JP3176176U - 水槽用ヒーター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒーター装置が空焚き状態となったときに、ヒーターへの通電を短時間で遮断して、空焚きによる発火事故や火災の発生を確実に防止することができ、且つヒーター装置が水槽内の水中に没した正常な使用状態にあるときに、水槽内の水を設定温度まで速やかに加温することができる水槽用ヒーター装置を提供する。
【解決手段】石英ガラス管やセラミック管からなる非金属製のヒーター管１に、電熱ヒーター３と、一定以上の温度で溶断して電熱ヒーター３への通電を遮断する温度ヒューズ７とが内蔵され、電熱ヒーター３が介在する矢視Ａ部位から温度ヒューズ７が介在する矢視Ｂ部位にかけて、ヒーター管１の外周面に、金属層１５を有する接着フィルムＦが被着されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、主に観賞魚を飼育する水槽に使用される水槽用ヒーター装置に関する。

この種のヒーター装置は、水槽の水換えを行う際に、電源を切らずに通電状態のまま水槽内から取り出して可燃物の上に載せ置いたり、あるいは地震の揺れなどで水槽が台や棚の上から落下して水槽内の水が流失したときなどに、短時間で空焚きによる火災発生の危険があることが指摘されており、例えば、１９９５年の阪神淡路大震災の際も、水槽が台や棚の上から落下して割れたことが原因とされるヒーターの空焚きによる火災が数件発生したことが報告されている。

また、国民生活センターの２００９年発表によれば、２００４年から２００８年までの間に水槽用ヒーター装置による発火・火災の相談が１８件寄せられており、東京消防庁の調査でも、２００５年からの３年間で水槽用ヒーター装置による火災が１５件報告されている。

そして、国民生活センターの実験によれば、市販の水槽用ヒーター装置のうち、サーモスタット不要なオートヒーターの８銘柄中７銘柄が、空焚きして僅か３分〜５分で表面温度が４００℃まで上昇し、紙などの可燃物に接すると発火の危険があることが確認されている。このため、同センターは、日本ペット用品工業会に対し、空焚き状態となったときにヒーターへの通電が遮断されるなどの火災予防対策を講ずるよう要望した。

この要望に基づき、最近のオートヒーターは、空焚きによる火災予防対策として、ヒーター管の管内に、温度センサと該センサから出力される温度検出信号に基づいて水槽内の水温を２６℃前後の設定温度に維持するようにヒーターの電源をオン・オフ制御する通電制御回路とを備えた制御回路基板を設け、空焚き状態となったときに通電制御回路を起動させてヒーターの電源をオフする方式や、ヒーターの通電回路に介装される温度ヒューズを設け、該ヒューズを空焚きにより生ずる高熱で溶断させてヒーターへの通電を遮断する方式が採用されている。

しかしながら、前者の方式は、ヒーターの空焚きによる温度の上昇が温度センサで検出されて、通電制御回路によりヒーターの電源が一旦オフされるが、しばらくしてヒーター管の内部温度が一定以上低下すると、通電制御回路によりヒーターの電源がオン状態に復帰せられて、以後、電源のオン・オフが間欠的に繰り返されることとなるから、ヒーターへの通電が完全に遮断されるものではない。

また、前者の方式は、ヒーターが空焚き状態となったときに生ずる高熱の影響により、温度センサや通電制御回路を構成する電子部品が損壊したり故障や動作不良を生ずるなどして、ヒーターの電源がオフされなくなる不具合を生ずるおそれがある。

一方、後者の方式は、ヒーターの空焚きによる高熱で温度ヒューズが溶断することにより、ヒーターへの通電が完全に遮断されるが、溶断温度が１４０℃以上の温度ヒューズを用いると、溶断時間が長くなって、空焚きによる火災の発生を確実に防止することができないおそれがあり、また、溶断温度が１３０℃以下の温度ヒューズを用いたときは、ヒーター装置が水槽内の水中に没していても、例えば、水槽内に水の流れを作るポンプが故障等で停止して水槽内の水が滞留したり、ヒーター管が水槽の槽底に接触した状態や槽底に敷かれた砂利に埋没した状態となっていると、ヒーター管の内部温度が異常上昇して温度ヒューズが溶断し、以後、ヒーター装置が使用不能となって、品質クレーム要因となるおそれがある。

なお、前者の方式を採用して水槽破壊時の空焚きを防止する公知技術として、ハウジング（ヒーター管）のヒーター設置部分に対応する箇所から検温通電制御部材設置部分に対応する箇所にかけて、ハウジングの表面に、アルミや鉄などからなる筒状の金属管又は帯状の金属片を施したものや、金属粉が混入された塗料を塗布したもの、あるいはハウジングの内部にハウジングの構成素材よりも熱伝導率が高い素材からなる棒体を収容して、その棒体の一端を検温通電制御部材に接触させ、その棒体の他端をハウジング内のヒーター設置部分近傍まで近接させたものが提案されている（特許文献１及び２参照）。

しかしながら、上記公知技術の如くハウジングの内部に熱伝導率が高い棒体を収容して、その棒体の一端を検温通電制御部材に接触させ、その棒体の他端をヒーターに近接させたヒーター装置は、水槽内の水中に没した正常な使用状態にあっても、電源がオンされると直ちに、ヒーターの熱が熱伝導率が高い棒体を介して検温通電制御部材に伝播し、該検温通電制御部材により電源がオフされ、その後、電源がオン状態に復帰しても、また直ちに電源がオフされることとなり、電源がオン状態となっている時間が極めて短くなることは必至であるから、水槽内の水を設定温度まで速やかに加温することが困難であり、また、設定温度に維持することも困難であるという欠陥を有している。

また、本考案者が、上記公知技術の如くハウジングの表面に筒状の金属管や帯状の金属片を施したヒーター装置を試作・試用したところ、当該装置も、水槽内の水中に没した正常な使用状態にあるときに、電源のオン・オフ動作が頻繁に繰り返されて、水槽内の水を設定温度まで速やかに加温することができないという欠陥を有しており、更に、寿命試験によれば、ヒーターを成す電熱線の早期断線が起こりやすいという欠陥も有していた。

そこで、その原因を究明すると、ハウジングの表面に筒状の金属管や帯状の金属片を施したヒーター装置は、これを水槽内に設置すると、ハウジングの表面とその表面に施した筒状の金属管や帯状の金属片との間に生ずる微小な隙間に水槽内の水が浸入し、その隙間に侵入して滞留する水が、ヒーターの放射熱で高温に加熱され、その高温が検温通電制御部材により検出されてヒーターの電源がオフされることにより、電源のオン・オフ動作が頻繁に繰り返され、その頻繁なオン・オフの繰り返しによってヒーターを成す電熱線が早期に劣化することが原因であると判明した。

つまり、ヒーター装置のハウジングの表面に施された筒状の金属管や帯状の金属片は、水槽内に貯留された水によって熱を奪われるため、ヒーターの放射熱で高温に加熱されることはないが、その金属管や金属片とハウジングの表面との間に生ずる微小な隙間に侵入して滞留する水は、ヒーターの放射熱で高温に加熱されるため、検温通電制御部材の誤動作を惹き起す原因となることが判った。

また、上記公知技術の如くハウジングの表面に金属粉が混入された塗料を塗布するヒーター装置は、これを製造するための塗装作業や塗装設備が必要となり、また、セラミックや石英ガラスからなるハウジンジの表面は、塗料の錨着性が良くないため、その表面に、塗料の錨着性を高めて塗膜の剥がれを防止するアンカー処理を施さなければならないなどの面倒があるから、製造加工コストが著しく嵩むという欠点がある。
したがって、上記公知技術に係るヒーター装置は、いずれも実用化が困難なもの乃至実用化に適さないものである。

特開平８−２７５６９５号公報 特開平１０−２４３７５８号公報

本考案は、ヒーター装置が空焚き状態となったときに、ヒーターへの通電が短時間で速やかに遮断されて、空焚きによる発火事故や火災の発生を確実に防止することができ、且つヒーター装置が水槽内の水中に没した正常な使用状態にあるときに、電源のオン・オフが頻繁に繰り返されて水槽内の水を設定温度まで速やかに加温することができないなどの不具合が生じないようにすることを技術的課題としている。

上記課題を解決するために、本考案は、非金属製のヒーター管に、電熱ヒーターと、一定以上の温度で溶断して電熱ヒーターへの通電を遮断する温度ヒューズとが内蔵された水槽用ヒーター装置において、少なくとも、前記電熱ヒーターの片端側が介在する部位から前記温度ヒューズが介在する部位にかけて、前記ヒーター管の外周面に、金属層を有する接着フィルムが被着されていることを特徴とする。

本考案によれば、ヒーター装置が空焚き状態となったときに、ヒーター管の外周面に被着された接着フィルムが有する金属層が、電熱ヒーターの放射熱によって十数秒乃至数十秒程度の極短時間で高温に加熱され、その高温の影響を受けて、前記接着フィルムが被着された部位に介在する温度ヒューズの温度とその周囲温度が瞬時に上昇することにより、温度ヒューズの溶断時間が速められるから、ヒーター管の表面温度が４００℃に達する前に温度ヒューズを溶断させて、空焚きによる火災の発生を確実に防止することが可能になるという大変優れた効果がある。

また、ヒーター装置が水槽内に設置されて水中に没しているときは、ヒーター管の外周面に被着された接着フィルムの金属層は、水槽内の水によって熱を奪われるから、電熱ヒーターの放射熱によって高温に加熱されることはなく、また、ヒーター管の外周面とその外周面に被着された接着フィルムとの間に水槽内の水が浸入することはないから、仮に接着フィルムの被着域が、温度センサと通電制御回路とを備えた制御回路基板が介在する部位乃至その近傍にまで及んでいたとしても、通電制御回路を誤動作させるおそれがないという優れた効果がある。

更に、金属層を有する接着フィルムは、安価に入手することができ、また、該接着フィルムをヒーター管の外周面に被着させる加工は極めて容易であり、ヒーター管の外周面にアンカー処理等を施す必要もないから、上記公知技術の如く、ハウジングの表面に筒状の金属管や帯状の金属片を施すものや、金属粉塗料の塗膜を施すものに比べて、ヒーター装置の材料費や製造加工コストを大幅に低減することができるという優れた効果がある。

本考案の実施例に係る水槽用ヒーター装置の一例を示す断面図 本考案の実施例に係る水槽用ヒーター装置に用いる接着フィルの部分拡大断面図 本考案の実施例に係る水槽用ヒーター装置の他の例を示す部分拡大断面図

本考案に係る水槽用ヒーター装置の実施形態は、石英ガラス管あるいはセラミック管からなる非金属製のヒーター管に、電熱線からなる電熱ヒーターと、一定以上の温度で溶断して電熱ヒーターへの通電を遮断する温度ヒューズとが内蔵されると共に、電熱ヒーターの全体もしくは片端側が介在する部位から、その片端近傍に配設された温度ヒューズが介在する部位にかけて、ヒーター管の外周面に、銅箔あるいはアルミ箔、チタン箔等の金属箔からなる金属層を有する接着フィルムが被着されている。

なお、接着フィルムは、銅箔、アルミ箔又はチタン箔等の金属箔からなる金属層の片面側に感圧接着層が設けられたものや、金属層を成す金属箔の片面又は両面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネート金属箔に感圧接着層が設けられたもの、あるいは銅蒸着層又はアルミ蒸着層等の金属蒸着層からなる金属層を有する金属蒸着フィルムに感圧接着層が設けられたものが用いられる。

また、ヒーター装置が水槽内に長期間設置されることによって、接着フィルムが有する金属層に品質クレーム要因となる変色や腐蝕が生じたり、あるいは金属層の剥離等が生ずることを防止するために、ヒーター管の外周面に被着された金属層を有する接着フィルムの上から該フィルムの全体を覆うように、耐熱防水フィルムを基材とする接着カバーフィルム又は熱収縮性チューブが被着されている。

本考案の実施例に係るヒーター装置は、標準的な６０ｃｍ水槽又は７５ｃｍ水槽に適合したヒーター装置であって、内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さ１８０ｍｍの石英ガラス管からなるヒーター管１の内部に、高耐熱性マイカ板からなる絶縁板４に取り付けられた定格消費電力１５０Ｗ又は２００Ｗの電熱線２からなる電熱ヒーター３と、温度センサ５と該センサから出力される温度検出信号に基づいて水槽内の水温を２６℃前後にコントロールするように電熱ヒーター３の電源をオン・オフ制御する通電制御回路とを備えた制御回路基板６が設置されると共に、プラグ付きの電源コード８に接続される電熱ヒーター３の通電回路に介装された温度ヒューズ７が、電熱ヒーター３を取り付けた絶縁板４と温度センサ５を取り付けた制御回路基板６との間に設けられた隙間内に配置されて、白竜石粒からなる絶縁砂９で絶縁処理されている。

温度ヒューズ７は、ヒーター装置が水槽内に設置して使用されているときに、水槽内に水の流れを作るポンプが停止するなどしてヒーター管１の内部温度が上昇しても、その温度上昇によって溶断することがないように、溶断温度が比較的高い１４０〜１６０℃程度のものが用いられている。

ヒーター管１は、制御回路基板６側の開口端と電熱ヒーター３側の開口端が、各開口端に圧入されたシリコーンゴムからなるパッキン１０Ｒ、１０Ｌと、各開口端に冠着されたエラストマー樹脂からなるゴム栓１１Ｒ、１１Ｌとによって気密に封止されている。また、ゴム栓１１Ｒ、１１Ｌには、ヒーター管１を水槽の槽壁に対して脱着自在に固定するための吸盤１２Ｒ、１２Ｌが一体成形されており、パッキン１０Ｒとゴム栓１１Ｒには、電源コード８の端末部をヒーター管１内に配線するためのコード挿通孔１３、１４が貫設されている。

そして、ヒーター管１の外周面には、電熱ヒーター３の片端側が介在する矢視Ａの部位から、電熱ヒーター３の片端近傍に配設された温度ヒューズが介在する矢視Ｂの部位にかけて、銅箔あるいはアルミ箔、チタン箔等の金属箔からなる金属層１５と、耐熱防水性に優れたシリコーン系粘着材やアクリル系粘着材からなる感圧接着層１６とを有する接着フィルムＦが被着されている。

これにより、ヒーター装置が空焚き状態となったときは、ヒーター管１の外周面に被着された接着フィルムＦの金属層１５が、電熱ヒーター３の放射熱で高温に加熱され、その高温が温度センサ５で検出されて通電制御回路により電熱ヒーター３の電源が速やかにオフされる。また万一、空焚きによる高熱の影響で温度センサ５や通電制御回路に故障や動作不良が生じて電熱ヒーター３の電源がオフされなかったときは、接着フィルムＦが被着された矢視Ａ−Ｂの部位に介在する温度ヒューズ７の温度とその周囲温度が急激に上昇して、温度ヒューズ７が速やかに溶断せられ、電熱ヒーター３への通電が完全に遮断されて、空焚きによる火災発生が確実に防止される。

また、ヒーター装置が水槽内の水中に没して正常に使用されているときは、ヒーター管１の外周面に被着された接着フィルムＦの金属層１５は、水槽内の水によって熱を奪われるから、電熱ヒーター３の放射熱で高温に加熱されることはなく、また、水槽内の水がヒーター管１の外周面とその外周面に被着された接着フィルムＦとの間に浸入して高温に加熱されることもないから、図１の如く、接着フィルムＦの被着域が、制御回路基板６に設けられた温度センサ５が介在する部位の近傍にまで及んでいても、通電制御回路が誤動作して電熱ヒーター３の電源がオフされるという不具合は生じない。

なお、図１の如く接着フィルムＦの表面に表出した金属層１５は、水槽内の水に長期間触れていると、酸化による変色や腐蝕を生ずるおそれがあるが、図２（ａ）の如く、片面に樹脂フィルム１７がラミネートされた銅箔やアルミ箔等の金属箔からなる金属層１５を有する接着フィルムＦや、図２（ｂ）の如く、両面に樹脂フィルム１７、１７がラミネートされた金属箔からなる金属層１５を有する接着フィルムＦを使用すれば、金属層１５の変色や腐蝕を防止・抑制することができる。

また、図３の如く、ヒーター管１の外周面に被着された接着フィルムＦを覆うように、ポリイミドフィルム等の耐熱防水フィルムを基材とする接着カバーフィルム又は熱収縮性チューブＣが被着された構成とすれば、図１に示す接着フィルムＦの金属層１５の表面や、図２（ａ）及び（ｂ）に示す接着フィルムＦの金属層１５の端縁部が水槽内の水に長期間触れて変色や腐蝕を生ずることを防止することができる。

なお、熱収縮性チューブＣとしては、例えば、難燃性ポリフッ化ビニリデン樹脂からなる連続使用可能温度−５５〜１７５℃、収縮温度１５０℃以上、内径収縮率５０％以上、収縮前内径１９．１ｍｍ乃至２５．４ｍｍの熱収縮性チューブ（住友電工ファインポリマー株式会社製 商品名：スミチューブＫ又はＫ２）や、難燃性ポリオレフィン樹脂からなる連続使用可能温度−５５〜１３５℃、収縮温度９０℃以上、内径収縮率５０％以上、収縮前内径１９．１ｍｍ乃至２５．４ｍｍの熱収縮性チューブ（住友電工ファインポリマー株式会社製 商品名：スミチューブＢ２）、あるいは難燃性のポリ塩化ビニル系樹脂からなる熱収縮性チューブ（三菱樹脂株式会社製 商品名：ヒシチューブＶＷ（ＣＥ）（ＤＥ））などが用いられる。

また、実施例の接着フィルムＦは、銅箔あるいはアルミ箔等の金属箔からなる金属層１５を有するものであるが、本考案の接着フィルムは、銅蒸着層あるいはアルミ蒸着層等の金属蒸着層からなる金属層を有するものであってもよい。

本考案は、水槽用ヒーター装置の安全性向上に資するものである。

１…ヒーター管
２…電熱線
３…電熱ヒーター
４…絶縁板
５…温度センサ
６…通電制御回路基板
７…温度ヒューズ
８…電源コード
９…絶縁砂
１０Ｒ…パッキン
１０Ｌ…パッキン
１１Ｒ…ゴム栓
１１Ｌ…ゴム栓
１２Ｒ…吸盤
１２Ｌ…吸盤
１３…パッキンのコード挿通孔
１４…ゴム栓のコード挿通孔
Ｆ…接着フィルム
１５…金属層
１６…接着層
１７…樹脂フィルム
Ｃ…熱収縮性チューブ（又は接着カバーフィルム）

Claims (5)

1. 非金属製のヒーター管に、電熱ヒーターと、一定以上の温度で溶断して電熱ヒーターへの通電を遮断する温度ヒューズとが内蔵された水槽用ヒーター装置において、少なくとも、前記電熱ヒーターの片端側が介在する部位から前記温度ヒューズが介在する部位にかけて、前記ヒーター管の外周面に、金属層を有する接着フィルムが被着されていることを特徴とする水槽用ヒーター装置。
2. 前記接着フィルムが、銅箔あるいはアルミ箔等の金属箔からなる金属層を有する請求項１記載の水槽用ヒーター装置。
3. 前記接着フィルムが、片面又は両面に樹脂フィルムがラミネートされた金属箔からなる金属層を有する請求項１又は２記載の水槽用ヒーター装置。
4. 前記接着フィルムが、銅蒸着層あるいはアルミ蒸着層等の金属蒸着層からなる金属層を有する請求項１記載の水槽用ヒーター装置。
5. 前記ヒーター管の外周面に被着された前記接着フィルムを覆うように、接着カバーフィルム又は熱収縮性チューブが被着されている請求項１、２、３又は４記載の水槽用ヒーター装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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