JP3115170U - 電気ヒータ用温度測定装置の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本考案は、使用の際の安全性が向上し、事故を低減できる電気ヒータ用温度測定装置の構造を提供することを、課題とする。
【解決手段】一端から嵌めて密封するための外管が設けてあり、その内部には、支持板に定位された多数の電熱素子と、外部から制御回路基板に接続されるケーブルとが設けられる、電気ヒータ用温度測定装置の構造において、前記制御回路基板には、水温測定素子と直列接続する高温測定素子が設けられている。
【選択図】図５

Description

本考案は、電気ヒータ用温度測定装置の構造に関し、特に、養魚鉢などの装置に使用される電熱装置に適用でき、使用の安全性が向上された電気ヒータ用温度測定装置の構造に関する。

例えば、養魚鉢などの装置に使用される電気ヒータにおいて、その主な機能は養魚鉢の内部の水温を制御して魚を飼育することである。このような養魚鉢の電気ヒータにおいては、恒温制御構造を持つことは一般的である。

このような電気ヒータは水温を設定温度になるまで加熱し、例えば設定温度は２５℃である場合には、水温が２５℃よりも低くなると電気ヒータが発熱し、水温が２５℃よりも高くなると、電気ヒータの発熱が停止する。上記機能を達成するために、電気ヒータの内部には各構造を持つ温度測定装置を取付けることが必要である。

図１に示すように、従来の電気ヒータは、密封なガラス製外管１０の内部に一本以上の電熱素子１１が設けてあり、その温度を測定して制御する装置としては、主に熱リードリレー（Thermal Reed Switch）１２が設けてある。熱リードリレー１２により、水温が設定温度よりも高くなると、電熱コイル１１への通電が切断され、また、水温が設定温度よりも低くなると、電熱コイル１１への通電がなされる。このような熱リードリレーの欠点は、体積が大き過ぎ、操作の安定性も良くないことである。

図２に示すのは、もう一つの従来の電気ヒータ用温度測定装置の構造であり、これは、上記と同じように、密封なガラス製外管の内部に一本以上の電熱コイルが設けてあり、その温度を測定して制御する装置としては、温度スイッチ（Temperature Switch）１３が設けてある。このような熱リードリレーの欠点は、体積が大き過ぎ、かつ、加熱部分と制御回路部分とは完全に分離されるので、生産性が良くなく、製造コストが高くなることである。

従来の電気ヒータ用温度測定装置の欠点を解決するために、ある業者は制御回路基板に温度センサーを取付けたが、その安全性は良くなかった。例えば、養魚鉢が事故や天然災害（例えば地震など）によって破裂すると、電熱コイルは持続して加熱される可能性があった。欧米の冬では、養魚鉢の外部の温度は設定温度（例えば２５℃）よりも遥かに低いので、養魚鉢内の水がなくなった場合には、上記電熱コイルは持続して加熱され、火災になる危険性があった。

本考案の主な目的は、使用の際の安全性が向上し、事故を低減できる電気ヒータ用温度測定装置の構造を提供することである。

本考案の他の目的は、温度測定素子と制御回路とを一体にすることにより、生産性が向上した電気ヒータ用温度測定装置の構造を提供することである。

すなわち、本考案の電気ヒータ用温度測定装置の構造は、以下よりなる。
１．一端から嵌めて密封するための外管が設けられ、その内部に、支持板に定位された多数の電熱素子及び外部から制御回路基板に接続されるケーブルが設けられる、電気ヒータ用温度測定装置の構造において、
前記制御回路基板には、水温測定素子と直列接続される高温測定素子が設けられることを特徴とする、
電気ヒータ用温度測定装置の構造。
２．前記高温測定素子及び水温測定素子が、負温度係数を持つ抵抗であることを特徴とする、前項１に記載の電気ヒータ用温度測定装置の構造。
３．前記高温測定素子が、制御回路基板の一面に設けられ、外管の内壁面に近接し、前記水温測定素子が、電熱素子の支持板に設けられることを特徴とする、前項１又は２に記載の電気ヒータ用温度測定装置の構造。

本考案に係る電気ヒータ用温度測定装置の構造によれば、使用の安全性が向上し、事故を低減でき、また、温度測定素子と制御回路とを一体にすることにより、生産性が向上する。

以下に、本考案の電気ヒータ用温度測定装置の構造の一実施形態を示し、具体的に説明するが、本考案はこれらに限定されるものではない。

図３と図４において、本考案に係る電気ヒータ用温度測定装置の構造は、一端から嵌めて密封するための外管２０が設けられ、その内部には、支持板２２に定位された複数の電熱素子２１と、外部から制御回路基板３０に接続されたケーブルとが設けられ、制御回路基板３０には、水温測定素子５０に直列接続される高温測定素子４０が設けられている。そして、本実施形態では、前記高温測定素子４０は制御回路基板３０の一面に設けられて外管２０の内壁面に近接し、前記水温測定素子５０は、電熱素子２１の支持板２２に設けられる。

本実施例では、前記高温測定素子４０と水温測定素子５０とは負温度係数を持つ抵抗（Negative Temperature Coefficient of Resistivity，NTC）であることが望ましく、このような抵抗を採用するメリットは、低温時に抵抗値がより高く、高温時に抵抗値がより低くなり、その抵抗値が温度に極めて敏感であるためである。

また、図５に示すように、本考案に係る実施例の回路図において、高温測定素子４０（ＮＴＣ１）と水温測定素子５０（ＮＴＣ２）とが直列接続されており、入力された電源は、整流ろ過電圧安定回路３１（Ｄ１、Ｒ１、Ｃ１、Ｄ２）を通じて前記測定素子４０、５０に供給される。高温測定回路３２（Ｕ１Ａ）と水温測定回路３３（Ｕ１Ｂ）とは、比較基準電圧回路（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１１、Ｒ１２）によって基準電圧を提供する。

温度が上昇すると、高温測定素子４０の抵抗値が下がり、高温測定回路３２（Ｕ１Ａ）の端子のうちの一つの電圧が低下し、前記電圧が他の端子の電圧よりも低い場合には、電圧比較回路３４（Ｕ１Ｄ）がハイレベル信号を出力し、これによりＱ１が作動せず、電気ヒータが高温にならない。

また、温度が上昇すると、水温測定素子５０の抵抗値も下がり、水温測定回路３３（Ｕ１Ｂ）の端子のうちの一つの電圧が低下し、水温測定回路３３の他の端子の電圧が第５端子の電圧よりも低い場合には、電圧比較回路３４（Ｕ１Ｄ）の端子のうちの一つがハイレベル信号を出力する。

温度が低下すると、水温測定回路３３（Ｕ１Ｂ）の端子のうちの一つの電圧が他の端子よりも高くなり、そうすると、水温測定回路３３（Ｕ１Ｂ）はローレベル信号を出力し、電圧比較回路３４（Ｕ１Ｄ）の端子のうちの一つの信号が電源頻度の変化に従って交流信号になる。この交流信号は０−ＶＣＣである。前記交流信号は、微分コンデンサー３５を通じてＱ１の開閉を制御し、水温を制御する。

前記Ｕ１Ｄは、アースに対する電圧比較回路であり、高温測定回路３２（Ｕ１Ａ）と水温測定回路３３（Ｕ１Ｂ）とがローレベル信号を出力するときに、プラス電圧がかかると、電圧は電圧が信号比較回路３６（Ｒ８、Ｒ９、Ｄ３）を通じて、電圧比較回路３４（Ｕ１Ｄ）の端子のうちの一つが、ハイレベル信号を出力する。逆に、マイナス電圧がかかると、電圧は信号比較回路３６（Ｒ８、Ｒ９、Ｄ３）を通じて、ローレベル信号を出力する。出力された信号はコンデンサー３５によって微分して触発信号を出力し、Ｑ１は前記触発信号によって電熱素子２１を制御する。

上記回路が水中で作動する際には、高温測定回路３２（Ｕ１Ａ）で測定した信号が比較信号の電圧よりも高くなり、ローレベル信号が出力される。また、上記回路が水中で作動していない際には、高温測定回路３２（Ｕ１Ａ）で測定した信号は比較信号の電圧よりも低くなり、ハイレベル信号が出力され、電圧比較回路３４（Ｕ１Ｄ）を制御して回路を非作動にする。

本考案は上記構成を有し、養魚鉢などに適用される際には、養魚鉢内の水がなくなっても、直列接続された高温測定回路と水温測定回路とが、同時に自動的に切りにされるので、使用の際の安全性が向上した。また、測定素子と制御回路素子が一体化され、生産性が向上した。

従来の電気ヒータ用温度測定装置の構造を示す図である。 従来の他の電気ヒータ用温度測定装置の構造を示す図である。 本考案に係る実施例の斜視図である。 図３の分解斜視図である。 本考案に係る実施例の回路図である。

符号の説明

２０ 外管
２１ 電熱素子
２２ 支持板
３０ 制御回路基板
３１ 整流ろ過電圧安定回路
３２ 高温測定回路
３３ 水温測定回路
３４ 電圧比較回路
３５ 微分コンデンサー
３６ 信号比較回路
４０ 高温測定素子
５０ 水温測定素子

Claims (3)

1. 一端から嵌めて密封するための外管が設けられ、その内部に、支持板と、前記支持板に定位された複数の電熱素子と、制御回路基板と、外部から前記制御回路基板に接続されるケーブルと、が設けられる電気ヒータ用温度測定装置の構造において、
   前記制御回路基板には、水温測定素子と直列接続される高温測定素子が設けられることを特徴とする、
   電気ヒータ用温度測定装置の構造。
2. 前記高温測定素子及び水温測定素子が、負温度係数を持つ抵抗であることを特徴とする、請求項１に記載の電気ヒータ用温度測定装置の構造。
3. 前記高温測定素子が、制御回路基板の一面に設けられ、外管の内壁面に近接し、前記水温測定素子が、電熱素子の支持板に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気ヒータ用温度測定装置の構造。

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