專利名稱:電氣采暖具的制作方法
發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)電氣毛毯、電氣地毯等電氣采暖具的發(fā)明。
已有技術(shù)已有的電氣采暖具中，為控制溫度而采取的溫度檢測手段有加熱器和溫度傳感器合并設(shè)置的方式(A);把加熱器和溫度傳感器做成整體結(jié)構(gòu)的感熱加熱方式(B)。
這些測溫手段在溫度控制的機(jī)理上，是有很大差別的。方式(A)是以在采暖具本體中，傳感器所在位置的檢測溫度作為信號，利用加熱器來控制加熱的。這種方式是本體溫度的控制方式。而方式(B)是用檢測的加熱器溫度信號來控制加熱器的溫度，形成了加熱器溫度控制方式。
然而，這兩種方式都有不能按照采暖具使用者的狀態(tài)來控制溫度的問題。
發(fā)明的目的本發(fā)明的目的就是要提供比現(xiàn)有的采暖具更先進(jìn)的，以檢測采暖具使用者的體溫、皮膚溫、足溫和衣服溫度等接觸采暖負(fù)荷溫度為主的，并能控制溫度的電氣采暖具。
發(fā)明的內(nèi)容為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采取的措施是把溫度傳感器和感熱加熱線裝在采暖具的本體上，在安裝位置上，使上述的溫度傳感器和本體表面之間的距離小于溫度傳感器和上述的感熱和加熱之間的距離，利用該溫度傳感器的檢測信號，可調(diào)控制感熱器的溫度。
本發(fā)明中的溫度傳感器有一般的熱敏電阻、恒溫器和PTC熱敏電阻等溫度傳感器，但以可撓性線狀溫度檢測線和光纖維溫度傳感器最適宜。
該溫度檢測線的構(gòu)成，如第1圖所示，其特征在于正常時，檢測平均溫度，異常時，(局部保溫)則主要是控制局部保溫部分的溫度。
圖中，1為芯，2、4是繞線電極，3是高分子感溫體，5是絕緣外皮。其中，高分子感溫度3是B常數(shù)大的熱敏電阻材料。
溫度傳感器中的光纖維溫度傳感器，應(yīng)該是使光傳導(dǎo)特性隨溫度而變化的，而且光傳導(dǎo)損耗也應(yīng)隨溫度的升高而增加。為此適于選用能使光透率減少或產(chǎn)生波長變化的光纖維做這種光纖維傳感器。
在光纖維傳導(dǎo)器的材料方面，選用了熱色性或熒光性的材料，并用成型的方法做成線束材。
本發(fā)明中的感熱加熱線，例如可以做成第1圖那種結(jié)構(gòu)，把內(nèi)、外兩個電極2、4分別作為發(fā)熱線和信號線使用。介于內(nèi)、外電極之間的高分子感溫體3，采用了含有聚酰胺的組成物，我們把這種構(gòu)造的感熱線，叫做一線式感熱加熱器。
這種情況的溫度控制機(jī) 理是檢測由于內(nèi)外極之間的高分子感溫體的溫度變化所引起的阻抗變化，利用控制發(fā)熱線的通電，進(jìn)行溫度控制。
另一種感熱加熱線是呈現(xiàn)大的正電阻溫度系(以下簡稱PTC)的線狀PTC加熱器。PTC加熱器可以用第2圖所示的可撓性線狀加熱器。圖2中，6、6′是芯，7、7′是卷繞在芯上做電極用的導(dǎo)體，8是PTC發(fā)熱層，9是外皮。PTC加熱器還可以用在第1圖結(jié)構(gòu)的高分子感溫體3的層上形成PCT發(fā)熱層的方法來構(gòu)成。PCT發(fā)熱層8所用的PCT材料，是含有以炭黑為中心的粒狀導(dǎo)電材料的高分子組成物。高分子組成物可以用醋酸聚乙烯共聚體、乙烯-丙烯酸乙酯共聚體、聚乙烯、聚丙烯和乙烯丙烯共聚體等的聚烯烴、聚酰胺和聚酯等，只有在結(jié)晶性的聚合物中，才具有大的PTC特性。在這些高分子組成物中，當(dāng)然要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行化學(xué)固化、電子固化。
第1圖所示的溫度傳感器安裝在如圖3(B)所示的位置上。已有的電氣采暖具是按第3圖(A)那樣地配置溫度傳感器和感熱加熱線的，從圖中可以看出，溫度傳感器10和感熱加熱線11之間的距離L1小于溫度傳感器10和本體表面即和本體表面上的接觸采暖負(fù)荷12之間的距離L2，這種配制位置使溫度傳感器10檢測的是PCT加熱器溫度或本體溫度。
而在本發(fā)明的實(shí)施例中，如第3圖(B)所示那樣進(jìn)行配置，溫度傳感器10的配置位置是以L1＞L2為條件的，并且和檢測感熱加熱線11的溫度相比，溫度傳感器10主要檢測的是接觸采暖負(fù)荷12的溫度，因此可以組成主要檢測接觸采暖負(fù)荷12的溫度，聯(lián)動控制感熱加熱線11的系統(tǒng)。上述距離L1、L2，指的是熱距離，也就是按照熱傳導(dǎo)的距離，這種距離比幾何學(xué)上的距離更接近于真實(shí)的情況這個系統(tǒng)的特點(diǎn)是溫度傳感器10和感熱加熱線11之間，隔著一定的距離，所以能使感熱加熱線11的溫度按照溫度傳感器10的溫度信號聯(lián)動地可變控制，其結(jié)果是得到與使用采暖具的人體溫度相適應(yīng)的舒適的控制溫度。另外，使用感熱加熱線11時，在PTC特性的突變點(diǎn)以上，加熱線的最高溫度就不再上升了。這種能控制加熱器溫度的感熱加熱器通常叫做一線式感熱加熱器，這種加熱器是把第1圖那樣構(gòu)造的溫度檢測線中至少一個電極線，作為發(fā)熱導(dǎo)體使用。在這種情況下，加熱器每段長度的瓦特?cái)?shù)是一定的，利用配線圖案把瓦特密度做成不一樣，這樣就可以使加熱器各部分都具有相同的發(fā)熱量。
對于PTC加熱器，則要求越是在低溫部分就越要流過大電流來增加這部分的發(fā)熱量。所以PTC加熱器配線應(yīng)使低溫區(qū)的溫度上升快。
表示光纖維傳感器和熱敏電阻特性的溫度傳感器10，檢驗(yàn)的當(dāng)然應(yīng)該是它所設(shè)置地方的平均溫度。而在這平均溫度中，又是以優(yōu)先檢測高溫部分的信號為主。也就是說，優(yōu)先檢測的是接觸采暖負(fù)荷12中高溫部分的溫度，因此在采暖中就不會產(chǎn)生熱刺激，盜汗(虛汗)等不快感覺。
在這種情況下，一線式感熱加熱器中配線密度高的地方溫度升高得快，因而PTC加熱器具有在低溫區(qū)發(fā)熱量增加、在高溫區(qū)發(fā)熱量減少的自我溫度控制功能，所以能夠構(gòu)成在總體上取得平衡的采暖系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)了能向使用者提供舒適的溫度控制設(shè)備的目的。
和現(xiàn)有技術(shù)比較的特征和積極效果①可以組成采暖使用者的接觸負(fù)荷溫度聯(lián)動溫度控制的采暖具。
②可以組成能防止加熱器溫度過度升高，又能響應(yīng)使用者的接觸負(fù)荷溫度(體溫、皮膚溫、足溫和衣服溫等)的舒適采暖具。
③本發(fā)明可以在電氣毛毯、電氣地毯、蓋膝墊和被褥等接觸采暖用得多的溫度控制設(shè)備中使用。
④使用能使低溫部分的溫度優(yōu)先、迅速升溫的感熱加熱線時，特別有利于迅速提高使用者的接觸負(fù)荷溫度低的部分的溫度，因此可以提供舒適的采暖具。
第1圖是溫度檢測線及感熱加熱線一個例子的結(jié)構(gòu)圖。
第2圖是感熱加熱線例子的剖面圖。
第3圖是溫度傳感器和加熱器的配置關(guān)系的說明圖，(A)是公知例，(B)是本發(fā)明的配制關(guān)系圖。
第4圖是本發(fā)明一實(shí)施例的溫度控制回路的方框圖。實(shí)施例中使用的是溫度探測線和一線式感熱加熱線。
第5圖是使用了溫度探測線和感熱加熱線。
第5圖是使用了溫度探測線和感熱加熱線的本發(fā)明采暖具的另一個實(shí)施例的溫度控制方框圖。
實(shí)施方案把100V-105瓦的感熱加熱線(245米長)配布到電氣毛毯的料面上。感熱加熱線的形狀如第1圖所示。高分子感溫體3使用了靜電容量變化型的尼龍12組成物。內(nèi)卷、外卷的導(dǎo)體2、4使用的是銅合金。外皮用軟質(zhì)氯乙烯組成物。
毛毯配線圖案是各加熱線間相距約8厘米，在恰好是其中間的4厘米處，將16米長的溫度探測線進(jìn)行配線。溫度探測線的形狀同樣也如第1圖所示。高分子感溫體3，使用了離子傳導(dǎo)性的聚氯乙烯組成物。電極2、4用不銹鋼線。把上述溫度探測線和感熱加熱線接到第4圖所示的回路中，作為溫度設(shè)定而使用。溫度探測回路13，探測的是溫度傳感器10的溫度信號。溫度檢測回路14，使用了IC元件。電力控制回路15使用了可控硅元件，感熱加熱線11的溫度信號使檢測回路14動作，同時，溫度探測回路13的信號也聯(lián)動控制溫度探測回路14的輸出。
當(dāng)溫度傳感器10所檢測的溫度低時，也就是說被褥還不暖時、皮膚溫度低時，應(yīng)當(dāng)使傳熱加熱線11的溫度向高溫方向移動，按這樣來設(shè)定加熱器的溫度。
具體的例子是采暖具中，當(dāng)溫度傳感器10的檢測溫度為40℃時，感熱加熱線11的溫度被控制在45℃，若上述檢測溫度變?yōu)?5℃時，則感熱加熱線11的溫度就要升高到50℃。檢測溫度越降低，感熱加熱器的溫度就越要升高。若按這樣設(shè)定感熱加熱線11的溫度，當(dāng)感熱加熱線的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，電力控制回路15就要切斷通電。所以利用這種毛毯就寢時，當(dāng)皮膚溫度低、手腳冷時，就升高加熱器的溫度，而當(dāng)身體已充分暖和時，加熱器的溫度就下降，因此能得到舒適的采暖特性。
下面是另一實(shí)施方案。在第5圖中，把100V-150W(20℃)的感熱加熱線17(24.5米長)配布在毛毯的料面中，感熱加熱線17做成的形狀如第2圖所示。其中，PTC發(fā)熱層8用的是含炭黑的醋酸聚乙烯酯共聚體組成物，一對電極7、7的導(dǎo)體為銅合金，外皮使用了軟質(zhì)氯乙烯組成物。上述毛毯的配線圖案和上述實(shí)施方案相同，也使用了上述實(shí)施方案中所采用的溫度傳感器10，并且按同樣方式進(jìn)行配線。把感熱加熱線和溫度傳感器接到第5圖所示的線路中，進(jìn)行溫度設(shè)定。利用PTC加熱器本身的正電阻溫度系數(shù)，由溫度檢測回路19檢測回路PTC加熱線17的溫度。溫度傳感器10的溫度信號，由溫度探測回路18檢測，并把探測回路18的輸出作為檢測回路19的輸入，聯(lián)動控制感熱加熱線的溫度。電力控制回路20由可控硅元件組成。對這樣的毛毯做溫度試驗(yàn)時，和上述實(shí)施方案一樣，當(dāng)溫度傳感器10的檢測溫度低時，該系統(tǒng)能使感熱加熱線的溫度向高溫方向移動。利用這樣毛毯就寢時，當(dāng)皮膚溫度低、手腳冷時，那些部分的加熱器的溫度就會急劇上升，當(dāng)身體已充分暖和時，加熱器的溫度就會下降，從而可以獲得舒適的采暖特性。
本發(fā)明的采暖具，利用的是接觸采暖負(fù)荷的溫度，使感熱加熱器的控制溫度得到改善，因而能細(xì)致地進(jìn)行溫度控制，即，隨著加熱器通-斷而引起的溫度變化可以抑制到很小程度，從而能得到舒適的采暖具。
權(quán)利要求
1.電氣采暖具是由電氣采暖具本體，裝設(shè)在該本體上的溫度傳感器、感熱加熱線，以及與溫度傳感器的檢測溫度聯(lián)動并對感熱加熱線的溫度進(jìn)行可變控制的回路組成，把溫度傳感器和本體表面間的熱距離做成比該溫度傳感器和感熱加熱線的熱距離要小。
2.專利請求范圍第1項(xiàng)里所記載的氣采暖具，其溫度傳感器是由把高分子感溫體夾在一對電極之間而做成的可撓性溫度探測線組成的。
3.專利請求范圍第一項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，其溫度傳感器是由光纖維組成的。
4.專利請求范圍第1項(xiàng)-第3項(xiàng)中的任一項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，把本體做成電氣毛毯。
5.專利請求范圍第1項(xiàng)-第3項(xiàng)中任一項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，把本體做成電氣地毯。
6.由電氣采暖具本體，裝在該本體上的溫度傳感器及感熱加熱線，以及用溫度傳感器的檢測溫度對感熱加熱線的溫度進(jìn)行可變控制的回路而組成的電氣采暖具，使溫度傳感器和本體表面間的距離小于該溫度傳感器和感熱加熱線間的熱距離，感熱加熱線是由發(fā)熱線和信號線以及夾在它們中間的含有聚酰胺的高分子感熱體組成。
7.專利請求范圍第6項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，其溫度傳感器是由把高分子感溫體夾到一對電極中間而做成的可撓性溫度探測線組成。
8.專利請求范圍第6項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，其溫度傳感器是由光纖維組成。
9.專利請求范圍第6項(xiàng)-第8項(xiàng)中的任一項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，其本體做成電氣毛毯。
10.專利請求范圍第6項(xiàng)-第8項(xiàng)中的任一項(xiàng)里所記載的電氣采暖具，其本體做成電氣地毯。
11.電氣采暖具本體，配設(shè)在該本體上的溫度傳感器及感熱加熱線，用前述溫度傳感器的檢測溫度
專利摘要
本發(fā)明是電氣采暖具，在電氣采暖具的本體上，裝設(shè)有溫度傳感器和感熱加熱線，在電氣采暖具中，把溫度傳感器和本體間的熱距離做成比該溫度傳感器和感熱加熱線之間的熱距離要小，利用這個溫度傳感器的檢測信號，可變控制感熱加熱線的溫度，由此則可以按照使用者的接觸負(fù)荷溫度，進(jìn)行舒適的采暖。
文檔編號A47C21/04GK85101879SQ85101879
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者岸本良雄, 田英穗 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan