JPH05215350A - 面状暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、温度ディファレンシャルを小さくし
て温度の上昇、低下を少なくする。 【構成】暖房本体(1) に設けられた潜熱蓄熱材(10)は、
発熱線(2) により発生する熱の加熱により蓄熱される。
そして、この潜熱蓄熱材(10)に対して接触する電極(14,
15) に対し、潜熱放出回路(38)により所望時に電圧が印
加されて潜熱蓄熱材(10)に対して電気的ショックが加え
られる。これにより、潜熱蓄熱材(10)は潜熱を放出す
る。従って、暖房本体(1) は発熱線(2) の熱により加熱
されると共に潜熱蓄熱材(10)から放出される潜熱により
加熱される。

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
面状暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は電気カーペットの構成図である。
この電気カーペットは、面状の暖房本体であるカーペッ
ト本体１に発熱線２が配線されると共に感熱線３が配線
されている。又、カーペット本体１にはコントローラ４
が設けられ、このコントローラ４に発熱線２及び感熱線
３が接続されている。コントローラ４は感熱線３により
検知されたカーペット本体１の温度と設定温度とを比較
し、その温度差に応じて発熱線２への電力供給量を調整
する。これにより、カーペット本体１の温度は設定温度
に制御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カーペット
本体１の温度制御は、カーペット本体１の温度と設定温
度との温度差に応じ、発熱線２への電力の供給としゃ断
とを繰り返すものとなる。従って、カーペット本体１の
温度は図９に示すように上昇、低下を繰り返す、いわゆ
る温度ディファレンシャルが大きなものとなる。

【０００４】そこで本発明は、温度ディファレンシャル
を小さくして温度の上昇、低下の少なくでき、電力使用
量を少なくできて省電力化が図れる面状暖房装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、面状の暖房本
体に発熱線を配線すると共に感熱線を配線し、感熱線に
より検知された暖房本体温度と設定温度との温度差に応
じて発熱線への電力供給を調整して暖房本体の温度を設
定温度に制御する面状暖房装置において、

【０００６】暖房本体に設けられ発熱線に発生する熱の
加熱により蓄熱し、かつ潜熱を放出して暖房本体を加熱
する潜熱蓄熱材と、この潜熱蓄熱材に対して接触する電
極と、所望時に電極に電圧を印加して潜熱蓄熱材に対し
て電気的ショックを加えて潜熱を放出させる潜熱放出回
路とを備えて上記目的を達成しようとする面状暖房装置
である。

【０００７】

【作用】このような手段を備えたことにより、暖房本体
に設けられた潜熱蓄熱材は、発熱線により発生する熱の
加熱により蓄熱される。そして、この潜熱蓄熱材に対し
て接触する電極に対し、潜熱放出回路により所望時に電
圧が印加されて潜熱蓄熱材に対して電気的ショックが加
えられる。これにより、潜熱蓄熱材は潜熱を放出する。
従って、暖房本体は発熱線の熱により加熱されると共に
潜熱蓄熱材から放出される潜熱により加熱される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。なお、図７と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。

【０００９】図１は電気カーペットの構成図であり、図
２は同電気カーペットの電気回路の構成図である。カー
ペット本体１には潜熱蓄熱材１０が発熱線２の配線位置
に沿って設けられている。

【００１０】この潜熱蓄熱材１０は、例えば酢酸ナトリ
ウム水和物（ＮａＣＨ₃ ＣＯＯ・３Ｈ₂ Ｏ）で、常温で
固体、融点が58℃で、温度の降下時に過冷却現象を起こ
す特性を有している。

【００１１】又、この潜熱蓄熱材１０はカーペット本体
１に対して図３に示す密閉容器１１内に封入されてい
る。この密閉容器１１は、一対の金属箔・プラスチック
ラミネートフィルム１２、１３を重ね合わせて形成され
ている。これら金属箔・プラスチックラミネートフィル
ム１２、１３は、各金属箔１４、１５の両面に各プラス
チックフィルム１６、１７を被覆して形成されている。
そして、密閉容器１１内で対向する各プラスチックフィ
ルム１６、１７に開口部１８、１９が形成されている。
これにより、各開口部１８、１９における各金属箔１
４、１５が電極として作用する。次にコントローラ４内
の電気回路の構成について図２を参照して説明する。

【００１２】発熱線２はリレー接点３０を介して交流電
源３１に接続されている。又、温度検知回路３２が交流
電源３１に接続されている。この温度検知回路３２はカ
ーペット本体１の温度を検出し、このカーペット温度に
応じた温度検知信号ａを出力するものである。具体的に
は交流電源３１に抵抗Ｒ1 を介して感熱線３が接続され
ている。この感熱線３は各導体３３、３４を並設すると
共にこれら導体３３、３４間に感熱層３５を介在させた
ものとなっている。この感熱線３の各導体３３、３４は
各抵抗Ｒ2 、Ｒ3 を介して共通接続されて検知回路３６
に接続されている。この検知回路３６は感熱線３に現れ
た電圧を温度検知信号ａに変換する機能を有している。
なお、導体３４の他端は交流電源３１に接続されてい
る。

【００１３】又、温度設定回路３７が交流電源３１に接
続されている。この温度設定回路３７はカーペット本体
１に対する所望温度を設定し、この設定温度に応じた設
定温度信号ｂを出力する機能を有している。具体的には
所望温度を設定するための可変抵抗器などが備えられて
いる。

【００１４】温度比較回路３８は、温度検知信号ａと温
度設定信号ｂとを入力する各入力端子が備えられ、これ
ら温度検知信号ａと温度設定信号ｂとを比較し、カーペ
ット本体温度が設定温度よりも所定温度差以上低い場合
にリレー駆動信号ｇを出力する機能を有している。又、
温度比較回路３８はカーペット本体温度が設定温度に達
したときに放熱信号ｓを潜熱蓄熱材１０を収納する密閉
容器１１に与える機能を有している。

【００１５】ところで、密閉容器１１に放熱信号ｓが加
えられると、このときに各金属箔１４、１５間に電圧が
印加され、潜熱蓄熱材１０に電気的ショックが加えられ
るようになっている。次に上記の如く構成された装置の
作用について説明する。

【００１６】交流電源３１から発熱線２に対して電力が
供給されると、発熱線２は発熱し、カーペット本体１を
加熱する。感熱線３はカーペット本体１の温度に応じた
抵抗に変化し、この抵抗値に応じた電圧が各抵抗Ｒ2 、
Ｒ3 により分圧されて検知回路３６に送られる。この検
知回路３６は入力した電圧を温度検知信号ａに変換して
温度比較回路３８に送る。一方、温度設定回路３７は設
定された所望温度に応じた温度設定信号ｂを温度比較回
路３８に送る。

【００１７】この温度比較回路３８は、温度検知信号ａ
と温度設定信号ｂとを比較し、カーペット本体温度が設
定温度よりも所定温度差以上低い場合にリレー駆動信号
ｇを出力する。このリレー駆動信号ｇが出力されれば、
リレー駆動回路３９はリレー接点３０を閉じる。これに
より、発熱線２には電力が供給されて発熱し、カーペッ
ト本体１は加熱される。

【００１８】一方、発熱線２の発熱により潜熱蓄熱材１
０は加熱される。この加熱に応じて潜熱蓄熱材１０は、
図４に示すように融解点（58℃）に達すると、温度の上
昇を停止して融解を開始し、この融解により蓄熱を行
い、すべての蓄熱を完了すると、再び温度が上昇する。
そして、この温度上昇の後、潜熱蓄熱材１０は顕熱を放
出しながら温度を降下させるが、過冷却現象により凝固
点（58℃）に達しても凝固せず、潜熱を保有したまま温
度を降下させる。

【００１９】そして、カーペット本体１の温度が上昇
し、設定温度に到達すると、温度比較回路３８はリレー
駆動信号ｇの出力を停止し、リレー接点３０は開く。こ
れにより、発熱線２への電力供給は遮断され、発熱線２
は発熱を停止する。又、このとき温度比較回路３８は放
熱信号ｓを密閉容器１１に与える。

【００２０】この密閉容器１１に放熱信号ｓが加えられ
ると、このとき各金属箔１４、１５間に電圧が印加さ
れ、潜熱蓄熱材１０には電気的ショックによる刺激が加
えられる。そうすると、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材
１０は急激に凝固し、温度が凝固点まで上昇し、このの
ち潜熱を徐々に放出する。この潜熱の放出によりカーペ
ット本体１は加熱される。

【００２１】これにより、カーペット本体１の温度は、
発熱線２による熱により加熱され、発熱線２への電力供
給が遮断されると潜熱蓄熱材１０の潜熱放出により加熱
される。従って、カーペット本体１の温度は、発熱線２
への電力供給が遮断されても急激に低下することなく緩
慢に低下する。

【００２２】そして、カーペット本体温度が設定温度よ
りも所定温度差以上低くなると、温度比較回路３８は、
再びリレー駆動信号ｇを出力する。これにより、リレー
接点３０は閉じ、発熱線２に電力が供給され、カーペッ
ト本体１は加熱される。これ以後、発熱線２への電力は
供給、遮断を繰り返すが、この場合の温度ディファレン
シャルは図５に示すように小さくなる。

【００２３】このように上記一実施例によれば、温度デ
ィファレンシャルを小さくでき、カーペット本体１の温
度変化を小さくできる。これにより、電力使用量を少な
くできて省電力化が図れ、さらに使用者に対して快適な
暖房ができる。

【００２４】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、上記一実施例ではカーペット本体１の温度
が設定温度に達したときから潜熱蓄熱材１０の潜熱放出
を開始したが、予め潜熱蓄熱材１０に潜熱を保有させ、
発熱線２に対する電力供給開始時に潜熱を放出させるよ
うにしてもよい。これにより、カーペット本体１の温度
は図６に示すように立上がり特性を向上させることがで
きる。

【００２５】又、電気カーペットを使用する場合、畳を
敷き詰めた和室と木の床からなる洋間などでは、カーペ
ット本体１の温度上昇の傾きが異なる。従って、各部屋
に応じて温度検出信号ａ又は温度設定信号ｂを補正する
補正回路を接続し、いずれの部屋であってもカーペット
本体１の温度上昇を同一にするようにしてもよい。

【００２６】例えば、図７はかかる補正回路５０を接続
した温度設定回路の構成図である。この温度設定回路
は、ＮＰＮ型トランジスタＱ１のベースに対し、抵抗Ｒ
10を介して温度調整用の可変抵抗器ＶＲ及び抵抗Ｒ11の
並列回路を接続し、かつ抵抗Ｒ10に和室と洋間の補正回
路５０つまり切替えスイッチを並列している。そして、
可変抵抗器ＶＲに対し抵抗Ｒ12を介してＮＰＮ型トラン
ジスタＱ２のコレクタを接続している。

【００２７】かかる構成であれば、切替えスイッチの開
閉に応じてＮＰＮ型トランジスタＱ２のベース電流が変
化する。これにより、ＮＰＮ型トランジスタＱ２のエミ
ッタ電圧は補正され、和室又は洋間のいずれの部屋であ
ってもカーペット本体１の温度上昇は同一となる。さら
に、上記一実施例では電気カーペットに対して適用した
が、電気毛布や電気畳などに適用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、温
度ディファレンシャルを小さくして温度の上昇、低下の
少なくでき、電力使用量を少なくできて省電力化が図れ
る面状暖房装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる面状暖房装置を電気カーペット
に適用した場合の一実施例を示す構成図。

【図２】同電気カーペットの電気回路の構成図。

【図３】カーペット本体に設けられた密閉容器の構成
図。

【図４】カーペット本体に設けられた潜熱蓄熱材の潜熱
の放出を示す図。

【図５】カーペット本体の温度ディファレンシャルを示
す図。

【図６】本発明の変形例であるカーペット本体の立上が
り温度特性を示す図。

【図７】本発明の変形例である温度設定回路の構成図。

【図８】従来の電気カーペットの構成図。

【図９】同電気カーペットの温度ディファレンシャルを
示す図。

【符号の説明】

１…カーペット本体、 ２…発熱線、 ３…感熱線、 １０…潜熱蓄熱材、 ３０…リレー接点、 ３２…温度検知回路、 ３７…温度設定回路、 ３８…温度比較回路、 ３９…リレー駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面状の暖房本体に発熱線を配線すると共
   に感熱線を配線し、前記感熱線により検知された前記暖
   房本体温度と設定温度との温度差に応じて前記発熱線へ
   の電力供給を調整して前記暖房本体の温度を前記設定温
   度に制御する面状暖房装置において、 前記暖房本体に設けられ前記発熱線に発生する熱の加熱
   により蓄熱し、かつ潜熱を放出して前記暖房本体を加熱
   する潜熱蓄熱材と、この潜熱蓄熱材に対して接触する電
   極と、所望時に前記電極に電圧を印加して前記潜熱蓄熱
   材に対して電気的ショックを加えて潜熱を放出させる潜
   熱放出回路とを具備したことを特徴とする面状暖房装
   置。