TWM567886U - Controller-free automatic temperature control device - Google Patents

Abstract

本創作係關於一種免控制器之自動溫控裝置，包含：一本體，係設有一加熱層，該加熱層係為一正溫度係數聚合物材料所製成，該加熱層係通以一電流，使該加熱層於一溫度範圍內會維持穩定的一電阻值，並產生一加熱作用，該加熱層於溫度超過該溫度範圍時，該電阻值變大，使該電流相對變小，藉以產生一斷電作用；一供電單元，係與該加熱層電性連接，以供應該加熱層於加熱時所需之該電流。藉以能確保使用上的安全，而且不需使用到任何的控制器構造，即可進行溫度的自動控制，故能達到構造簡單、組件精簡及縮小空間體積等功效。

Description

免控制器之自動溫控裝置

本創作係有關於一種於加熱時溫度過高，會因電阻值變大而電流變小，藉以產生斷電作用之自動溫控構造。

按，目前一般所使用的鞋墊、手套、杯墊或保溫杯等物件，為能產生一保暖或保溫之作用，均會設置有一加熱裝置，以供持續對其加熱進行保暖或保溫。

因此有中華民國88年6月11日所公告之新型第361248號「物理治療保溫鞋墊構造」專利案，其係揭露：該鞋墊於足掌相對應處嵌設一電熱片，該電熱片藉導線與一控制器連通；該控制器內含一時脈控制電路及一電池組，俾供控制該電熱片發散熱能，以溫暖足部者。使用時需扳動開關使該電池組的電流進入該時脈控制電路時，電流導通流過該電熱片促使該電熱片升溫，在電流通過該電熱片升溫2分鐘後即自動斷開，以阻斷電流使該電熱片不再升溫，電流被阻斷後，該電熱片溫度略微下降，當電流被阻斷達2分鐘時，又復行導通電流通過該電熱片，使該電熱片再度升溫，如此反復循環，而可使該電熱片的溫度和緩地上升至預設溫度時即不再升溫。

惟該專利前案雖然能控制加熱的溫度維持在一範圍值內，但是一旦當其發生故障，溫度超過範圍值時，該控制器則會具有自動斷電的功能，以確保使用安全。但其控制器的斷電構造則較為複雜，整體的裝置也會增加鞋墊重量及空間體積，因此於使用上有其缺點存在。

又有中華民國92年8月11日所公告之新型第547865號「過電流保護元件」專利案，其係揭露：一電流感測單元，為一正溫度係數電阻元件，包含一上電極箔、下電極箔和PTC導電材料；一上金屬導電片，連接至該上電極箔，其表面具有至少一條刻痕；及一下金屬導電片，連接至該下電極箔。藉由該PTC導電材料係由一聚合物及一導電填料所組成。利用該PTC導電材料的電阻值對溫度變化反應敏銳，在正常使用狀況時，其電阻可維持極低值，使電路得以正常運作。但是，當發生過電流或過高溫的現象時，其電阻值會瞬間提高至一高電阻狀態，而將過量之電流反向抵銷，以達到保護電路元件之目的。

該專利前案由於需要另外設置有上金屬導電片、下金屬導電片以配合該PTC導電材料才能實施，同樣會有構造複雜、組件較多等缺點，尤其必須要增加上金屬導電片、下金屬導電片因過熱而相對彈開的空間，所以導致需要增加其空間體積，因此於使用上仍不盡理想。

爰此，有鑑於目前具有控制器的溫控裝置具有上述之缺點。故本創作提供一種免控制器之自動溫控裝置，包含有：一本體，係設有一加熱層，該加熱層係通以一電流，使該加熱層於一溫度範圍內會維持穩定的一電阻值，並產生一加熱作用，該加熱層於溫度超過該溫度範圍時，該電阻值會變大，使該電流相對變小，藉以產生一斷電作用；一供電單元，係與該加熱層電性連接，以供應該加熱層於加熱時所需之該電流。

上述加熱層係為一正溫度係數聚合物材料所製成。

上述本體係設呈一鞋墊的樣態，該加熱層設於該鞋墊上。

上述本體係設呈一手套的樣態，該加熱層係設呈為該手套之內裡的樣態。

上述本體係設呈一保溫杯的樣態，該加熱層係設呈為該保溫杯之內膽的樣態。

上述本體係設呈一杯墊的樣態，該加熱層設於該杯墊上。

上述供電單元係為一壓電元件，並且結合於該本體上。

上述供電單元係為外接的一交流市電、一直流電、一電池或一USB行動電源。

上述溫度範圍係為一居禮點溫度。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.利用加熱層於一溫度範圍內會維持穩定較低的一電阻值，藉以產生一加熱作用，並且可以節省耗能，以符合節能減碳之需求。

2.當加熱之溫過高時，加熱層的電阻值就會大幅增加，而電流相對變小，藉以能產生一斷電作用，以確保使用上的安全。

3.由於不需使用到任何的控制器構造，即能自動調節加熱的溫度，故可達到構造簡單、組件精簡及縮小空間體積等功效。

4.不需使用到任何的控制器，因此可運用於鞋墊、手套、保溫瓶及杯墊等日常生活用品上，故使用範圍相當的廣泛，而且不受任何的限制。

請參閱第一圖所示，本創作第一實施例係包含有本體(1)及供電單元(2)，其中：

本體(1)，係可製造成為一鞋墊的樣態。該本體(1)上係設有一加熱層(11)，該加熱層(11)係為一正溫度係數聚合物材料所製成。該加熱層(11)係於一溫度範圍內會維持穩定較低的一電阻值，藉以產生一加熱作用。直至溫度高於該加熱層(11)之正溫度係數聚合物材料所能承受的溫度時〔居禮點溫度〕，其電阻值就會大幅增加，藉以產生一斷電作用。根據歐姆定律：V(電壓)=I(電流)*R(電阻)。當電壓固定時，對於該加熱層(11)供應一電流，當溫度升高時，電阻值的阻抗相對增加，因此電阻值變大時，電流則相對變小。因此，對於該加熱層(11)通以一電流時，會因通電而發熱，藉以利用產生的熱能，而可對於腳部產生一保暖之效果。當加熱的溫度升高而過熱時，使該加熱層(11)膨脹變大，而阻抗增加，因此可使供應的該電流明顯地減少，直到電流變為0時，則形成宛如斷電的效果。當斷電後該加熱層(11)之溫度下降，而解除過熱的狀況時，該加熱層(11)將會收縮到其原來的形狀，並恢復為低阻抗狀態。此時又可以使電流升高而恢復供應該電流，使該本體(1)可持續加熱進行保暖。

供電單元(2)，其係與該加熱層(11)電性連接，以供應該加熱層(11)於加熱時所需之該電流。該供電單元(2)係可為一壓電元件，並且製造結合於該本體(1)上，利用該壓電元件係可由壓電材料所組成，經受壓(機械能)後能產生該電流，以供應該加熱層(11)加熱使用。

使用時，如第二圖所示，係可將該本體(1)置入於一鞋子(F)內，以做為鞋墊使用。當使用者之腳部(G)穿入於該鞋子(F)內，而壓迫於該本體(1)及該供電單元(2)上。利用該腳部(G)施予該供電單元(2)一壓力，使該供電單元(2)能產生該電流，利用該電流供應該加熱層(11)加熱時所需之電流，使該加熱層(11)因通電而發熱。利用其所產生的熱能，可對於該腳部(G)產生一保暖之效果。

又當該加熱層(11)加熱的溫度因持續的升高而超過居禮點溫度，以致於過熱時，該加熱層(11)的阻抗增加，使該電流會逐漸的減少，直到電流變為0而形成斷電，以避免其溫度持續上升，而燙傷使用者的該腳部(G)。當斷電之後，該加熱層(11)的溫度會逐漸的下降，直到該加熱層(11)恢復到低阻抗狀態。此時才又使該電流升高而恢復供應，進而使該加熱層(11)可以再次加熱以進行保暖作用，以確保使用上的安全，而且不需使用到任何的控制器構造，以進行溫度的控制，故可達到構造簡單、組件精簡及縮小空間體積等功效。

請參閱第三圖所示，本創作第二實施例係包含有本體(1A)及供電單元(2A)，其中：

本體(1A)，係可製造成為一手套的樣態。該本體(1A)係設有一加熱層(11A)，該加熱層(11A)係為一正溫度係數聚合物材料所製成，並且設呈為該手套之內裡的樣態。該加熱層(11A)係於一溫度範圍內會維持穩定的低電阻值，藉以產生一加熱作用。直至溫度高於該加熱層(11A)之正溫度係數聚合物材料所能承受的溫度時〔居禮點溫度〕，其電阻值就會大幅增加，藉以產生一斷電作用。

供電單元(2A)，其係與該加熱層(11A)電性連接，以供應該加熱層(11A)於加熱時所需之該電流。該供電單元(2A)係可為一壓電元件，並且製造結合於該本體(1A)上，利用該壓電元件係可由壓電材料所組成，經受壓(機械能)後產生該電流，以供應該加熱層(11A)加熱使用。又該供電單元(2A)係設於該本體(1A)之內部。

使用時，如第四圖所示，係可將使用者之手部(H)穿入於該本體(1A)內，而壓迫該本體(1A)內部之該供電單元(2A)。利用該手部(H)施予該供電單元(2A)一壓力，使該供電單元(2A)能產生該電流，利用該電流供應該加熱層(11A)加熱時所需之電流，使該加熱層(11A)因通電而發熱。利用其所產生的熱能，可對於該手部(H)產生一保暖之效果。

又當該加熱層(11A)加熱的溫度因持續的升高而超過居禮點溫度，以致於過熱時，該加熱層(11A)的阻抗增加，使該電流會逐漸的減少，直到電流變為0而形成斷電，以避免其溫度持續上升，而燙傷使用者的該手部(H)。當斷電之後，該加熱層(11A)的溫度會逐漸的下降，直到該加熱層(11A)恢復到低阻抗狀態。此時才又使該電流升高而恢復供應，進而使該加熱層(11A)可以再次加熱以進行保暖作用。

請參閱第五圖所示，本創作第三實施例係包含有本體(1B)及供電單元(2B)，其中：

本體(1B)，係可製造成為一保溫杯的樣態。該本體(1B)係設有一加熱層(11B)，該加熱層(11B)係為一正溫度係數聚合物材料所製成，並且設呈為該保溫杯之內膽的樣態。該加熱層(11B)係於一溫度範圍內會維持穩定的低電阻值，藉以產生一加熱作用。直至溫度高於該加熱層(11B)之正溫度係數聚合物材料所能承受的溫度時〔居禮點溫度〕，其電阻值就會大幅增加，藉以產生一斷電作用。

供電單元(2B)，其係與該加熱層(11B)電性連接，以供應該加熱層(11B)於加熱時所需之該電流。該供電單元(2B)係可為外接的一交流市電、一直流電、一電池、一USB行動電源，藉以能供應該加熱層(11B)加熱使用。本創作第三實施例之該供電單元(2B)係以電池做為說明。

使用時，如第六圖所示，係可將開水(I)倒入於該本體(1B)之該加熱層(11B)內，以做為保溫使用。利用該供電單元(2B)能產生該電流，以供應該加熱層(11B)加熱時所需之電流，使該加熱層(11B)因通電而發熱。利用其所產生的熱能，可對於該開水(I)產生一保溫之效果。

又當該加熱層(11B)加熱的溫度因持續的升高而超過居禮點溫度，以致於過熱時，該加熱層(11B)的阻抗增加，使該電流會逐漸的減少，直到電流變為0而形成斷電，以避免其溫度持續上升，而使得該開水(I)有燙傷使用者之虞。當斷電之後，該加熱層(11B)的溫度會逐漸的下降，直到該加熱層(11B)恢復到低阻抗狀態。此時才又使該電流升高而恢復供應，進而使該加熱層(11B)可以再次加熱以進行保溫作用。

請參閱第七圖所示，本創作第四實施例係包含有本體(1C)及供電單元(2C)，其中：

本體(1C)，係可製造成為一杯墊的樣態。該本體(1C)上係設有一加熱層(11C)，該加熱層(11C)係為一正溫度係數聚合物材料所製成。該加熱層(11C)係於一溫度範圍內會維持穩定的低電阻值，藉以產生一加熱作用。直至溫度高於該加熱層(11C)之正溫度係數聚合物材料所能承受的溫度時〔居禮點溫度〕，其電阻值就會大幅增加，藉以產生一斷電作用。

供電單元(2C)，其係與該加熱層(11C)電性連接，以供應該加熱層(11C)於加熱時所需之該電流。該供電單元(2C)係可為一電池，藉以能供應該加熱層(11C)加熱使用。

使用時，如第八圖所示，係可將盛裝有開水的一杯子(J)放置於該本體(1C)之該加熱層(11C)內，以做為保溫使用。利用該供電單元(2C)能產生該電流，以供應該加熱層(11C)加熱時所需之電流，使該加熱層(11C)因通電而發熱。利用其所產生的熱能，可對於該杯子(J)產生一保溫之效果。

又當該加熱層(11C)加熱的溫度因持續的升高而超過居禮點溫度，以致於過熱時，該加熱層(11C)的阻抗增加，使該電流會逐漸的減少，直到電流變為0而形成斷電，以避免其溫度持續上升，而使得該杯子(J)有燙傷使用者之虞。當斷電之後，該加熱層(11C)的溫度會逐漸的下降，直到該加熱層(11C)恢復到低阻抗狀態。此時才又使該電流升高而恢復供應，進而使該加熱層(11C)可以再次加熱以進行保溫作用。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。

(1)‧‧‧本體

(11)‧‧‧加熱層

(2)‧‧‧供電單元

(1A)‧‧‧本體

(11A)‧‧‧加熱層

(2A)‧‧‧供電單元

(1B)‧‧‧本體

(11B)‧‧‧加熱層

(2B)‧‧‧供電單元

(1C)‧‧‧本體

(11C)‧‧‧加熱層

(2C)‧‧‧供電單元

(F)‧‧‧鞋子

(G)‧‧‧腳部

(H)‧‧‧手部

(I)‧‧‧開水

(J)‧‧‧杯子

[第一圖]係為本創作第一實施例之構造示意圖。

[第二圖]係為本創作第一實施例之使用示意圖。

[第三圖]係為本創作第二實施例之構造示意圖。

[第四圖]係為本創作第二實施例之使用示意圖。

[第五圖]係為本創作第三實施例之構造示意圖。

[第六圖]係為本創作第三實施例之使用示意圖。

[第七圖]係為本創作第四實施例之構造示意圖。

[第八圖]係為本創作第四實施例之使用示意圖。

Claims (9)

1. 一種免控制器之自動溫控裝置，包含有： 一本體，係設有一加熱層，該加熱層係通以一電流，使該加熱層於一溫度範圍內會維持穩定的一電阻值，並產生一加熱作用，該加熱層於溫度超過該溫度範圍時，該電阻值會變大，使該電流相對變小，藉以產生一斷電作用； 一供電單元，係與該加熱層電性連接，以供應該加熱層於加熱時所需之該電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該加熱層係為一正溫度係數聚合物材料所製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該本體係設呈一鞋墊的樣態，該加熱層設於該鞋墊上。
4. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該本體係設呈一手套的樣態，該加熱層係設呈為該手套之內裡的樣態。
5. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該本體係設呈一保溫杯的樣態，該加熱層係設呈為該保溫杯之內膽的樣態。
6. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該本體係設呈一杯墊的樣態，該加熱層設於該杯墊上。
7. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該供電單元係為一壓電元件，並且結合於該本體上。
8. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該供電單元係為外接的一交流市電、一直流電、一電池或一USB行動電源。
9. 如申請專利範圍第1項所述免控制器之自動溫控裝置，其中，該溫度範圍係為一居禮點溫度。