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1、(10)申请公布号 CN 103179703 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103179703 A *CN103179703A* (21)申请号 201210075827.X (22)申请日 2012.03.21 2011-283349 2011.12.26 JP H05B 3/56(2006.01) H05B 3/10(2006.01) (71)申请人 香港塔祈巴那电器有限公司 地址 中国香港干诺道中 148 号粤海投资大 厦 22 字楼 B 室 (72)发明人 野村卓志 朝仓正博 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 戚传江 谢。
2、丽娜 (54) 发明名称 电线状发热线装置 (57) 摘要 提供一种电线状发热线装置， 是单线式电线 状发热线的同时， 将绝缘线和温度检测线材及短 路检测线材交替配置于高分子层的外周， 将它们 合股并螺旋状缠绕而使温度控制电路和线间短路 保护电路分离， 从而可获得高精度、 稳定的温度控 制功能及波动少、 安全性高的线间短路保护功能， 且经济性良好。将发热线材螺旋状缠绕于卷芯 ； 在其周围形成高分子层 ； 将至少一条绝缘线、 作 为导体的温度检测线材及短路检测线材交替配置 于其外周， 并将它们以合股方式螺旋状缠绕， 并进 一步在其上形成绝缘被覆层 ； 温度检测线材和短 路检测线材在空间上分离， 。
3、从而使温度检测线材 的温度控制及短路检测线材的线间短路保护分别 独立而高精度、 不波动地进行。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 14 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书14页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103179703 A CN 103179703 A *CN103179703A* 1/1 页 2 1. 一种电线状发热线装置， 具有 ： 发热线材， 以规定螺距螺旋缠绕于卷芯上， 交流电施 加于其两端 ； 在规定温度熔融的高分子层， 贴紧配置于上述发热线材上 ； 线条组， 将至少。
4、一 条绝缘线、 作为导体的温度检测线材及短路检测线材交替配置于上述高分子层的外周， 将 它们合股并螺旋缠绕而形成 ； 以及被覆层， 对上述线条组进行绝缘， 该电线状发热线装置的 特征在于， 上述短路检测线材的两端与温度保险丝一体型电阻器的一端连接， 上述电阻器的另一 端经由两个二极管分别与 AC 电源的两极连接， 在上述发热线材和上述短路检测线材在任意位置短路的情况下， 形成施加于上述发热 线材侧的交流电通过短路的部分并经过与上述短路检测线材连接的线而流到上述温度保 险丝一体型电阻器的路径， 在该路径中流过达到熔断的大小的电流并加热， 短时间内切断 温度保险丝而确保安全性。 2. 一种电线状发。
5、热线装置， 具有 ： 线条组， 将至少一条绝缘线、 作为导体的温度检测线 材及短路检测线材交替配置于卷芯的外周， 将它们合股并螺旋缠绕而形成 ； 在规定温度熔 融的高分子层， 贴紧配置于上述线条组上 ； 发热线材， 以规定螺距螺旋缠绕于上述高分子层 的外周， 交流电施加于其两端 ； 以及被覆层， 对上述发热线材进行绝缘， 该电线状发热线装 置的特征在于， 上述短路检测线材的两端与温度保险丝一体型电阻器的一端连接， 上述电阻器的另一 端经由两个二极管分别与 AC 电源的两极连接， 在上述发热线材和上述短路检测线材在任意位置短路的情况下， 形成施加于上述发热 线材侧的交流电通过短路的部分并经过与上。
6、述短路检测线材连接的线而流到上述温度保 险丝一体型电阻器的路径， 在该路径中流过达到熔断的大小的电流并加热， 短时间内切断 温度保险丝而确保安全性。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的电线状发热线装置， 其特征在于， 上述绝缘线的粗细或厚度是上述温度检测线材及上述短路检测线材的最小直径或最 小厚度的 50以上且最大直径或最大厚度的 200以下。 4. 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的电线状发热线装置， 其特征在于， 上述高分子层由聚酰胺树脂单独构成， 或者由聚酰胺树脂和聚酰胺弹性体的混合物构 成， 熔融温度为 130以上且 190以下。 5. 根据权利要求 1、 2、 3 或 4 所。
7、述的电线状发热线装置， 其特征在于， 上述温度检测线材是具有正的温度系数的金属线。 6. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的电线状发热线装置， 其特征在于， 上述两个二极管的同极侧与温度保险丝一体型电阻器的一端连接， 上述二极管的各自 的另一极侧与 AC 电源的各极连接， 上述温度保险丝一体型电阻器的另一端与短路检测线 材的两端连接。 7. 根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的电线状发热线装置， 其特征在于， 上述短路检测线材的电阻值是温度保险丝一体型电阻器的电阻值以下。 权 利 要 求 书 CN 103179703 A 2 1/14 页 3 电线状发热线装置 技术领域 0001 本。
8、发明涉及一种电热毛毯、 电热地毯等面状采暖用具中使用的电线状发热线装 置。 背景技术 0002 一般情况下， 电热毛毯、 电热地毯等面状采暖用具中使用的电线状发热线装置为 人所熟知， 尤其是， 最初在该电热地毯中使用的电线状发热系统的方式是由电线状的传感 器线和电线状的加热线构成的、 称为双线式的结构， 其结构如图 3 所示。 0003 在该图中， 电线状传感器线100由以下构成 ： 聚酯纤维等纤维束的卷芯1a ； 将铜或 铜合金导体螺旋状地卷绕于卷芯 1a 的外周而形成的内侧电极线材 2a ； 在内侧电极线材 2a 外周将高分子感热树脂挤压成型而形成的高分子感热层 3a ； 将铜或铜合金导体。
9、螺旋状地 卷绕于高分子感热层 3a 外周而形成的外侧电极线材 4a ； 在最外周将聚氯乙烯树脂等挤压 成型而形成的绝缘被覆层 5a。 0004 此外， 根据需要也存在以下情况 ： 在外侧电极线材4a和绝缘被覆层5a之间将聚酯 带卷绕成螺旋状而设置有阻挡来自绝缘被覆层 5a 的塑化剂迁移的阻挡层。并且， 也可看到 一些内侧电极线材 2a 和外侧电极线材 4a 相反配置的情况、 或内侧电极线材 2a 和外侧电极 线材 4a 由特殊合金等形成的情况。 0005 其中， 高分子感热层 3a 对温度的电气特性呈现出随着温度上升而交流阻抗减少 的、 所谓负温度系数热敏电阻特性， 表示灵敏度性能的 B 常数。
10、大概是 8000K 到 11000K 左右。 此外， 高分子感热层 3a 不必具有固有的熔点。 0006 在这种构成的电线状传感器线 100 中， 从内侧电极线材 2a 和外侧电极线材 4a 的 两端作为电气信号取出因温度变化而产生的交流阻抗的变化， 并用于温度控制。 0007 其次， 电线状加热线 101 呈和图 3 一样的形状， 但使用的材料不同。在该图中由以 下构成 ： 聚酯纤维等纤维束的卷芯1b ； 将铜或铜合金导体螺旋状地卷绕于卷芯1b外周而形 成的发热线材 2b ； 在发热线材 2b 外周将高分子树脂挤压成型而形成的高分子层 3b ； 将铜 或铜合金导体螺旋状地卷绕于高分子层 3b。
11、 外周而形成的短路检测线材 4b ； 在最外周将聚 氯乙烯树脂等挤压成型而形成的绝缘被覆层 5b。 0008 其中， 高分子层 3b 具有固有的熔点， 当变为过热状态时， 高分子层 3b 熔融而发热 线材 2b 和短路检测线材 4b 接触， 作为所谓的线间短路保护功能的一部分发挥作用。此外， 这里所述的线间短路保护功能是指 ： 在线间短路时， 与温度保险丝等其他部件配合而以不 恢复的方式断开总电源， 以此防止因异常过热而导致的火灾等。 0009 此外， 根据需要也存在以下情况 ： 在短路检测线材4b和绝缘被覆层5b之间将聚酯 带卷绕成螺旋状而设置有阻挡来自绝缘被覆层 5b 的塑化剂迁移的阻挡层。
12、。并且， 也可看到 一些发热线材 2b 和短路检测线材 4b 相反配置的情况。 0010 这两条电线状传感器线100和电线状加热线101大致平行地布线而与温度控制部 连接， 通过图 4 所示的电路连接来实现温度控制和线间短路保护的动作。 说 明 书 CN 103179703 A 3 2/14 页 4 0011 在图 4 中， 来自电线状传感器线 100 的信号通过电阻器 R1、 R2 被分压为低压， 进 一步通过二极管 D3 和电容 C1 平滑化， 作为较小的直流成分输入到电压比较器 U1 的负极端 子， 并和相当于提前设定的温度的基准电压 Vref1 进行比较而通过电压比较器 U1 输出， 。
13、驱 动电力控制开关 SW 的开合而控制对发热线材 2b 的通电。其中， 附图标记 STB 是低压化的 稳定化的电源， 提供给温度控制部 ( 下同 )。 0012 另一方面， 电线状加热线 101 的线间短路保护动作如图 4 所示， 短路检测线材 4b 的两端短路， 经由温度保险丝一体型电阻器RF1和两个二极管与AC100V的各个极连接而构 成线间短路保护电路。其中， F1 是温度保险丝， RF1 是温度保险丝一体型电阻器， D1、 D2 是 整流二极管。 0013 图 4 所示的电线状加热线 101 的线间短路保护电路的动作如下。在与电线状传 感器线 100 连接的温度控制部被破损而陷入无法控。
14、制的情况下， 电力控制开关 SW 保持接 通的状态， 电线状加热线 101 对发热线材 2b 的通电变得连续而整体变成过热状态， 因此， 高分子层 3b 在固有的熔点上熔融而发热线材 2b 和短路检测线材 4b 接触， 在 “AC 电源 N 点 2b4bRF1D1F1AC电源H点” 和 “AC电源H点F12b4bRF1D2AC 电源 N 点” 二个路径上流过交流半波电流， 温度保险丝一体型电阻器 RF1 通过较大的功率 被加热而在规定时间内温度保险丝被熔断， 电源被断开， 构成防止火灾发生的最终的保护 电路。其中， AC 电源的 H 点、 N 点是表示电路图上的位置的称呼， 不具有电学上的含义。
15、。此 外， 即使二极管 D1 及 D2 的方向分别反向连接， 也是同样的动作。 0014 上述线间短路保护电路的优点为如下。 0015 (1)短路检测线材4b的电阻值可远小于温度保险丝一体型电阻器RF 1， 在工业上 也可小到发热线材 2b 的电阻值以下， 还可使线间短路时的温度保险丝熔断时间的波动非 常小， 但小到什么程度是根据与成本的平衡来确定的。 0016 (2)通过连接短路检测线材4b的两端而使用， 使线间短路时的短路检测线材4b的 合成电阻与短路位置无关地变为两端开放的原来电阻值的 1/4 以下， 因此实现上述第 (1) 项所示的短路检测线材 4b 的低电阻化， 对于温度保险丝一体型。
16、电阻器 RF1 的电阻值起到 4 倍以上的较大的缩小效果。 0017 (3) 在温度保险丝一体型电阻器 RF1 中， 通过两个路径流过交流半波电流， 因此可 减小因线间短路位置、 电力控制开关 SW 的接通、 断开状态而形成的耗电波动， 并且由于电 线状加热线 101 和电线状传感器线 100 在空间上分离， 因此可提供一种没有电气上的相互 干扰、 安全性极高的、 稳定的线间短路功能。 0018 其次， 基于图 4 将温度保险丝一体型电阻器 RF1 的耗电的概要计算值显示于表 3 中。其中， 发热线材 2b 的电阻值设为 28.6、 温度保险丝一体型电阻器 RF1 的电阻值设为 180， 短路。
17、检测线材 4b 的电阻值是以温度保险丝一体型电阻器 RF 1 的电阻值的 1/2 左右 为目标及考虑到成本， 设为相当于发热线材 2b 的电阻值的 3 倍左右的 90。此外， 二极管 D1、 D2 的正向电压下降量为很少， 因此在计算中省略 ( 下同 )。 0019 ( 表 3) 0020 温度保险丝一体型电阻器 RF1 的耗电概要计算值 0021 单位 ： 瓦 0022 说 明 书 CN 103179703 A 4 3/14 页 5 0023 注 ： 在各电路图中， AC 电源的 H 点为正、 N 点为负时称为正向， 反之称为反向。总 计栏的数值是交流一次循环的耗电。 0024 根据表 3，。
18、 在双线式电线状加热线 101( 现有例 1) 中， 线间短路位置、 电力控制开 关 SW 的接通、 断开状态的各模式下的温度保险丝一体型电阻器 RF 1 的耗电在实际使用中 仅产生 13.9W9.6W 1.4 倍的不同。 0025 线间短路保护功能与电力控制开关 SW 的接通、 断开无关地起作用， 因此温度保险 丝一体型电阻器 RF1 的耗电取决于各模式下的最大值能有效地发挥作用。其中， 假设温度 保险丝 F1 的熔断时间取决于消耗能量时， 相对耗电 13.9W， 推测 9.6W 时的熔断时间仅增加 1.4 倍， 实测的熔断时间相对于上述推测大致可获得适当的值。 0026 因此， 由电线状传。
19、感器线和电线状加热线构成的现有的双线式电线状发热线的方 式是可完全分离温度控制功能和安全保护功能的良好构成， 线间短路位置造成的熔断时间 差在可允许的范围内仍有宽裕， 是安全性极佳的方式， 但因使用两根线条， 所以成本非常 高， 不经济， 并且因高分子感热层 3a 的经时变化较大， 所以存在无法长时间进行稳定的温 度控制的较大问题。 0027 作为外观、 结构与上述说明类似的发明可以举出专利文献 1 6。 0028 现有技术文献 0029 专利文献 0030 专利文献 1 ： 日本特开昭 48-55480 号公报 0031 专利文献 2 ： 日本特开昭 5-3071 号公报 0032 专利文献。
20、 3 ： 日本特开昭 5-306819 号公报 0033 专利文献 4 ： 日本特开平 6-5175 号公报 0034 专利文献 5 ： 日本特开平 6-124771 号公报 0035 专利文献 6 ： 日本特开平 7-216174 号公报 0036 近年来， 要求电热毛毯、 电热地毯变得大面积化的同时， 从视觉、 感触的角度出发， 材料、 套子变得较厚， 另一方面存在要求单位面积的电线状发热线的布线密度变少这种强 烈的降低成本的市场需求， 同时要求长期的经时变化较少的稳定的温度控制， 因此称为单 线式电线状发热线的发热线结构迅速普及， 但和上述双线式相比， 异常过热时的线间短路 说 明 书 。
21、CN 103179703 A 5 4/14 页 6 保护功能波动较大， 防止火灾发生的最终的保护功能不具有充分的安全性而存在较大问 题。 0037 图 3 所示的单线式电线状发热线 102 由以下构成 ： 聚酯纤维等纤维束的卷芯 1c ； 将铜或铜合金导体螺旋状地卷绕于卷芯 1c 的外周而形成的发热线材 2c ； 在发热线材 2c 外 周将高分子树脂挤压成型而形成的高分子层 3c ； 将镍等导体螺旋状地卷绕于高分子层 3c 的外周而形成的温度检测线材 4c ； 在最外周将聚氯乙烯树脂等挤压成型而形成的绝缘被 覆层 5c。 0038 此外， 根据需要也存在以下情况 ： 在温度检测线材4c和绝缘被。
22、覆层5c之间将聚酯 带卷绕成螺旋状而设置有阻挡来自绝缘被覆层 5c 的塑化剂迁移的阻挡层。并且， 也可看到 一些发热线材 2c 和温度检测线材 4c 相反配置的情况。 0039 在这种结构的电线状发热线 102 中， 使由因加热而产生的温度变化具有正的温度 系数的镍构成的温度检测线材 4c 的电阻值变化， 该变化转换成电气信号而被取出， 并用于 温度控制。 此外， 由镍线构成的温度检测线材和使用离子性传导的高分子感热层不同， 其电 阻值及温度系数的精度均高且稳定， 可实现长期稳定、 精度高的温度控制。 0040 在电线状发热线102中， 高分子层3c具有固有的熔点， 若变成过热状态时， 高分子。
23、 层 3c 熔融， 发热线材 2c 和温度检测线材 4c 接触， 作为所谓的线间短路保护功能发挥作用。 即， 在单线式电线状发热线102中， 温度检测线材4c兼作短路检测线材。 另外， 高分子层3c 中存在具有随着温度上升而阻抗减少的负温度系数热敏电阻特性的高分子层。 0041 单线式电线状发热线102的温度控制和线间短路保护的动作是通过图5所示的电 路连接实现。温度控制动作中， 温度检测线材 4c 的电阻变化通过电阻器 R1 和 R2 被分压而 输入到电压比较器U1的负端子， 与相当于提前设定的温度的基准电压Vref1被比较而从电 压比较器 U1 输出， 驱动电力控制开关 SW 的开合而控制。
24、对发热线材 2c 的通电。其中， 附图 标记 STB 是低压化的稳定化电源， 提供给温度控制部。 0042 线间短路保护动作中构成为如下 ： 在温度检测线材 4c 的两端连接有二极管 D1 和 D2 的阳极， 二极管 D1、 D2 的阴极统一连接到温度保险丝一体型电阻器 RF1 的一端， 温度线 材一体型电阻器 RF1 的另一端连接到 AC100V 的一端。 0043 其中， 在温度控制部破损而陷入无法控制的情况下， 电力控制开关 SW 保持接通 的状态， 向发热线材 2c 的通电变得连续而整体变为过热状态， 因此高分子层 3c 在固有的 熔点上熔融而发热线材 2c 和温度检测线材 4c 接触。
25、， 在 “AC 电源 N 点 2c 4c D1 或 D2 RF1 F1 AC 电源 H 点” 的路径上流过电流， 温度保险丝一体型电阻器 RF1 被加热， 在规定时间内温度保险丝被熔断而电源被断开， 构成防止火灾发生的最终的保护电路。 0044 上述线间短路功能中尤其重要的一点是， 无论在电线状发热线 102 的哪个位置发 生线间短路， 必须在波动较少的状态下使保护功能发挥作用。为了满足这一要求， 在图 5 所 示的电路连接中， 通过降低温度检测线材4c和温度保险丝一体型电阻器RF1的电阻值的方 向， 来减轻线间短路位置的影响， 努力确保温度保险丝一体型电阻器 RF1 的均匀加热形成 的温度保。
26、险丝 F1 的均等的熔断时间， 但从经济角度而言， 使兼作短路检测线材的温度检测 线材 4c 的电阻值小于温度保险丝一体型电阻器 RF1 的电阻值是几乎不可能的。 0045 根据图5， 将温度保险丝一体型电阻器RF1的耗电的概要计算值显示于表3中。 其 中， 温度检测线材 4c 的电阻值在 60下为 1176， 温度保险丝一体型电阻器 RF 1 的电阻 说 明 书 CN 103179703 A 6 5/14 页 7 值为 180， 发热电阻丝 2c 的电阻为 28.6。并且， 其他条件和双线式时一样。 0046 根据表3， 在单线式的电线状发热线102(现有例2)中， 线间短路位置、 电力控制。
27、开 关 SW 的接通、 断开状态的各模式下的温度保险丝一体型电阻器 RF1 的耗电， 在实际使用上 产生 13.9W/1.9W 7.3 倍的差异。其中， 若假设温度保险丝 F1 的熔断时间取决于消耗能 量， 则相对于耗电 13.9W， 推测 1.9W 时的熔断时间为 7.3 倍， 实测的熔断时间相对于推测大 致可获得适当的值。 0047 进一步， 假设使温度检测线材4c的60的上述电阻值1176下降到1/2的588 这一极端情况， 对电力控制开关 SW 为断开期间进行估算时， 温度保险丝一体型电阻器 RF1 的耗电变为 3.9W 左右， 推测熔断时间缩短到 13.9W/3.9W 3.6 倍， 。
28、接近允许范围。 0048 但是， 若使温度检测线材 4c 的电阻值设为 1/2， 则其温度信号减半， 因此必须使流 过温度检测线材 4c 的电流为 2 倍， 这会增大低压化的额定功率电源部的发热， 提高温度控 制器的收容箱的表面温度， 产生使用上的不适感及安全上的问题。 0049 并且， 作为单线式电线状发热线的其他结构， 提出了图 6 的结构的发热线的方案 ( 专利文献 5)。 0050 在该图中， 聚酯纤维等纤维束的卷芯 1d、 将铜或铜合金导体螺旋状地卷绕于卷芯 1d 的外周而形成的发热线材 2d、 在发热线材 2d 外周将高分子感热树脂挤压成型而形成的 高分子感热层 3d、 绝缘被覆于。
29、高分子感热层 3d 外周的温度检测线材 4d 和裸露的过热检测 线材 6d 设置相互的间隔而以一定的螺距螺旋缠绕， 其外周被绝缘被覆层 5d 所绝缘而形成 电线状发热线103。 其中， 高分子感热层3d具有随着温度上升而阻抗减少的、 所谓负温度系 数热敏电阻特性。 0051 根据图 6 的结构图， 绝缘被覆的温度检测线材 4d 与其他部分在电学上相互独立， 可仅检测出单纯的温度检测信号， 并且高分子感热层 3d 的过热信号可从发热线材 2d 和过 热检测线材 6d 之间不混入温度检测信号而纯粹地检测出过热信号， 因此能够在远早于线 间短路发生之前的温度下， 通过上述过热信号断开对发热线材 2d。
30、 的通电， 从而能够防止线 间短路， 其中， 所谓线间短路是指因发生过热而高分子感热层 3d 熔融， 导致发热线材 2d 和 过热检测线材 6d 接触。 0052 对此情况， 通过图 7 的电路图进一步详细具体地进行说明。在该图中， 来自绝缘被 覆的温度检测线材 4d 的信号通过电阻器 R1 及 R2 被分压而输入到电压比较器 U1-A 的负端 子， 与相当于提前设定的温度的基准电压 Vref1 被比较而从电压比较器 U1-A 输出， 驱动电 力控制开关 SW 的开合而控制向发热线材 2d 的通电。 0053 接着， 来自过热检测线材 6d 的信号通过电阻器 R2 及 R3 被分压而输入到比较。
31、器 U1-B 的负端子， 和相当于远早于线间短路发生之前设定的温度的基准电压 Vref2 比较， 从 电压比较器 U1-B 输出， 驱动电子控制开关 SW 的开合而控制对发热线材 2d 的通电。因此， 在高分子感热层 3d 熔融而发热线材 2d 和过热检测线材 6d 之间的线间短路发生之前， 能够 对此进行预防， 这是专利文献 5 的主要目的。 0054 但是， 即使采用上述预防措施， 也会存在温度控制部发生故障的情况， 为了有备于 高分子感热层 3d 熔融而发热线材 2d 和过热检测线材 6d 之间发生线间短路的情况， 可以设 置线间短路保护电路， 但如图 7 所示， 能够坚持 “信号分离”。
32、 的上述主要目的的用于线间短 路保护的电路连接只能够构成为与在图3及图5中说明的使用普及形的单线式电线状发热 说 明 书 CN 103179703 A 7 6/14 页 8 线 102 的情况一样， 无法获得波动少的线间短路保护动作。 0055 当然， 关于过热检测线材 6d， 也可象双线式一样作为在两个路径中流过交流半波 电流的、 灵敏度高的线间短路保护专用设备来使用， 但无法构成作为主要目的的因过热信 号而造成的线路短路的预防电路。因此， 作为达到专利文献 5 的目的的手段即温度检测线 材4d的绝缘被覆处理无需发挥其功能， 所以在专利文献5的结构中将过热检测线材作为短 路检测线材专用设备使。
33、用是极不经济的。 0056 图 3、 图 6 的附图标记和说明书中的称呼的关系 0057 发明内容 0058 发明要解决的问题 0059 本发明的目的在于提供一种电线状发热线装置， 是单线式电线状发热线的同时， 将至少一条绝缘线、 作为导体的温度检测线材及短路检测线材在高分子层的外周交替配 置， 将它们合股而螺旋状缠绕， 将温度控制电路和线间短路保护电路牢固分离， 从而可获得 高精度、 稳定的温度控制功能及波动少且安全性高的线间短路保护功能， 且经济性良好。 0060 用于解决问题的手段 0061 为了达到上述目的， 本发明的第一技术方案记载的电线状发热线装置， 具有 ： 发热 线材， 以规定。
34、螺距螺旋缠绕于卷芯上， 交流电施加于其两端 ； 在规定温度熔融的高分子层， 贴紧配置于上述发热线材上 ； 线条组， 将至少一条绝缘线、 作为导体的温度检测线材及短路 检测线材交替配置于上述高分子层的外周， 将它们合股并螺旋缠绕而形成 ； 以及被覆层， 对 上述线条组进行绝缘， 该电线状发热线装置的特征在于， 上述短路检测线材的两端与温度 保险丝一体型电阻器的一端连接， 上述电阻器的另一端经由两个二极管分别与 AC 电源的 两极连接， 在上述发热线材和上述短路检测线材在任意位置短路的情况下， 形成施加于上 述发热线材侧的交流电通过短路的部分并经过与上述短路检测线材连接的线而流到上述 温度保险丝一。
35、体型电阻器的路径， 在该路径中流过达到熔断的大小的电流并加热， 短时间 内切断温度保险丝而确保安全性。 0062 本发明的第二技术方案记载的电线状发热线装置， 具有 ： 线条组， 将至少一条绝缘 线、 作为导体的温度检测线材及短路检测线材交替配置于卷芯的外周， 将它们合股并螺旋 说 明 书 CN 103179703 A 8 7/14 页 9 缠绕而形成 ； 在规定温度熔融的高分子层， 贴紧配置于上述线条组上 ； 发热线材， 以规定螺 距螺旋缠绕于上述高分子层的外周， 交流电施加于其两端 ； 以及被覆层， 对上述发热线材进 行绝缘， 该电线状发热线装置的特征在于， 上述短路检测线材的两端与温度保。
36、险丝一体型 电阻器的一端连接， 上述电阻器的另一端经由两个二极管分别与 AC 电源的两极连接， 在上 述发热线材和上述短路检测线材在任意位置短路的情况下， 形成施加于上述发热线材侧的 交流电通过短路的部分并经过与上述短路检测线材连接的线而流到上述温度保险丝一体 型电阻器的路径， 在该路径中流过达到熔断的大小的电流并加热， 短时间内切断温度保险 丝而确保安全性。 0063 本发明的第三技术方案记载的电线状发热线装置， 其特征在于， 在第一技术方案 或第二技术方案记载的电线状发热线装置中， 上述绝缘线的粗细或厚度是上述温度检测 线材及上述短路检测线材的最小直径或最小厚度的 50以上且最大直径或最大。
37、厚度的 200以下。 0064 本发明的第四技术方案记载的电线状发热线装置， 其特征在于， 在第一技术方案、 第二技术方案或第三技术方案记载的电线状发热线装置中， 上述高分子层由聚酰胺树脂单 独构成， 或者由聚酰胺树脂和聚酰胺弹性体的混合物构成， 熔融温度为 130以上且 190 以下。 0065 本发明的第五技术方案记载的电线状发热线装置， 其特征在于， 在第一技术方案、 第二技术方案、 第三技术方案或第五技术方案记载的电线状发热线装置中， 上述温度检测 线材是具有正的温度系数的金属线。 0066 本发明的第六技术方案记载的电线状发热线装置， 其特征在于， 在第一至第五技 术方案的任一方案中。
38、记载的电线状发热线装置中， 上述两个二极管的同极侧与温度保险丝 一体型电阻器的一端连接， 上述二极管的各自的另一极侧与 AC 电源的各极连接， 上述温度 保险丝一体型电阻器的另一端与短路检测线材的两端连接。 0067 本发明的第七技术方案记载的电线状发热线装置， 其特征在于， 在第一至第六技 术方案的任一方案中记载的电线状发热线装置中， 上述短路检测线材的电阻值是温度保险 丝一体型电阻器的电阻值以下。 0068 以下详细说明本发明的构成。 0069 本发明的电线状发热线装置中使用的芯线是聚酯纤维束、 聚酰亚胺纤维束、 玻璃 纤维束等， 从耐热性、 柔软性及成本角度出发， 优选聚酯纤维束， 根据。
39、用途不同， 只要是具有 良好耐热性、 柔软性的纤维束即可， 无特别限定， 并且也可是多种纤维的混合束。 0070 本发明的电线状发热线装置中使用的以规定螺距螺旋缠绕的发热线材， 作为材质 包括纯铜线、 铜和锡的合金线、 或铜和银的合金线等， 形状可以是圆线状、 薄板状， 它们保持 单线状态、 或以绞合线、 或多条合股而螺旋缠绕， 但只要以规定尺寸可获得规定的电阻值， 则材质、 形状的选择没有任何限定。 0071 其中， 发热线材是为了发热而流过电流的导体， 在线间短路时， 也作为与短路检测 线材接触的一个电极作用。 0072 本发明的电线状发热线装置中使用的表面未绝缘的温度检测线材和短路检测线。
40、 材与至少一条绝缘线一起交替配置在高分子层的外周并合股螺旋缠绕， 通过上部的绝缘被 覆层牢固地固定， 并且上述绝缘线的粗细或厚度限定为上述温度检测线材及短路检测线材 说 明 书 CN 103179703 A 9 8/14 页 10 的最小直径或最小厚度的 50以上且最大直径或最大厚度的 200以下， 因此电线状发热 线即使受到弯曲应力， 也可使未绝缘被覆的温度检测线材和短路检测线材之间不接触。 0073 其中， 需要至少一条绝缘线配置在温度检测线材和短路检测线材之间， 但也存在 在上述两个线材配置的内外任意交替配置多条绝缘线的情况。 0074 此外， 即使在万一温度检测线材和短路检测线材接触的。
41、情况下， 也由于短路检测 线材经由二极管和温度保险丝一体型电阻器而与 AC 电源连接， 因此控制电路能够容易检 测出温度检测线材的接触状态而断开电源， 从而确保安全。 0075 具体而言， 在本发明的图 2 中， 通过适当的平滑电路测定温度检测线材和短路 检测线材之间的有无短路而产生的 R2 的端子电压， 在无短路时约为 0.9V， 在有短路时为 0.4 0.5V， 能够确保明确的辨别比。因此， 本发明的温度检测线材完全无需如图 6 所示的 绝缘被覆这一细密的工序。 0076 其中， 在上述绝缘线的直径或厚度为作为导体的温度检测线材及短路检测线材的 直径或厚度的 50以下的情况下， 在螺旋缠绕。
42、时， 温度检测线材及短路检测线材与绝缘线 交叉并越过而温度检测线材及短路检测线材接触的概率增大， 在 200以上的情况下， 相 反地绝缘线和导体交叉并越过而温度检测线材及短路检测线材接触的概率增大， 因此不适 合。 0077 基于电热毛毯、 电热地毯等产品的表面温度、 电线状发热线的耐热温度， 本发明的 电线状发热线装置中使用的高分子层是高分子层的熔融温度在 130以上、 190以下的聚 酰胺树脂， 优选是 150 170下具有较剧烈的熔融特性的聚酰胺树脂和聚酰胺弹性体 的混合物。 0078 其中， 高分子层的熔融温度为 130以下时， 在通常的温度控制中， 存在发热线材 的峰值温度瞬间上升到。
43、 120附近的情况， 当这种情况反复发生时， 短时间内发热线材和短 路检测线材短路的可能性变大， 当是 190以上时， 发热线材变得过热， 发生冒烟、 变焦的可 能增加， 因此不适合。 0079 进一步， 在上述绝缘被覆层的成型温度较低的情况下， 在本发明的电线状发热装 置中使用的、 由聚酰胺树脂单独构成、 或由聚酰胺树脂和聚酰胺弹性体的混合物构成的高 分子层中， 可以加入聚环氧烷， 也可对上述高分子层掺合导电剂， 使其具有随着温度上升而 交流阻抗减少的所谓负温度系数热敏电阻特性。 0080 本发明的电线状发热线装置中使用的温度检测线材只要是具有正的温度系数的 金属线则无特别限定， 但在金属中。
44、使用温度系数较高、 且即使受到拉丝加工、 缠丝加工等的 机械性应力， 电阻值、 温度系数也稳定的镍， 其为具有正的温度系数、 对于温度的电阻特性 为直线性、 再现性良好、 经时变化少的温度检测线材。 0081 本发明的电线状发热线装置中使用的两个二极管的同极性侧与温度保险丝一体 型电阻器的一端连接， 上述二极管的另一极性侧分别与 AC 电源的各极连接， 并且上述温度 保险丝一体型电阻器的另一端与短路检测线材的两端连接， 在线间短路时， 来自二个路径 的交流半波电流流过上述温度保险丝一体型电阻器， 构成施加较大电力时可迅速熔断的线 间短路保护电路。 其中， 若保持上述极性连接基准， 则上述两个二。
45、极管的正反方向没有特别 限定。 0082 本发明的电线状发热线装置中使用的短路检测线材的电阻值为温度保险丝一体 说 明 书 CN 103179703 A 10 9/14 页 11 型电阻器的电阻值以下， 优选为温度保险丝一体型电阻器的电阻值的 1/2 以下。本发明中， 能够使短路检测线材的电阻值与温度保险丝一体型电阻器 RF1 的电阻值相比足够小， 工业 上能够小到发热线材的电阻值以下， 但小到什么程度要兼顾成本。 0083 贴紧于由至少一条绝缘线和温度检测线材及短路检测线材构成的线条组的外周， 电绝缘性强、 柔软且低价的氯乙烯树脂等绝缘被覆层通过挤压成型等形成， 形成电线状发 热线装置。 0。
46、084 发明效果 0085 根据本发明的电线状发热线装置， 表面未绝缘的温度检测线材和短路检测线材与 至少一条绝缘线一起交替配置在高分子层的外周， 合股并螺旋缠绕， 因此发热线材和短路 检测线材之间的线间短路检测可与温度检测线材无关地单独由短路检测线材检测， 能够迅 速地发挥波动少的线间短路保护功能， 防止局部的冒烟、 变焦。 0086 根据本发明的电线状发热线装置， 表面未绝缘的温度检测线材和短路检测线材与 至少一条绝缘线一起交替配置在高分子层的外周， 合股并螺旋缠绕， 通过上部的绝缘被覆 层被牢固固定， 并且上述绝缘线的粗细或厚度被限制为上述温度检测线材及短路检测线材 的最小直径或最小厚度。
47、的 50以上且最大直径或最大厚度的 200以下， 因此能够明显降 低螺旋缠绕时的相互越过造成的温度检测线材和短路检测线材的接触概率、 或电线状发热 线受到弯曲应力时的温度检测线材和短路检测线材的接触概率。 0087 根据本发明的电线状发热线装置， 高分子层由熔融温度在 130以上且 190以 下的聚酰胺树脂构成， 优选由 150以上且 170以下时具有较剧烈的熔融特性的聚酰胺 树脂和聚酰胺弹性体的混合物构成， 因此关于熔融温度、 熔融时间， 通过选择适当的品种和 配比， 能够灵活地确保整体的线间短路保护功能。 0088 根据本发明的电线状发热线装置， 温度检测线材是具有正的温度系数的金属线， 。
48、因此温度系数较小， 但对于温度的电阻特性是直线的， 与高分子感热层相比， 经时变化非常 小， 因此较精密， 稳定性强， 能够进行再现性良好的温度控制。 0089 根据本发明的电线状发热线装置， 两个二极管的同极性侧与温度保险丝一体型电 阻器的一端连接， 上述二极管的另一极性侧分别与 AC 电源的各极连接， 上述温度保险丝一 体型电阻器的另一端与短路检测线材的两端连接， 在线间短路时， 来自二个路径的交流半 波电流流过温度保险丝一体型电阻器， 构成施加较大电力下的线间短路保护电路， 因此温 度保险丝的熔断时间被缩短， 能够确保安全性的大幅提高。 0090 根据本发明的电线状发热线装置， 短路检测。
49、线材的电阻值为温度保险丝一体型电 阻器的电阻值以下， 优选为 1/2 以下， 因此降低了不必要的电阻损失， 不容易受到线间短路 位置、 电力控制开关的接通、 断开状态的影响， 实现波动少的熔断时间， 能够大幅提高稳定 性。 附图说明 0091 图 1A 是表示本发明涉及的电线状发热线装置的实施方式的图， 是省略了发热线 的一部分而表示的结构图。 0092 图1B是用于说明相对于图1A中的短路检测线材、 温度检测线材的、 绝缘线的厚度 的比率的局部截面图。 说 明 书 CN 103179703 A 11 10/14 页 12 0093 图 1C 是表示在本发明涉及的电线状发热线装置中设置两条绝缘线的例子的图， 是省略了发热线的一部分而表示的结构图。 0094 图 2 是表示本发。