊ節器の斜視図および第３図はカバーを有し、入力コー
ドと出力コードとが同じ方向に取出されている温度調節
器の一部切欠斜視図である。 図面において、 １　サーモスタット　２　ヒーター ３　才）たりｉ　４　電　源 ５．６　わたり線　７　加熱用ヒーター８．９　端　子
　１０．１１．　わたり線１２　人力コード　１３　出
力コード １４　カバー　１５　樹脂硬化物 特許出願人　菱有工業株式会ネ± 代表者　村　Ｂ１　正　義

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーモスタットにヒーターが固着され、該サーモスタッ
   トと該ヒーターとは互に直列であることを特徴とする温
   度調節器