JP3215037B2 - Water tank heating device - Google Patents

Water tank heating device

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JP3215037B2 JP34013095A JP34013095A JP3215037B2 JP 3215037 B2 JP3215037 B2 JP 3215037B2 JP 34013095 A JP34013095 A JP 34013095A JP 34013095 A JP34013095 A JP 34013095A JP 3215037 B2 JP3215037 B2 JP 3215037B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水槽用加温装置に関
し、特に鑑賞魚や水生小動物を飼育するための水槽、あ
るいは水草などを育成するための水槽の水を加熱する水
槽用加温装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating device for an aquarium, and more particularly to an aquarium heating device for heating water in an aquarium for breeding appreciation fish and small aquatic animals, or for growing aquatic plants.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の水槽用加温装置は、筒体内にニク
ロム線を水密状態に配設した水槽内の水を加熱するヒー
タと、水槽の水温を検知するサーミスタなどから成る温
度検知素子を設け、この温度検知素子で検知された水槽
の水温が目標温度より低いときに、商用電源からヒータ
へ通電して水槽の水を加熱すると共に、温度検知素子で
検知された水槽内の水温が目標温度より高くなったとき
にヒータへの通電を停止して水槽内の水温を目標温度に
維持するように構成されていた。
2. Description of the Related Art A conventional water tank heating device includes a heater for heating water in a water tank in which a nichrome wire is disposed in a watertight state in a cylindrical body, and a temperature detecting element including a thermistor for detecting the water temperature of the water tank. When the water temperature of the water tank detected by the temperature detection element is lower than the target temperature, the heater is energized from the commercial power supply to heat the water in the water tank, and the water temperature in the water tank detected by the temperature detection element is set to the target temperature. When the temperature is higher than the temperature, the power supply to the heater is stopped to maintain the water temperature in the water tank at the target temperature.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとす課題】ところが、この従来の水
槽用加温装置では、水槽の水温が目標温度より低いとき
は、商用電源から連続して通電され、水槽の水温が目標
温度より高いときは、商用電源からの通電を直ちに停止
することから、水槽の水温が急激に変化すると共に、目
標温度とは若干異なる水温になるという問題があった。
However, in this conventional water tank heating device, when the water temperature of the water tank is lower than the target temperature, the power is continuously supplied from the commercial power supply, and when the water temperature of the water tank is higher than the target temperature. However, since the power supply from the commercial power supply is immediately stopped, there is a problem that the water temperature of the water tank changes rapidly and the water temperature becomes slightly different from the target temperature.

【0004】本発明はこのような従来装置の問題点に鑑
みて発明されたものであり、水槽の水温が急激に変化し
て目標温度とかけ離れた水温になることを解消した水槽
用加温装置を提供することを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of such problems of the conventional apparatus, and a heating apparatus for a water tank in which the water temperature of the water tank does not suddenly change to become a water temperature far from the target temperature. The purpose is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る水槽用加温装置では、水槽内の水を加
熱するヒータと、水槽の水温を検知する温度検知素子と
を設け、この温度検知素子で検知された水槽内の水温が
所定温度以下のときに前記ヒータへ通電すると共に、こ
の温度検知素子で検知された水温が所定温度以上のとき
に前記ヒータへの通電を停止する水槽用加温装置におい
て、前記温度検知素子で検知された水温が前記所定温度
の範囲内のときは、前記温度検知素子で検知された水温
に応じて前記ヒータへ間欠的に通電する。
In order to achieve the above object, a water tank heating apparatus according to the present invention includes a heater for heating water in a water tank and a temperature detecting element for detecting a water temperature of the water tank. When the water temperature in the water tank detected by the temperature detecting element is lower than a predetermined temperature, power is supplied to the heater, and when the water temperature detected by the temperature detecting element is higher than the predetermined temperature, power supply to the heater is stopped. When the water temperature detected by the temperature detecting element is within the predetermined temperature range, the heater is intermittently energized in accordance with the water temperature detected by the temperature detecting element.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図1は、本発明に係る水槽用加温装置
の一実施形態を示す電気回路図であり、1は商用電源な
どから成る交流電源、2はヒータ、3は整流回路、4は
サーミスタなどから成る温度検知素子、5は水検知回
路、6は制御回路、7はヒータ駆動回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a water tank heating apparatus according to the present invention, wherein 1 is an AC power supply composed of a commercial power supply, 2 is a heater, 3 is a rectifier circuit, and 4 is a thermistor. A temperature detection element, 5 is a water detection circuit, 6 is a control circuit, and 7 is a heater drive circuit.

【0007】ヒータ2は筒状体内にニクロム線などを水
密状態に封入したヒータやセラミック体内にモリブデン
などから成る発熱線などを埋設したセラミックヒータな
どから成る。このヒータ2はヒータ駆動回路7を介して
交流電源1に接続されている。
The heater 2 includes a heater in which a nichrome wire or the like is sealed in a watertight state in a cylindrical body, a ceramic heater in which a heating wire made of molybdenum or the like is embedded in a ceramic body, or the like. The heater 2 is connected to an AC power supply 1 via a heater drive circuit 7.

【0008】整流回路3はダイオードD1 、コンデンサ
1 、抵抗R1 、ツェナーダイオードZD1 、変圧器T
1 等から成り、交流電源1を整流して直流電源を作る。
なお、整流回路3中のLED1 は交流電源が供給されて
いるときにその状態を示す発光ダイオードである。
The rectifier circuit 3 includes a diode D 1 , a capacitor C 1 , a resistor R 1 , a Zener diode ZD 1 , a transformer T
The DC power supply is made by rectifying the AC power supply 1.
The LED 1 in the rectifier circuit 3 is a light emitting diode that indicates the state when AC power is supplied.

【0009】温度検知素子4は、抵抗R8 を介して整流
回路3に接続されており、抵抗R8と温度検知素子4自
体との分圧抵抗によって決定される電圧を制御回路6の
コンパレータIC3 に入力する。
[0009] Temperature sensing element 4, the resistance through the R 8 are connected to the rectifier circuit 3, a comparator IC resistor R 8 and the temperature sensing element 4 controls the voltage determined by the voltage dividing resistors between themselves circuit 6 Enter 3

【0010】水検知回路5は、水検知電極S1 、変圧器
1 、ブリッジ型ダイオードD2 〜D5 、コンパレータ
IC1 などから成り、水検知電極S1 間に水が存在する
かどうかを検知する。この水検知回路5は変圧器T1
よって変圧された交流電源1とダイオードD2 〜D5
構成される整流回路との間に水検知電極S1 を設けて構
成されており、水検知電極S1 には、常時交流電圧がか
かっている。水検知電極S1 が水中にあった場合は、そ
の水の持つ抵抗に流れる電流はダイオードD2〜D5
通して整流化され、整流値に見合った直流電圧として得
られる。
The water detecting circuit 5 comprises a water detecting electrode S 1 , a transformer T 1 , bridge type diodes D 2 to D 5 , a comparator IC 1 and the like, and determines whether or not water exists between the water detecting electrodes S 1. Detect. The water detection circuit 5 is constituted by providing a water detection electrodes S 1 between the composed rectifier circuit in the AC power supply 1 and the diode D 2 to D 5, which is transformed by the transformer T 1, water detection electrode the S 1, suffering constantly alternating voltage. If water sensing electrode S 1 is there in the water, the current flowing through the resistor with the the water is rectified through the diode D 2 to D 5, obtained as a DC voltage commensurate with the rectification value.

【0011】一方、コンパレータIC1 は、分圧抵抗R
2 、R3 によって与えられる基準電圧と水検知電極S1
から得られる電圧(水検知電圧)を比較し、水検知電極
1が水中にあるか、空気中にあるかの判別を行う。水
検知電極S1 が水中の場合、基準電圧以上の水検知電圧
がコンパレータIC1 に入力されるため、水中と判別で
きる。また、空気中にある場合は、基準電圧を越える水
検知電圧が得られないために空気中と判別される。基準
電圧以上の水検知電圧が得られると、コンパレータIC
1 から出力し、トランンジスタQ1 のベース電位を所定
電位に保つことによってヒータ2に通電できるようにな
る。基準電圧以上の水検知電圧が得られない場合は、コ
ンパレータIC1 からの出力はなく、トランジスタQ1
のベース電位は下がってヒータ2へ通電されることはな
い。
On the other hand, the comparator IC 1 has a voltage dividing resistor R
2 , the reference voltage provided by R 3 and the water sensing electrode S 1
Comparing the resulting voltage (water detection voltage) from either water detection electrode S 1 is located in the water, is, whether or determination is in the air. If water detection electrode S 1 is in the water, since the reference voltage or more water detection voltage is input to the comparator IC 1, it can be identified as water. In addition, when it is in the air, it is determined to be in the air because a water detection voltage exceeding the reference voltage cannot be obtained. When a water detection voltage higher than the reference voltage is obtained, the comparator IC
Output from the 1, will be able to energize the heater 2 by keeping the base potential Tran Njisuta Q 1 to a predetermined potential. When a water detection voltage higher than the reference voltage cannot be obtained, there is no output from the comparator IC 1 and the transistor Q 1
Is not lowered and the heater 2 is not energized.

【0012】制御回路6は、オペアンプIC2 〜IC6
およびトランジスタQ1 などから成り、温度検知素子4
で検知した水槽の水温に基づいて、ヒータ駆動回路7を
作動させる。
The control circuit 6 includes operational amplifiers IC 2 to IC 6
And it consists, such as a transistor Q 1, the temperature sensing element 4
The heater drive circuit 7 is operated based on the water temperature of the water tank detected in step (1).

【0013】ヒータ駆動回路7は、フォトカプラP
1 、トライアックTR1 などから成り、制御回路6で
生成される信号に基づいてヒータ7を駆動する。なお、
ヒータ駆動回路7中のLED2 は、ヒータ2へ通電され
ているときに、その状態を表示する発光ダイオードであ
る。交流電源1へ接続されている状態を表示するLED
1とは別にヒータ2へ通電されている状態を示すLED
2 を設けることによって、交流電源1に接続されている
かどうか、またヒータ2へ通電されているかどうかを別
々に表示することができ、誤って交流電源1との接続を
断たれた場合でも確実にその状態を認識できる。
The heater drive circuit 7 includes a photocoupler P
C 1, consists like triac TR 1, drives the heater 7 based on the signal generated by the control circuit 6. In addition,
The LED 2 in the heater drive circuit 7 is a light emitting diode for displaying the state when the heater 2 is energized. LED that indicates the status of connection to AC power supply 1
LED indicating that the heater 2 is energized separately from 1
By providing 2 , it is possible to separately display whether or not the AC power supply 1 is connected to the AC power supply 1 and whether or not the heater 2 is energized. You can recognize that state.

【0014】次に、上述のように構成した加温装置の動
作を説明する。まず、整流回路3の出力を抵抗R8 と温
度検知素子4で分圧してサーミスタ電圧とし、このサー
ミスタ電圧をオペアンプIC3 の+端子へ入力する。コ
ンパレータIC2 で基準電圧を形成し、コンパレータI
3 でサーミスタ電圧を増幅する。この場合、コンパレ
ータIC2 、抵抗R12〜R14で増幅率が決定される。基
準電圧と比較しやすくするためである。
Next, the operation of the heating device configured as described above will be described. First, the thermistor voltage by dividing the output of the rectifier circuit 3 in the resistance R 8 and the temperature sensing element 4, and inputs the thermistor voltage to the positive terminal of the operational amplifier IC 3. The reference voltage is formed by the comparator IC 2 and the comparator I
Amplifying the thermistor voltage at C 3. In this case, the comparator IC 2, the amplification factor is determined by the resistor R 12 to R 14. This is to make it easier to compare with the reference voltage.

【0015】次に、オペアンプIC4 では、抵抗R15
16、R19、R20と可変抵抗VR1で決定される基準電
圧を加算したうえで増幅する。基準電圧を加算すること
で、サーミスタ電圧を疑似的に変動させ、デューティー
制御をする電圧範囲まで平行移動させるためである。
Next, in the operational amplifier IC 4 , the resistor R 15 ,
The reference voltage determined by R 16 , R 19 , R 20 and the variable resistor VR 1 is added and then amplified. This is because, by adding the reference voltage, the thermistor voltage is fluctuated in a pseudo manner, and is moved in parallel to a voltage range for duty control.

【0016】一方、オペアンプIC5 、抵抗R23
24、R27、コンデンサC6 で三角波を発生させる。こ
の三角波は、抵抗R27、R30とコンデンサC6 とで時定
数が決定される。この三角波は、図2(a)に示すよう
に、デューティー制御を行うための基準電圧となる。こ
の基準三角波と上述のように増幅して平行移動させたサ
ーミスタ電圧TV を比較合成することでデューティー制
御を行うことができるようになる。
On the other hand, an operational amplifier IC 5 , a resistor R 23 ,
A triangular wave is generated by R 24 and R 27 and the capacitor C 6 . The time constant of this triangular wave is determined by the resistors R 27 and R 30 and the capacitor C 6 . This triangular wave serves as a reference voltage for performing duty control, as shown in FIG. It is possible to perform a duty control by comparing synthesizing a thermistor voltage T V is moved in parallel to amplify the reference triangular wave and as described above.

【0017】いま仮に、図2(a)の左側のように、サ
ーミスタ電圧TV が基準三角波の低い電圧点にあったと
すると、サーミスタ電圧TV と基準三角波を比較合成す
れば、基準三角波の1サイクル中でみた場合、三角波側
の電圧が高い時間が長く、サーミスタ電圧TV が低い時
間が短い。よって、図2(b)に示すように、オペアン
プIC6 で比較合成された出力は、トランジスタQ1
オンしている時間が長く、オフしている時間が短くな
る。一方、図2(a)の右側のように、サーミスタ電圧
V が上昇すると、図2(b)の右側のように、トラン
ジスタQ1 のオン時間が短く、オフ時間が長い動作をす
る。このようにサーミスタ電圧TV の大きさによってト
ランジスタQ1 のオン時間が長くなったり、短くなった
りする。
[0017] Suppose, as shown in the left side of FIG. 2 (a), when the thermistor voltage T V is a was in a low voltage point of the reference triangular wave, comparing synthesized thermistor voltage T V and the reference triangular wave, the reference triangular wave 1 when viewed in the cycle, long the voltage of the triangular wave side is high time, there is a short low time thermistor voltage T V. Therefore, as shown in FIG. 2 (b), the output of the comparison synthesized by the operational amplifier IC 6 has a long time that by turning the transistor Q 1, the time is off becomes shorter. On the other hand, as shown in the right side of FIG. 2 (a), when the thermistor voltage T V is increased, as shown in the right side of FIG. 2 (b), the ON time of the transistor Q 1 is short, the off time is long operation. Or longer on-time of the transistor Q 1 thus by the size of the thermistor voltage T V, or shorten.

【0018】図1に示すように、トランジスタQ1 は抵
抗R31を介してヒータ駆動回路7のフォトカプラPC1
へ接続されており、トランジスタQ1 がオンしている時
はこのフォトカプラPC1 を導電状態にし、それによっ
てトライアックTR1 にトリガーをかけヒータ2に交流
電圧1が印加される。その結果、サーミスタ電圧によっ
てヒータ2にフィードバックをかけ、可変抵抗VR1
設定される目標温度に限りなく近い温度になるよう制御
をする。可変抵抗VR1 で設定される目標温度は、基準
三角波の最高点よりも若干低いところになる。
As shown in FIG. 1, the transistor Q 1 is connected to the photocoupler PC 1 of the heater drive circuit 7 via a resistor R 31.
Is connected to the transistor Q 1 is when you are turned on the photo-coupler PC 1 in a conductive state, whereby the AC voltage 1 to the heater 2 to trigger a triac TR 1 is applied. As a result, fed back to the heater 2 by the thermistor voltage to a control so that the temperature near as possible to the target temperature set by the variable resistor VR 1. Target temperature set by the variable resistor VR 1 is made at slightly lower than the highest point of the reference triangular wave.

【0019】なお、サーミスタ電圧TV が基準三角波の
最低点OL よりも一定期間低いときは、オペアンプIC
6 の出力はオンになり、トランジスタQ1 は全期間オン
してヒータ2へ連続して通電される。また、サーミスタ
電圧TV が基準三角波の最高点OH より一定期間高いと
きは、オペアンプIC6 の出力はオフになり、トランジ
スタQ1 は全時間オフしてヒータ2への通電は完全に停
止する。したがって、本発明に係る水槽用加温装置で
は、温度検知素子4によって検知される温度によって、
ヒータ2へ連続して通電されるモード、ヒータ2へ全く
通電されないモード、ヒータ2へ間欠的に通電されるモ
ードの3種類のモードで駆動されることになる。すなわ
ち、サーミスタ電圧が基準三角波の最低点OL である所
定温度よりも低いときはヒータ2へ連続して通電され、
基準三角波の最高点OH である所定温度よりも低いとき
はヒータ2へ全く通電されず、基準三角波の最低点OL
と最高点OH の間である所定温度の範囲内のときは、サ
ーミスタ電圧TV に応じて間欠運転される。
[0019] Incidentally, when the thermistor voltage T V is a period of time less than the lowest point O L of the reference triangular wave, an operational amplifier IC
The output of 6 turns on, the transistor Q 1 is are energized in succession to the heater 2 is turned on all the time. Further, when the thermistor voltage T V is higher predetermined period than the highest point O H of reference triangular wave, the output of the operational amplifier IC 6 is turned off, the transistor Q 1 is power supply to the heater 2 is turned off all the time is stopped completely . Therefore, in the water tank heating device according to the present invention, the temperature detected by the temperature detection element 4
The drive is performed in three modes: a mode in which the heater 2 is continuously energized, a mode in which the heater 2 is not energized at all, and a mode in which the heater 2 is energized intermittently. That is, when lower than the predetermined temperature is a lowest point O L of the thermistor voltage reference triangular wave is energized continuously to the heater 2,
Is lower than the predetermined temperature is the highest point O H of the reference triangular wave is not at all energized to the heater 2, the lowest point of the reference triangular wave O L
And when the range of the predetermined temperature is between the highest point O H, it is intermittently operated in accordance with the thermistor voltage T V.

【0020】図1に示すように、変圧器T1 を介して温
度検知素子4を交流電源1に接続すると水中に投入して
使用される温度検知素子4部分が絶縁樹脂が劣化しても
高電圧での感電の危険はなく安全である。
As shown in FIG. 1, the temperature sensing element 4 moiety used was put into water Connecting temperature sensing element 4 to the AC power supply 1 via the transformer T 1 is higher even deteriorated insulating resin There is no danger of electric shock due to voltage and it is safe.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る水槽用加温
装置によれば、温度検知素子で検知された水温が所定温
度の範囲内のときは、温度検知素子で検知された水温に
応じて前記ヒータへ間欠的に通電することから、水槽の
水温に応じて目標温度に近づけるようにヒータを正確に
駆動することができ、水槽の水温が急激に変化すること
を防止できると共に、水温が目標温度になるように極め
て厳密に制御できる。
As described above, according to the water tank heating device of the present invention, when the water temperature detected by the temperature detecting element is within the predetermined temperature range, the water temperature detected by the temperature detecting element is reduced to the predetermined value. Since the heater is intermittently energized accordingly, the heater can be accurately driven so as to approach the target temperature in accordance with the water temperature of the water tank, and it is possible to prevent the water temperature of the water tank from changing rapidly, and Can be controlled very strictly to reach the target temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る水槽用加温装置の一実施形態を示
す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a water tank heating device according to the present invention.

【図2】本発明に係る水槽用加温装置の設定温度と検知
温度とヒータの駆動時間の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a set temperature, a detected temperature, and a heater driving time of the water tank heating device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・交流電源、2・・・ヒータ、3・・・整流回
路、4・・・温度検知素子、6・・・制御回路、7・・
・ヒータ駆動回路
1 AC power supply 2 heater 3 rectifier circuit 4 temperature detection element 6 control circuit 7
・ Heater drive circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水槽内の水を加熱するヒータと、水槽の
水温を検知する温度検知素子とを設け、この温度検知素
子で検知された水槽内の水温が所定温度以下のときに前
記ヒータへ通電すると共に、この温度検知素子で検知さ
れた水温が所定温度以上のときに前記ヒータへの通電を
停止する水槽用加温装置において、前記温度検知素子で
検知された水温が前記所定温度の範囲内のときは、前記
温度検知素子で検知された水温に応じて前記ヒータへ間
欠的に通電することを特徴とする水槽用加温装置。
1. A heater for heating water in a water tank, and a temperature detecting element for detecting a temperature of the water in the water tank. When the water temperature in the water tank detected by the temperature detecting element is lower than a predetermined temperature, the heater is connected to the heater. In a water tank heating device that energizes and stops energizing the heater when the water temperature detected by the temperature detecting element is equal to or higher than a predetermined temperature, the water temperature detected by the temperature detecting element is in a range of the predetermined temperature. When the temperature is within the range, the heater is intermittently energized in accordance with the water temperature detected by the temperature detection element.
【請求項2】 前記温度検知素子が変圧器を介して前記
ヒータへ通電する交流電源に接続されていることを特徴
とする請求項1に記載の水槽用加温装置。
2. The heating device for a water tank according to claim 1, wherein the temperature detecting element is connected to an AC power supply for supplying electricity to the heater via a transformer.
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