專利名稱：取暖用的溫度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電熱毛毯、電熱地毯等面狀取暖器具中使用的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器。
背景技術(shù)：
通常在電熱毛毯、電熱地毯等面狀取暖器具中使用的線狀發(fā)熱絲已被熟知，最為普及的構(gòu)造如圖1所示。在該圖中，線狀發(fā)熱絲由以下部分構(gòu)成聚酯纖維等纖維束卷芯I; 在卷芯I的外周上將銅或銅合金的導(dǎo)體卷繞成螺旋狀形成的發(fā)熱芯線2 ;在發(fā)熱芯線2的外周上擠壓成形在預(yù)定的溫度時(shí)熔融的高分子樹脂而形成的高分子層3 ;在高分子層3的外周上將鎳導(dǎo)體卷繞成螺旋狀形成的溫度檢測(cè)芯線4 ;以及在最外周上擠壓成形聚氯乙烯樹脂等而形成的絕緣被覆層5。
另外，根據(jù)需要有時(shí)在溫度檢測(cè)芯線4和絕緣被覆層5之間設(shè)置將聚酯帶卷繞成螺旋狀而形成的、針對(duì)來(lái)自絕緣被覆層5的可塑劑轉(zhuǎn)移的阻擋層。并且，也有將發(fā)熱芯線2 和溫度檢測(cè)芯線4顛倒配置的構(gòu)造，還有用銅合金等形成溫度檢測(cè)芯線4的構(gòu)造。
另外，高分子層3有的具有阻抗隨著溫度上升而減小的所謂負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)昭48-66480號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)昭52-27594號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)平6-5175號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)平7-216174號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)2004-221443號(hào)公報(bào)
并且，溫度檢測(cè)芯線4是與普通金屬一樣具有電阻值隨著溫度上升而增加的正溫度系數(shù)的電阻體，表示其敏感度性能的電阻的溫度系數(shù)為每l°c約O. 44%。
在這種結(jié)構(gòu)的線狀發(fā)熱絲IH中，基于溫度變化的電阻值的變化被作為電氣信號(hào)從溫度檢測(cè)芯線4的兩端提取出來(lái)，并且通常根據(jù)圖3的現(xiàn)有例所示的電路連接，在溫度控制中使用。
其中，F(xiàn)l表不與加熱電阻器RFl為一體的溫度熔斷器，R1、R5表不減壓電阻器,D1、 D2、D3、D4表示耐壓為200V以上的二極管，ZDl表示穩(wěn)壓二極管，Cl、C2表示電解電容器， R2、R3、R4表示電阻器，Ul表示電壓比較器，Ql表示NPN晶體管，RYl表示繼電器，RYa表示繼電器的接點(diǎn)。
在圖3中，商用電源AC100V通過(guò)由整流二極管D1、D2、電阻器R1、電解電容器Cl、 和擊穿電壓6. 2V的穩(wěn)壓二極管ZDl構(gòu)成的整流電路部(注下面將上述連接稱為“整流電路部”)，被生成為無(wú)變壓器方式的DC6. 2V的直流穩(wěn)定電源Vccl，并提供給溫度控制部。發(fā)熱芯線2的一端與繼電器的接點(diǎn)RYa的一端連接，所述RYa的另一端通過(guò)溫度熔斷器Fl與AC100V的H極連接。發(fā)熱芯線2的另一端與AC100V的N極連接。H極、N極所表示的部分 對(duì)應(yīng)于AC100V電源的一端和另一端，也可以將AC100V電源的一端和另一端設(shè)為H極、N極中任意一方。
基于溫度變化的溫度檢測(cè)芯線4的電阻變化經(jīng)由電阻器R2、R3被分壓，并輸入到 電壓比較器Ul的負(fù)端子，在與相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的溫度的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較后，被從電 壓比較器Ul輸出。
利用電壓比較器Ul的輸出，并經(jīng)由電阻器R4和晶體管Ql來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器RY1。在 圖3的連接狀態(tài)下，僅在電流流向繼電器RYl的驅(qū)動(dòng)線圈的期間，根據(jù)二極管D1、電阻器 R5、電解電容器C2和繼電器的內(nèi)部電路常數(shù)，對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈施加大致平滑的預(yù)定的 直流電壓，在C2的負(fù)極與Ql的發(fā)射極連接而非Ql的集電極時(shí)也能夠進(jìn)行繼電器動(dòng)作。
在溫度控制的狀態(tài)是溫度檢測(cè)芯線4低于預(yù)先設(shè)定的溫度的情況下，繼電器RYl 導(dǎo)通(ON)，所述接點(diǎn)RYa閉合，發(fā)熱芯線2被通電，相反在溫度檢測(cè)芯線4的溫度高于設(shè)定 溫度的情況下，繼電器RYl截止(OFF)，所述接點(diǎn)RYa斷開(kāi)，對(duì)發(fā)熱芯線2的通電被切斷。
然后，二極管D3、D4各自的陽(yáng)極與溫度檢測(cè)芯線4的兩端連接，二極管D3、D4的陰 極也都與溫度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl的一端連接。溫度熔斷器一體式的加熱電阻 器RFl的另一端通過(guò)溫度熔斷器Fl與AC100V的H極連接，由此形成線間短路保護(hù)電路。
線間短路保護(hù)電路的動(dòng)作構(gòu)成下述的最終保護(hù)電路，即在上述的溫度控制部破損 而陷入不能控制狀態(tài)的情況下，對(duì)發(fā)熱芯線2的通電被連接，整體處于過(guò)熱狀態(tài)，因而高分 子層3在固有的熔點(diǎn)時(shí)熔融，發(fā)熱芯線2與溫度檢測(cè)芯線4之間短路，按照路徑“AC100V的 N極一發(fā)熱芯線2 —溫度檢測(cè)芯線4 — D3或D4 — RFl — Fl — H極”流過(guò)較大的電流，溫 度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl被加熱，溫度熔斷器Fl在預(yù)定施加內(nèi)熔斷，電源被斷開(kāi)， 防止火災(zāi)發(fā)生。
在圖3的電路中重要內(nèi)容在于，第一點(diǎn)是繼電器的接點(diǎn)RYa的一端與溫度熔斷器 一體式的加熱電阻器RFl的另一端連接，溫度熔斷器一體式的加熱電阻器RFl的另一端經(jīng) 由溫度熔斷器Fl與AC100V的H極側(cè)連接，在除此之外的連接中，包括二極管D3、D4的連接 方向在內(nèi)，在發(fā)熱芯線2與溫度檢測(cè)芯線4之間的線間短路時(shí)不流過(guò)足夠大的電流，使溫度 熔斷器不能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)熔斷。
另外，在高分子層3是聚酰亞胺樹脂的情況下、或者在使高分子層3具備具有負(fù)溫 度系數(shù)的熱敏電阻特性的情況下，在高溫區(qū)域中交流阻抗大幅下降，交流的泄漏電流流過(guò) 高分子層3，在這種情況下，如果是前述的連接順序，與其它連接方式相比不易受到影響。
另外，在圖3中，只要能夠維持RFl與RYa與H極的連接，則溫度熔斷器Fl的連接 位置不一定在H極側(cè)，也可以在N極側(cè)。
第二點(diǎn)是如果去除繼電器RYl及其驅(qū)動(dòng)電路部，則具有即使減壓電阻器Rl移動(dòng)到 圖3的G點(diǎn)時(shí)也不會(huì)對(duì)溫度控制功能和線間短路保護(hù)功能產(chǎn)生影響的對(duì)稱性。這是因?yàn)樵?由整流二極管Dl、D2構(gòu)成的整流電路部的輸入側(cè)的AC電源之間的任何位置都沒(méi)有連接二極管。
第三點(diǎn)沒(méi)有圖示，在將繼電器RYl的接點(diǎn)RYa與AC100V的H極側(cè)連接時(shí)，容易構(gòu) 成繼電器接點(diǎn)RYa的接點(diǎn)熔敷保護(hù)電路。
這種現(xiàn)有的取暖用的溫度控制器是在功能方面兼?zhèn)錅囟瓤刂坪桶踩Ｗo(hù)功能的良好結(jié)構(gòu)。
近年來(lái)，隨著電熱毛毯和電熱地毯的面積增大并且從視覺(jué)和觸感考慮，坯料和外罩變厚，而從成本方面考慮，每單位面積的線狀發(fā)熱絲的布線密度減少，由于這種市場(chǎng)需求增強(qiáng)，為了維持必要的表面溫度，發(fā)熱芯線的加熱溫度升高，用于收納對(duì)該發(fā)熱芯線進(jìn)行終結(jié)連接的溫度控制器的殼體內(nèi)的溫度上升增加，存在在觸感上產(chǎn)生不舒適感以及安全上的不安全感的問(wèn)題。
為了避免這種問(wèn)題，為了抑制溫度控制器自身的發(fā)熱，在圖3所示的取暖用的溫度控制器中，提高消耗最大電流的繼電器RYl的驅(qū)動(dòng)電壓，抑制減壓電阻器R5的發(fā)熱，其狀況如下所述。
在繼電器RYl是低廉的通用普及型的DC12V驅(qū)動(dòng)的情況下，其驅(qū)動(dòng)電流約為17mA， 減壓電阻器R5的功耗為500mW以上，使得溫度控制器收納殼體內(nèi)的溫度上升急劇增加，在實(shí)際應(yīng)用方面幾近不可行。但是，在繼電器RYl是DC100V驅(qū)動(dòng)的情況下，其可驅(qū)動(dòng)電流通常約為3. 5 5mA，減壓電阻器R5的功耗約為30mW，可以實(shí)際應(yīng)用。
在此，說(shuō)明用于驅(qū)動(dòng)繼電器RYl的周圍部件。
在繼電器RYl是DC12V驅(qū)動(dòng)的情況下，電解電容器C2是耐壓35V、電容值約100 μ F 的普及型電容器，晶體管Ql也是大約Vceo = 50V、Ic = IOOmA的通用普及型晶體管即足以。但是，在繼電器RYl是DC100V驅(qū)動(dòng)的情況下，電解電容器C2需要是耐壓250V、電容值 4. 7 μ F，晶體管Ql也需要Vceo = 300V、Ic = 50mA的高耐壓性能。
DC100V繼電器和高耐壓的電解電容器和晶體管由于除了電熱地毯之外的用途較少，在市場(chǎng)上屬于專用部件，因而價(jià)格高，不容易購(gòu)買，在經(jīng)濟(jì)方面依舊是極其不利的因素。
此外，即使采取了抑制這種繼電器驅(qū)動(dòng)部的發(fā)熱的對(duì)策，除前述情況之外，為了使圖3的溫度控制器進(jìn)行動(dòng)作，穩(wěn)壓二極管ZDl的無(wú)功電流和溫度控制部合計(jì)需要大概6mA 左右的電流，估計(jì)被施加交流半波的減壓電阻器Rl的功耗接近200mW，這成為使得溫度控制器收納殼體內(nèi)的溫度上升增加的重大原因。
為了解決這些問(wèn)題，可以考慮作為圖3的進(jìn)步形式的采用圖4所示的電容器輸入型電源的電路結(jié)構(gòu)。
在圖3所示的整流電路部的前面，按照?qǐng)D4所示的位置和方向?qū)㈦娙萜鰿f和二極管Df進(jìn)行連接。這是電容器輸入型電源的標(biāo)準(zhǔn)連接形式，如果選擇Cf為薄膜電容器、其電容值約為1. 8 μ F(125VAC)，Df為擊穿電壓6. 2V 30V的穩(wěn)壓二極管，平滑電解電容器 C2為耐壓35V、電容值約為220 μ F，則經(jīng)由整流二極管Dl和減壓電阻器R5容易得到大約 DC5V DC24V的平滑電壓Vcc2，尤其在Df是擊穿電壓15V的穩(wěn)壓二極管時(shí)，能夠充分驅(qū)動(dòng) DC12V驅(qū)動(dòng)繼電器RYI。
在這種動(dòng)作條件下，在減壓電阻器R5約為33 Ω時(shí)，其功耗約為llmW。并且，經(jīng)由整流二極管Dl、減壓電阻器Rl以及擊穿電壓6. 2V的穩(wěn)壓二極管ZDl，向溫度控制部提供直流穩(wěn)定電壓Vccl = 6. 2V，這種情況時(shí)的減壓電阻器Rl的功耗約為36mW。
如上所述，根據(jù)圖4所示的電容器輸入型電源，能夠利用低廉的通用普及型的 DC12V驅(qū)動(dòng)繼電器RYl、平滑電解電容器C2和繼電器驅(qū)動(dòng)晶體管Ql，并且能夠?qū)⒐囊种茷榧s290mW，采用低廉的部件即可明顯抑制溫度控制器自身的功耗。
但是，在圖4中，在AC電源的N極為正的半周期時(shí)，電流按照路徑“N極—Df — Dl — Rl — R2 — D3 — RFl — Fl — H極”流過(guò)，使得溫度控制大大失控，同時(shí)溫度 熔斷器一體式加熱電阻器RFl被加熱，從某種程度上講線間短路保護(hù)功能在初期就開(kāi)始動(dòng) 作。因此，在較短期間中就使溫度熔斷器Fl熔斷，由于存在這種重大缺陷，其實(shí)際應(yīng)用性被 否定。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟(jì)性良好的取暖用的溫度控制 器，能夠利用電容器輸入型電源來(lái)可靠地確保線間短路保護(hù)功能，控制溫度控制器自身的 功耗，確保較高的安全性，并且能夠使用低廉的部件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種取暖用的溫度控制器，是發(fā)熱芯 線和溫度檢測(cè)芯線通過(guò)熱塑性樹脂部件而分離的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器，所述取暖用的 溫度控制器具有溫度控制部，該溫度控制部根據(jù)分壓電阻器與所述溫度檢測(cè)芯線的連接點(diǎn) 的電壓來(lái)檢測(cè)所述發(fā)熱芯線的上升溫度，在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，利用繼電器的接點(diǎn)切斷所述 發(fā)熱芯線的電源，由此調(diào)整為用戶設(shè)定的溫度，所述取暖用的溫度控制器的特征在于，所述 發(fā)熱芯線的一端與進(jìn)行交流全波的功率控制的所述繼電器的接點(diǎn)的一端連接，將陽(yáng)極分別 與所述溫度檢測(cè)芯線的兩端連接的第I和第2 二極管的陰極連接，在該連接點(diǎn)連接溫度熔 斷器一體式電阻器的一端，將所述繼電器的接點(diǎn)的另一端、所述溫度熔斷器一體式電阻器 的另一端、以及第3 二極管的陰極這三點(diǎn)與交流電源的一端連接，將所述發(fā)熱芯線的另一 端、以及電容器的一端與所述第3 二極管的陽(yáng)極連接的該電容器的另一端這兩點(diǎn)與所述交 流電源的另一端連接，并且將包括整流電路部的所述溫度控制部與所述第3 二極管的兩端 連接，在所述交流電源的另一端處于正的半周期的情況下，在該正的半周期中的所述電容 器充電的期間中，向所述整流電路部的輸入端之間僅施加所述第3 二極管的電壓下降的量 的電壓，而且能夠向由所述交流電源的另一端、所述發(fā)熱芯線、所述熱塑性樹脂部件、所述 溫度檢測(cè)芯線、所述第I和第2 二極管、所述溫度熔斷器一體式電阻器、溫度熔斷器以及所 述交流電源的一端形成的線間短路保護(hù)路徑施加所述交流電源的半波電壓，在所述熱塑性 樹脂部件處于大致短路狀態(tài)時(shí)，使所述溫度熔斷器熔斷，由此抑制功耗，向所述溫度控制部 提供充足的電流。
本發(fā)明的第二方面的取暖用的溫度控制器的特征在于，在第一方面的取暖用的溫 度控制器中，所述發(fā)熱芯線以預(yù)定的間距被螺旋卷繞在卷芯上，所述熱塑性樹脂部件是被 密著配置在所述發(fā)熱芯線上的、在大致130°C 190°C之間的溫度時(shí)熔融的高分子層，所述 溫度檢測(cè)芯線以預(yù)定的間距被螺旋卷繞在所述高分子層的外周上，在所述溫度檢測(cè)芯線上 具有將該溫度檢測(cè)芯線絕緣的被覆層。
本發(fā)明的第三方面的取暖用的溫度控制器的特征在于，在第一方面或者第二方面 的取暖用的溫度控制器中，所述第3 二極管是整流二極管或者穩(wěn)壓二極管。
本發(fā)明的第四方面的取暖用的溫度控制器的特征在于，在第一方面或者第二方面 的取暖用的溫度控制器中，所述溫度檢測(cè)芯線是具有正的溫度系數(shù)的金屬線。
下面，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
圖2表示本發(fā)明的溫度控制器的電路。
圖2與圖4的不同之處在于順序與電容器輸入型的標(biāo)準(zhǔn)連接形式相反的結(jié)構(gòu)，即將電容器Cf的位置移動(dòng)到AC電源的N極側(cè)。
由此，在AC電源的N極側(cè)處于正的半周期時(shí)，電容器Cf相當(dāng)于充電期間，整流電 路部的輸入側(cè)只被施加二極管Df (第3 二極管)的正向電壓下降的量。因此，電流幾乎不 流過(guò)溫度熔斷器一體式加熱電阻器RFl，不會(huì)產(chǎn)生加熱。
但是，在從基礎(chǔ)的AC電源觀察時(shí)，電容器Cf被充電為半波的AC100V，因而與其同 步地形成在將“AC電源的N極一發(fā)熱芯線2 —高分子層3 —溫度檢測(cè)芯線4 — D3 (第I 二 極管)、D4 (第2 二極管)一RFl — Fl — H極”連接的線間短路保護(hù)路徑中被施加半波的 AC100V的狀態(tài)，可以沒(méi)有問(wèn)題地維持保護(hù)功能。另外，溫度熔斷器Fl的連接位置與加熱電 阻器RFl進(jìn)行熱量耦合，因而也可以在N極側(cè)。
此時(shí)的重點(diǎn)是在具備線間短路保護(hù)電路并且是電容器輸入型電源的情況下，二極 管Df與整流電路部的輸入側(cè)連接，因而在電容器Cf與AC電源的H極側(cè)連接時(shí)和與N極側(cè) 連接時(shí)不會(huì)進(jìn)行具有對(duì)稱性的動(dòng)作，這是本發(fā)明的核心。
這與圖3所示的電阻器輸入型電源具有很大差異，即在減壓電阻器Rl與H極側(cè)連 接時(shí)和與N極側(cè)連接時(shí)保持對(duì)稱性地進(jìn)行動(dòng)作。
本發(fā)明的線狀發(fā)熱絲所使用的芯線是聚酯纖維束、聚酰亞胺纖維束、玻璃纖維束 等，但從耐熱性、柔軟性和成本方面考慮優(yōu)選聚酯纖維束。根據(jù)用途，只要是耐熱性、柔軟性 良好的纖維束，就沒(méi)有特殊限定，另外也可以是多種纖維的混合纖維束。
本發(fā)明的線狀發(fā)熱絲所使用的以預(yù)定的間距被螺旋卷繞而成的發(fā)熱芯線，其材質(zhì) 有純銅線或銅與錫的合金線、以及銅與銀的合金線等，其形狀可以是圓線狀或薄片狀，這些 芯線可以是單股線，也可以是扭絞線，或者將多股線對(duì)齊進(jìn)行螺旋卷繞，但是為了以預(yù)定的 尺寸得到預(yù)定的電阻值，對(duì)其材質(zhì)和形狀的選擇沒(méi)有任何限定。
本發(fā)明的線狀發(fā)熱絲所使用的高分子層由氯乙烯樹脂或聚酰胺樹脂、聚酯樹脂、 或這些各種樹脂的聚合物等熱塑性樹脂構(gòu)成，相比電熱毛毯和電熱地毯等產(chǎn)品的表面溫 度和線狀發(fā)熱絲的耐熱溫度，優(yōu)選在高分子層的熔融溫度為130°C以上190°C以下、優(yōu)選 150°C 170°C時(shí)顯示出比較急劇的熔融特性的聚酰胺樹脂或聚酰胺彈性體或者它們的混 合物。
在此，如果高分子層的熔融溫度為130°C以下，在通常的溫度控制中發(fā)熱芯線的峰 值溫度有時(shí)會(huì)在瞬間上升到120°C附近，如果反復(fù)產(chǎn)生這種情況，則發(fā)熱芯線和溫度檢測(cè)芯 線在短時(shí)間內(nèi)短路的可能性增大，而如果高分子層的熔融溫度為190°C以上，則發(fā)熱芯線的 過(guò)熱加快，導(dǎo)致冒煙和燒焦的產(chǎn)生增加，所以不適合。
本發(fā)明所使用的二極管Df通常是穩(wěn)壓二極管，也能夠使用整流二極管。但是，在 所述Df是整流二極管的情況下，在繼電器RYl截止時(shí)，圖2中的Vcc2電壓上升到AC電源 附近，因而電解電容器C2和晶體管Ql需要是圖3的現(xiàn)有例所示的高耐壓型。為了避免這 種情況，需要連接使施加給繼電器RYl的電壓為DC12V的穩(wěn)壓二極管等電壓調(diào)節(jié)器，在能夠 實(shí)現(xiàn)兼顧提供給溫度控制部的Vccl電壓的合理設(shè)計(jì)的情況下比較有效。
被螺旋地卷繞在高分子層的外周上的溫度檢測(cè)芯線只要是具有正的溫度系數(shù)的 金屬線，就沒(méi)有特殊限定。采用在金屬中溫度系數(shù)比較高、即使遭受到拉絲加工或繞線加工 等的機(jī)械應(yīng)力時(shí)電阻值和溫度系數(shù)也穩(wěn)定的鎳，鎳適合于形成具有正的溫度系數(shù)、溫度對(duì) 電阻特性呈直線性、再現(xiàn)性能良好、隨時(shí)間的變化較小的溫度檢測(cè)芯線。
在溫度檢測(cè)芯線的外周上，通過(guò)擠壓成形等而密著形成電氣絕緣性較高、柔軟而 且低廉的氯乙烯樹脂等絕緣被覆層，由此形成線狀發(fā)熱絲。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的取暖用的溫度控制器，電源是電容器輸入型，因而即使輸出在某種 程度上偏大的電流，電源自身的功耗也極小，而且減壓電阻器的功耗相比過(guò)去大幅削減，能 夠使用普及型通用部件，可以說(shuō)經(jīng)濟(jì)效果極大。
并且，構(gòu)成使電容器和二極管的位置關(guān)系按照與標(biāo)準(zhǔn)連接形式相反的位置關(guān)系進(jìn) 行連接的電容器輸入型電源，由此能夠直接利用現(xiàn)有的線間短路保護(hù)電路的連接結(jié)構(gòu)，因 而能夠?qū)崿F(xiàn)已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期驗(yàn)證的可靠性高的線間短路保護(hù)功能。
并且，AC電源的極性和繼電器的接點(diǎn)、以及發(fā)熱芯線的連接關(guān)系能夠與現(xiàn)有相同， 因而經(jīng)過(guò)若干變更即可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用的各種保護(hù)電路和附屬電路。
根據(jù)本發(fā)明的取暖用的溫度控制器，由于高分子層利用熔融溫度為130°C以上 1900C以下、優(yōu)選150°C以上170°C以下的高分子樹脂形成，因而通過(guò)根據(jù)用途來(lái)選擇合適 的材質(zhì)，能夠靈活地確保最終的防止過(guò)熱功能。
根據(jù)本發(fā)明的取暖用的溫度控制器，關(guān)于構(gòu)成電容器輸入型電源的二極管，在從 整體的電路結(jié)構(gòu)來(lái)考慮時(shí)可以選擇穩(wěn)壓二極管也可以選擇整流二極管，能夠確保靈活性。
根據(jù)本發(fā)明的線狀發(fā)熱絲，溫度檢測(cè)芯線是具有正的溫度系數(shù)的金屬線，因而溫 度系數(shù)較小，而溫度對(duì)電阻特性呈直線性，并且隨時(shí)間的變化相比高分子感熱層非常小，因 而能夠?qū)崿F(xiàn)精密穩(wěn)定且再現(xiàn)性能良好的溫度控制。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的取暖用的溫度控制器所使用線狀發(fā)熱絲的構(gòu)造圖。
圖2是表示本發(fā)明的取暖用的溫度控制器的實(shí)施方式的電路圖。
圖3是表示現(xiàn)有例I和現(xiàn)有例2的使用電阻器輸入型的電源的溫度控制器的一例 的電路圖。
圖4是發(fā)明者最初構(gòu)想的使用電容器輸入型的電源的溫度控制器的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖等更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的取暖用的溫度控制器的實(shí)施方式。另外， 本發(fā)明只要不脫離其宗旨，就不限定于以下內(nèi)容。尤其是電路連接的極性反轉(zhuǎn)，可以看作是 相同意思。
圖1是表示本發(fā)明的取暖用的溫度控制器所使用的線狀發(fā)熱絲的一個(gè)端部的圖， 在圖中省略了絕緣被膜層、高分子層等一部分部件。
該線狀發(fā)熱絲IH由以下部分構(gòu)成玻璃纖維或者聚酯纖維等纖維束卷芯I ;在卷 芯I的外周上將銅或銅合金的扁導(dǎo)體卷繞成螺旋狀而形成的發(fā)熱芯線2 ;在發(fā)熱芯線2的 外周上擠壓成形高分子樹脂而形成的高分子層3 ;在高分子層3的外周上以固定的間距螺 旋卷繞而形成的溫度檢測(cè)芯線4 ;以及在最外周上擠壓成形聚氯乙烯等而形成的絕緣被覆層5。
在此，高分子層3優(yōu)選聚酰胺樹脂中吸水率小的尼龍12，通過(guò)向尼龍12中混合各種聚酰胺彈性體或可塑劑或耐熱穩(wěn)定劑等，并用捏合機(jī)或者擠壓機(jī)進(jìn)行混揉，由此得到尼龍12混合物的顆粒。用擠壓機(jī)以預(yù)定的厚度將顆粒擠壓成形在發(fā)熱芯線2的外周上，由此形成高分子層3。
并且，為了防止絕緣被覆層5的聚氯乙烯樹脂混合物中所包含的可塑劑向高分子層3轉(zhuǎn)移，也可以在溫度檢測(cè)芯線4與絕緣被覆層5之間設(shè)置縱向添加聚酯帶而形成的阻擋層。
下面，關(guān)于圖1所示的線狀發(fā)熱絲的實(shí)施方式，說(shuō)明測(cè)定內(nèi)容及其測(cè)定結(jié)果。
圖1所示的實(shí)施方式中的各個(gè)數(shù)據(jù)如下所述。
卷芯I的材質(zhì)聚酯纖維束
發(fā)熱芯線2的材質(zhì)銅錫合金
發(fā)熱芯線2的尺寸斷面O. 06X0. 42謹(jǐn)，間距O. 86謹(jǐn)
高分子層3的材質(zhì)尼龍12混合物
高分子層3的尺寸厚度O. 33mm
溫度檢測(cè)芯線4的材質(zhì)鎳
溫度檢測(cè)芯線4的尺寸斷面直徑Φ0. 08mm,間距O. 86mm
絕緣被覆層5的材質(zhì)聚氯乙烯樹脂混合物
絕緣被覆層5的尺寸厚度O. 4mm
另外，聚氯乙烯樹脂混合物是采用耐熱等級(jí)的聚氯乙烯樹脂的電源電線用的市場(chǎng)上銷售的混合物(VM-163、APCO公司制造)。
聚酰胺樹脂采用市場(chǎng)上銷售的尼龍12 (3020X15、UBE制造)和聚酰胺12彈性體 (9048X1、UBE 制造)。
在圖2和圖3的電路圖中，如表I所示，針對(duì)采用基于電容器輸入型電源的兩種繼電器的實(shí)施例1和實(shí)施例2、以及采用基于電阻器輸入型電源的兩種繼電器的現(xiàn)有例I和現(xiàn)有例2，選擇了適合于溫度控制動(dòng)作的電路常數(shù)。
在各個(gè)實(shí)施例、各個(gè)現(xiàn)有例中共同的電路常數(shù)如下R2 =1. 5KQF, R3 = 470 QF, R4 = IOK QJ, ZDl = 6. 2V, Cl = 100 μ F(16V)，Dl、D2、D3、D4 表示整流二極管 1N4004，RFl =180Ω (3ff)，F(xiàn)l = IOA (250V)。
表I
適合于溫度控制的電路常數(shù)
權(quán)利要求
1.一種取暖用的溫度控制器，是發(fā)熱芯線和溫度檢測(cè)芯線通過(guò)熱塑性樹脂部件而分離的線狀發(fā)熱絲的溫度控制器，所述取暖用的溫度控制器具有溫度控制部，該溫度控制部根據(jù)分壓電阻器與所述溫度檢測(cè)芯線的連接點(diǎn)的電壓來(lái)檢測(cè)所述發(fā)熱芯線的上升溫度，在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，利用繼電器的接點(diǎn)切斷所述發(fā)熱芯線的電源，由此調(diào)整為用戶設(shè)定的溫度，所述取暖用的溫度控制器的特征在于， 所述發(fā)熱芯線的一端與進(jìn)行交流全波的功率控制的所述繼電器的接點(diǎn)的一端連接，將陽(yáng)極分別與所述溫度檢測(cè)芯線的兩端連接的第I和第2 二極管的陰極連接，在該連接點(diǎn)連接溫度熔斷器一體式電阻器的一端，將所述繼電器的接點(diǎn)的另一端、所述溫度熔斷器一體式電阻器的另一端、以及第3 二極管的陰極這三點(diǎn)與交流電源的一端連接， 將所述發(fā)熱芯線的另一端、以及電容器的一端與所述第3 二極管的陽(yáng)極連接的該電容器的另一端這兩點(diǎn)與所述交流電源的另一端連接，并且將包括整流電路部的所述溫度控制部與所述第3 二極管的兩端連接， 在所述交流電源的另一端處于正的半周期的情況下，在該正的半周期中的所述電容器充電的期間中，向所述整流電路部的輸入端之間僅施加所述第3 二極管的電壓下降的量的電壓，而且能夠向由所述交流電源的另一端、所述發(fā)熱芯線、所述熱塑性樹脂部件、所述溫度檢測(cè)芯線、所述第I和第2 二極管、所述溫度熔斷器一體式電阻器、溫度熔斷器以及所述交流電源的一端形成的線間短路保護(hù)路徑施加所述交流電源的半波電壓，在所述熱塑性樹脂部件處于大致短路狀態(tài)時(shí)，使所述溫度熔斷器熔斷，由此抑制功耗，向所述溫度控制部提供充足的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取暖用的溫度控制器，其特征在于， 所述發(fā)熱芯線以預(yù)定的間距被螺旋卷繞在卷芯上， 所述熱塑性樹脂部件是被密著配置在所述發(fā)熱芯線上的、在大致130°C 190°C之間的溫度時(shí)熔融的高分子層， 所述溫度檢測(cè)芯線以預(yù)定的間距被螺旋卷繞在所述高分子層的外周上， 在所述溫度檢測(cè)芯線上具有將該溫度檢測(cè)芯線絕緣的被覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的取暖用的溫度控制器，其特征在于， 所述第3 二極管是整流二極管或者穩(wěn)壓二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的取暖用的溫度控制器，其特征在于， 所述溫度檢測(cè)芯線是具有正的溫度系數(shù)的金屬線。
全文摘要
提供一種經(jīng)濟(jì)性良好的取暖用的溫度控制器，在使用電容器輸入型電源時(shí)也能夠可靠地確保線間短路保護(hù)功能，能夠抑制溫度控制器自身的功耗，確保較高的安全性，并且能夠使用低廉部件。在AC電源的N極側(cè)處于正的半周期時(shí)，電容器Cf相當(dāng)于充電期間，整流電路部的輸入側(cè)只被施加二極管Df的正向電壓下降的量的電壓，因而電流幾乎不流過(guò)溫度熔斷器一體式加熱電阻器RF1，不會(huì)產(chǎn)生加熱。但是，在從AC電源觀察時(shí)，電容器Cf被充電為半波的AC100V，因而與其同步地形成在從AC電源的N極通過(guò)發(fā)熱芯線(2)、高分子層(3)、溫度檢測(cè)芯線(4)將H極連接的線間短路保護(hù)路徑中被施加半波的AC100V的狀態(tài)，可以維持保護(hù)功能。
文檔編號(hào)G05D23/19GK103019269SQ20111041694
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者野村卓志, 朝倉(cāng)正博 申請(qǐng)人:香港塔祈巴那電器有限公司