JP3846822B2

JP3846822B2 - Power-saving controller for anti-freezing heater

Info

Publication number: JP3846822B2
Application number: JP00114898A
Authority: JP
Inventors: 東亜雄中山
Original assignee: テムコ株式会社; 株式会社ワーク
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2018-01-06
Also published as: JPH11200431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管等の凍結防止技術に関し、特に、水道管等に使用される凍結防止ヒータの断線又は供電状況を検出できる凍結防止ヒータ用節電コントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
寒冷地等において電熱で水道管の凍結を防止する水道凍結防止技術には、一般に図４（ａ）に示すように、水道管に巻き付け又は添接して接触固定される発熱帯（ヒータ）１と、差込み電源プラグ２ａを持ち発熱帯１に供電するための交流電源コード２と、このコード２の途中の防水接続プラグ２ｂで分岐接続された過熱防止及び節電のためのサーモスタット（感温スイッチ）３とを備えた水道凍結防止ヒータ１０が用いられている。発熱帯１はその端部にコード接続部１ａと端末封止部１ｂを有しており、端末封止部１ｂの貫通孔には、発熱帯の掛止又は固定用の可撓性芯線入り樹脂被覆帯（いわゆるビニールタイ）１ｃが結び付けられている。
【０００３】
発熱帯１は一般に図４（ｂ）に示す断面構造を有しており、等間隔で並行した一対の電熱線（電気抵抗線）Ｌ₁，Ｌ₂を軟質耐熱性の電気絶縁樹脂部Ｓで押出成形法により連続被覆したものであり、電気絶縁樹脂部Ｓは電熱線Ｌ₁，Ｌ₂の周囲の山形被覆部（突条被覆部）Ｓ₁，Ｓ₂とそれらを連結する肉薄連結部Ｓ₀とからなり、山形被覆部（突条被覆部）Ｓ₁，Ｓ₂との間には谷部Ｖが形成されている。
【０００４】
発熱帯１としては上記の電気抵抗線タイプのものに限らず、最近では自己温度制御式タイプのものが使用されるようになって来ており、この自己温度制御式タイプにおいては、Ｌ₁，Ｌ₂が導電線（リード線）に相当し、Ｓが周囲温度に応じて発熱量を変化させるポリマー発熱体（コア）となっており、そのポリマー発熱体の周囲がポリマー絶縁外皮（図示せず）で被覆されたものである。等価回路的には、２本の導電線Ｌ₁，Ｌ₂に沿って無数の並列可変抵抗回路が分布しており、コアの温度が下がると、微少収縮して電気抵抗が下がり、ヒータ出力を上げ、逆に、コアの温度が上がると、微少膨張して電気抵抗が上がり、ヒータ出力を下げるようになっている。従って、自己温度制御式タイプの凍結防止帯では感温スイッチ等のサーモスタット３が不要となっている。
【０００５】
このような水道凍結防止ヒータ１０は、発熱帯１を水道管に巻付け又は添接して接触させながら、接着テープで固定した後、発泡スチロール保温筒，保温テープ等の保温材で覆って固定されるものである。
【０００６】
ところで、水道凍結防止ヒータ１０の発熱帯１は２本の電熱線（電気抵抗線）又は導電線で構成されているため、これらの供電線が断線していると、発熱不能により寒冷下では水道管が凍結してしまう。また、サーモスタット３がオフ状態で故障している場合も、水道管が凍結してしまう。
【０００７】
このような実情から、水道凍結防止ヒータの施工時や使用中において発熱帯１の供電線の断線不良等を検出する目的で、水道凍結防止ヒータとは別に、水道凍結防止ヒータ用節電コントローラが用いられて来た。
【０００８】
図５は水道凍結防止ヒータに使用される水道凍結防止ヒータ用節電コントローラを示す回路図である。この水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ２０は、交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から水道凍結防止ヒータ１０へ中継接続するためのものであり、商用交流電源のコンセントに接続される差込み電源プラグ２１と、水道凍結防止ヒータ１０の差込み電源プラグ２ａが差込み接続される雌型接続コネクタ２２と、差込みプラグ２１とコネクタ２２とを導通するための２本の供電線２３，２４と、一方の供電線２３に介在し設定温度でオン・オフするサーモスタット（感温スイッチ）３と、供電線２３，２４間に介在し、サーモスタット３に直列接続すると共に水道凍結防止ヒータ１０に並列接続しており、サーモスタット３に近接配置された小形の模擬（ダミー）発熱抵抗器Ｒと、供電線２３，２４間に介在するヒータ供電検出回路２５とから成る。
【０００９】
通常、バイメタル・サーモスタットのオン温度は６±３°Ｃで、オフ温度は１３±３°Ｃとなっているが、ケース３ａに内蔵されて模擬発熱抵抗器Ｒが近接付帯したサーモスタット３のオン作動は発熱帯１の外気温度に実質上感応するものであり、またそのオフ作動は、後述するように、実質的に発熱帯１付近の水道管温度に近似したサーモスタット環境温度（擬似水道管温度）に感応するものである。感温スイッチ・オン／オフ検出回路２５は、電流制限抵抗器ｒと電源パイロット・ランプの発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｌと整流ダイオードＤとの直列接続回路である。
【００１０】
節電コントローラ２０と水道凍結防止ヒータ１０の使用態様は、コネクタ２２と水道凍結防止ヒータ１０の差込み電源プラグ２ａとを接続し、コントローラ２０の差込み電源プラグ２１を商用交流電源のコンセントに差し込んでおくものである。水道管は長く引き回れているため、現実には水道管の部位が異なるとその部位の温度は多少異なるものであるが、発熱帯１の非発熱期間では平均的な水道管温度としては外気温度と略等しく、外気温度の変化に応じて水道管温度も変化する。またケース３ａ内のサーモスタット３の環境温度は外気温度に追従する。
【００１１】
他方、発熱帯１の発熱期間では水道管温度が上昇するが、発熱帯１に対し並列接続の模擬発熱抵抗器Ｒも発熱するため、ケース３ａ内のサーモスタット３の環境温度も上昇する。寒風のときは無風のときよりも水道管から熱が奪われるため、水道管が凍結し易いものであるが、寒風にケース３ａが曝されると、その分、ケース３ａ内のサーモスタット３の環境温度は上昇し難くなるので、発熱期間ではサーモスタット３の環境温度は水道管温度をトレースしている。
【００１２】
例えば、寒冷地で昼間から夜間にかけて、図６（Ｂ）の実線で示す如く、外気温度Ｔ_sが除々に降下し、サーモスタット３のオン温度を下回ると、時刻ｔ₁でサーモスタット３がオンするので、発光ダイオードＬが点灯し、図６（Ａ）に示す如く、発熱帯１への供電により発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒも発熱し始める。水道管自身は熱容量が相当大きいため、発熱帯１の発熱による水道管温度Ｔ_S（図６（Ｂ）の１点鎖線で図示）の上昇変化率は比較的小さいものの、ケース３ａ内の模擬発熱抵抗器Ｒが発熱すると、それに近接配置されたサーモスタット３の環境温度Ｔ_D（図６（Ｂ）の２点鎖線で図示）は比較的速く上昇するので、速やかにオフ温度に到達し、時刻ｔ₂でサーモスタット３がオフする。この発熱帯１の発熱時間（ｔ₂−ｔ₁）では水道管が加温されるものの、水道管温度Ｔ_Pがオン温度迄は昇温しない。
【００１３】
サーモスタット３が時刻ｔ₂でオフすると、外気温度Ｔ_sがなおもオン温度よりも低いため、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dがまた降下し始め、再度、オン温度を下回るので、時刻ｔ₃でサーモスタット３がオンし、発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒも発熱し始め、やがて環境温度Ｔ_Dの昇温によりオフ温度に達するので、時刻ｔ₄でサーモスタット３がオフする。この第２回目の発熱期間（ｔ₄−ｔ₃）は、外気温度Ｔ_sが第１回目よりも低くなっており、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが昇温し難くなっているため、第１回目の発熱期間（ｔ₂−ｔ₁）よりも長くなる。
【００１４】
更に、サーモスタット３が時刻ｔ₄でオフすると、外気温度Ｔ_sがなおも低いため、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが急激に降下して、再々度、オン温度を下回るので、時刻ｔ₅でサーモスタット３がオンし、発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒも発熱し始め、やがてオフ温度に達し、時刻ｔ₆でサーモスタット３がオフする。この第２回目の非発熱期間たる間歇休止期間（ｔ₅−ｔ₄）は、外気温度Ｔ_sが第１回目よりも低くなっており、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが急激に降温するため、第１回目の発熱期間（ｔ₃−ｔ₂）よりも短くなる。
【００１５】
そしてまた、サーモスタット３が時刻ｔ₆でオフすると、外気温度Ｔ_sがなおも一層低いため、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが急激に降下してオン温度を下回り、時刻ｔ₇でサーモスタット３がオンし、発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒも発熱し始めるが、外気温度Ｔ_sが例えば−１０°Ｃ以下の酷寒冷であったり、寒風が強い場合は、サーモスタット３の環境温度Ｔ_Dの上昇が起こり難くなるため、サーモスタット３はオンし続け、発熱帯１の発熱がそのまま継続する。
【００１６】
このように、サーモスタット３のオフ期間では外気温度Ｔ_sに見立てたサーモスタット３の環境温度Ｔ_Dがオン温度以下になると、サーモスタット３がオンして発熱帯１及び模擬発熱抵抗器Ｒが発熱し始め、水道管の凍結を未然に防止し、他方、サーモスタット３のオン期間では発熱帯１で加温される水道管の水道管温度Ｔ_Pに見立てたサーモスタット３の環境温度Ｔ_Dがオフ温度以上になると、サーモスタット３がオフして発熱帯１及び模擬発熱抵抗器Ｒの発熱が休止し、水道管の過剰加温が抑制されて消費電力の節約が図られる。
【００１７】
そして、サーモスタット３がオンすると、発光ダイオードＬが点灯し、サーモスタット３がオフすると、発光ダイオードＬが消灯する。しかしながら、水道凍結防止ヒータ１０がコントローラ２０に接続されていなかったり、発熱帯１に断線が発生している場合でも、サーモスタット３がオンすると、発光ダイオードＬが点灯してしまうため、この感温スイッチ・オン／オフ検出回路２５はサーモスタット３のオン・オフを検出できるに過ぎず、実際の発熱帯１への供電有無を検出できるものではない。
【００１８】
図７は水道凍結防止ヒータに使用される水道凍結防止ヒータ用（３本用）節電コントローラ２０を示す回路図である。なお、図５に示す節電コントローラ２０の部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明を省略する。この水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ３０は、交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から３本の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃へ中継接続するためのものであり、互いに並列の雌形接続コネクタ２２₁，２２₂，２２₃を供電線２３，２４の端末に接続したものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の水道凍結防止ヒータ用（３本用）節電コントローラ３０においては、それぞれ次のような問題点があった。
【００２０】
▲１▼ 節電コントローラ２０と同様に、感温スイッチ・オン／オフ検出回路２５の発光ダイオードＬが発光している場合、サーモスタット３がオン状態にあることは判るものの、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃に実際供電されて発熱していることは検出できない。ヒータ１０₁，１０₂，１０₃がコントローラ３０に接続されていなかったり、ヒータ１０₁，１０₂，１０₃のいずれかに断線が発生していても、サーモスタット３がオンすると、発光ダイオードＬが点灯してしまうからである。
【００２１】
▲２▼ また、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃のいずれかに断線不良が生じていても、その断線不良に係る水道凍結防止ヒータを特定することはできない。
【００２２】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題は、感温スイッチ・オン／オフ状態の検出と複数本接続のヒータのうち断線不良に係るヒータの特定とが可能の凍結防止ヒータ用節電コントローラを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る凍結防止ヒータ用節電コントローラは、凍結防止ヒータを端末に接続すべき中継系統において感温スイッチの閉成による電源付勢により連動する電磁スイッチを介在させたことを特徴とする。
【００２４】
即ち、本発明の第１の手段は、電源プラグからの一方の中継線に介装された感温スイッチ及び端末に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた主中継系統と、上記電源プラグから電気的に分岐して端末に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた副中継系統と、上記感温スイッチの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励磁すべきコイル励磁回路と、上記副中継系統の一方の中継線に介装されて前記電磁コイルの励磁により閉成する可動スイッチ接点と、上記感温スイッチに直列接続すると共に上記主中継系統の上記接続コネクタに並列接続する第１の整流路と、この第１の整流路に介在する感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯と、上記感温スイッチに対し並列接続し、上記第１の整流路の整流極性とは逆極性で整流する第２の整流路と、この第２の整流路に介在する上記主中継系統のヒータ別供電表示灯と、上記可動スイッチ接点に対し並列接続した上記副中継系統のヒータ別供電表示灯と、を有して成ることを特徴とする。
【００２５】
第１の手段では、電源プラグをコンセントに接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタに凍結防止ヒータを接続した使用状態において、外気温度がオン温度以上であると、感温スイッチが開成しているため、これに並列接続の第２の整流路を介して整流電流が流れるので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が点灯すると共に、可動スイッチ接点に対し並列接続した副中継系統のヒータ別供電表示灯も点灯する。この第２の整流路に整流電流が流れる極性では第１の整流路には電流が流れず、また第２の整流路に整流電流が流れない逆極性では第２の整流路によって第１の電流路は電流遮断状態となっているため、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯は消灯状態となっている。なお、感温スイッチの開成期では、各ヒータ別供電表示灯を介して凍結防止ヒータへ電流が流れているが、通常、ヒータ別供電表示灯に対し直列の電流制限抵抗を接続しておくことで、電流値を絞り込み、表示電力を抑制することができる。
【００２６】
他方、外気温度がオン温度以下になると、感温スイッチが閉成するため、第２の整流路が短絡するので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が消灯すると共に、主中継系統に接続された凍結防止ヒータの発熱が開始する。また、第１の整流路に整流電流が流れ、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯は点灯状態となる。更に、感温スイッチの閉成による電源付勢に基づきコイル励磁回路が電磁コイルを励磁するので、副中継開系統の可動スイッチ接点が閉成し、副中継開系統の端末に接続された凍結防止ヒータが通電して発熱が開始される。
【００２７】
従って、通常、外気温度がオン温度以上である冬場の昼間や夏場など（施工時に感温スイッチの周囲を暖めた場合も含む）において、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消灯状態である場合には、感温スイッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯状態である場合は、感温スイッチがオン故障となっていることを検出できる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である場合、コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されていることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒータ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されていてもその凍結防止ヒータが断線故障となっていることを検出できる。
【００２８】
外気温度がオン温度以下である場合（施工時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場合も含む）、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消灯状態であるときは、感温スイッチのオフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されていてもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出できる。
【００２９】
このように、本発明の第１の手段の凍結防止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯の点灯・消灯とは排他的な表示を行うようになっているので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯と各ヒータ別供電表示灯の排他的な点灯・消灯状態を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転する場合には、すべて正常（感温スイッチのオン・オフ故障無し、凍結防止ヒータの接続不良無し、凍結防止ヒータの断線不良無し）であることを確認できる。
【００３０】
更に、主中継系統に感温スイッチが介装されており、且つ第１及び第２の整流路に表示灯が介在しているため、可動スイッチ接点の接点数を少なくでき、低コスト化に寄与する。
【００３１】
本発明の第２の手段は、感温スイッチを介して電源プラグに接続された一方の供電線及び上記電源プラグに接続された他方の供電線から電気的に分岐して互いに並列であって、各端末に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた複数の中継系統と、上記感温スイッチの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励磁するべきコイル励磁回路と、上記各中継系統の一方の中継線に介装されて上記電磁コイルの励磁により閉成する可動スイッチ接点と、上記感温スイッチに対し並列接続した感温スイッチ・オン／オフ表示灯と、上記可動スイッチ接点に対し並列接続したヒータ別供電状況表示灯とを有して成ることを特徴とする。
【００３２】
この第２の手段でも、電源プラグをコンセントに接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタに凍結防止ヒータを接続した状態において、外気温度がオン温度以上であると、感温スイッチが開成しているため、これに並列接続の感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯していると共に、中継開系統の可動スイッチ接点に並列接続のヒータ別供電表示灯が点灯している。
【００３３】
他方、外気温度がオン温度以下になると、感温スイッチが閉成するため、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯していると共に、感温スイッチの閉成による電源付勢に基づいててコイル励磁回路が電磁コイルを励磁するので、中継開系統の可動スイッチ接点が閉成し、各中継開系統に接続された凍結防止ヒータへ通電し発熱が開始される。
【００３４】
従って、通常、外気温度がオン温度以上である冬場の昼間や夏場など（施工時に感温スイッチの周囲を暖めた場合も含む）において、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯状態である場合、感温スイッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消灯状態である場合は、感温スイッチがオン故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である場合、端末コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されていることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒータ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されていてもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出できる。
【００３５】
外気温度がオン温度以下である場合（施工時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場合も含む）、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯状態であるときは、感温スイッチのオフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されていてもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出できる。
【００３６】
このように、本発明の第２の手段に係る凍結防止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯の点灯・消灯とは同表示モードで動作するようになっているので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯及び各ヒータ別供電表示灯の点灯状態を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて正常（感温スイッチのオン・オフ故障無し、凍結防止ヒータの接続不良無し、凍結防止ヒータの断線不良無し）であることを確認できる。
【００３７】
この第２の手段では、各中継開系統がそれぞれ平等の並列関係にあるため、第１の手段における第１及び第２の整流路を特に設けなくて済む。
【００３８】
通常は、各表示灯として安価な発光ダイオードが用いられる。発光ダイオードの故障率は殆ど問題とならないが、中継系統の可動スイッチ接点の故障対策については顧慮する必要がある。しかし、ヒータ別供電表示灯が並列に接続されているので、例えば、凍結防止ヒータを接続しない状態において、複数のヒータ別供電表示灯の表示モードの横並び異同を照合することで、可動スイッチ接点の不良をも発見できる。
【００３９】
感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯やヒータ別供電表示灯は電流定格の大きいものならば、感温スイッチや可動スイッチ接点に直列接続しても構わない。しかし、表示電力が元々無効電力であることから、表示灯を直列に接続する場合は、電流制限抵抗や整流ダイオードを更に直列に接続し、表示電流を低減することが必要になる。ところが、凍結防止ヒータが通電して発熱する期間では、これらの表示灯に比較的大きな電流を流す必要があることから、電流制限抵抗等が却って障害となり、高出力の凍結防止ヒータをコントローラに接続し難くなる。また接続すべき凍結防止ヒータの出力如何により電流制限抵抗の抵抗値の最適化を余儀無くされ、汎用性のあるコントローラの実現が困難となる。
【００４０】
このような事情から、本発明では、表示灯を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続し、ヒータへの通電時の障害にならないようにしており、非通電時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減にも寄与する。
【００４１】
第１及び第２の手段において、電磁コイルと複数の可動スイッチ接点とは接点電磁リレーを用いて構成できるため、部品点数の削減と低コスト化に寄与する。
【００４２】
また、第１及び第２の手段において、感温スイッチに直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬（ダミー）発熱素子を当該感温スイッチに近接配置して成ることが好ましい。外気温度に近似の感温スイッチの環境温度に感応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、感温スイッチがオフするのは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱素子が凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱しているため、模擬発熱素子の発熱による感温スイッチの環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフするときはヒータ加温対象の温度をトレースした形で行われるので、ヒータ加温対象の無駄な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費電力の大幅低減を達成できる。
【００４３】
感温スイッチとしては、サーマル・リード・スイッチやバイメタル・サーモスタットが通常使用される。感温スイッチの故障率は非常に低いものの、そのスイッチ故障率のうち約８０％はオン故障であるとの報告がある。感温スイッチがオン故障である場合、夏期でも、凍結防止ヒータが発熱し続けているため、ヒータの保温材等の火災発生を招く虞れがある。
【００４４】
そこで、本発明においては、感温スイッチに直列接続した感温フューズを模擬発熱素子に近接配置して成る。このように、模擬発熱素子に近接させて温度フューズを設けることにより、外気温度がオン温度よりも高くなっても、なおも感温スイッチのオン故障により凍結防止ヒータが発熱し続けている場合、模擬発熱素子も同時的に発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍温度が高温になるので、感温フューズが溶断し、感温スイッチへは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路の電源付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁となり、可動スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が停止して発熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感温フューズが溶断すると、すべての表示灯が消灯状態となるので、感温フューズの溶断を発見できる。
【００４５】
第１及び第２の手段において、コイル励磁回路としては半波整流平滑回路を採用できる。部品点数の少ない簡素な直流電源で済ませることができるため、低コスト化に寄与する。
【００４６】
更に、模擬発熱素子には、その半波整流平滑回路の半波整流回路を直列接続して成ることが好ましい。模擬発熱素子は感温スイッチに近接配置されていることから、微弱発熱でも構わないものである。そこで、半波整流回路から模擬発熱素子に印加するのは交流半波電流であるため、消費電力の低減を図ることができる。
【００４７】
なお、本発明の節電コントローラは端末に複数の接続コネクタを備えており、これに凍結防止ヒータを適宜接続できるようになっているが、本発明には接続コネクタを設けずに、予めに凍結防止ヒータが接続固定されているものも含まれる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４９】
〔実施形態１〕
図１は本発明の実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの外観を示す斜視図、図２は実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【００５０】
本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ（断線チェッカー）１２０は、後述の電子部品を内蔵した樹脂製のコントローラ・ボックス１２０Ａと、この一側端から延び出る接続コード１２１ａの先端に設けられ、商用交流電源のコンセントに接続すべき電源プラグ１２１と、コントローラ・ボックス１２０Ａの他側端から延び出る３本の接続コード１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの先端に設けられ、水道管凍結防止ヒータを接続すべき雌形接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃とを有している。コントローラ・ボックス１２０Ａの表面側において、接続コード１２１ａ寄りでそれに対応する位置にはサーモスタット・オン／オフ検出用緑色発光ダイオードＬ₀が設けられており、また各接続コード１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ寄りでそれぞれに対応する位置にはヒータ別供電検出用赤色発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が設けられている。
【００５１】
本例の回路構成は、図２に示す如く、電源プラグ１２１からの一方の中継線１２３₁にて介装されたサーモスタット３及び端末に水道凍結防止ヒータ１０₁を接続すべき接続コネクタ１２２₁を具えた主中継系統１２５₁と、電源プラグ１２１から電気的に分岐して互いに並列であって各端末に水道凍結防止ヒータ１０₂，１０₃を接続すべき接続コネクタ１２２₂，１２２₃を具えた副中継系統１２５₂，１２５₃と、サーモスタット３の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルＸを励磁すべきコイル励磁回路１２６と、副中継系統１２５₂，１２５₃の一方の中継線１２３₂，１２３₃に介装されて電磁コイルＸの励磁により閉成する可動スイッチ接点ａ，ｂと、サーモスタット３に直列接続すると共に主中継系統１２５₁の接続コネクタ１２２₁に並列接続する第１の整流路１２７と、サーモスタット３に対し並列接続し、第１の整流路１２７の整流極性とは逆極性で整流する第２の整流路１２８と、第１の整流路１２７に介在するサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀と、第２の整流路１２８に介在する主中継系統のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁と、可動スイッチ接点ａ，ｂに対しそれぞれ並列接続した副中継系統のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃と、を有して成る
主中継系統１２５₁は一方の中継線１２３₁と他方の中継線１２４₁とから成る開回路である。また、第１の副中継系統１２５₂は一方の中継線１２３₂と他方の中継線１２４₂とから成る開回路である。更に、第２の副中継系統１２５₃も一方の中継線１２３₃と他方の中継線１２４₃とから成る開回路である。
【００５２】
コイル励磁回路１２６は、整流ダイオードＤと、抵抗器ｒ及び蓄電コンデンサＣの積分回路とから成る半波整流平滑回路である。第１の整流路１２７は、整流ダイオードＤ₀と電流制限抵抗器ｒ₀とサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀との直列回路である。第２の整流路１２８も、整流ダイオードＤ₁と電流制限抵抗器ｒ₁とヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁との直列回路である。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃には直列に整流ダイオードＤ₂，Ｄ₃と電流制限抵抗器ｒ₂，ｒ₃が接続されている。電磁コイルＸと可動スイッチ接点ａ，ｂとは２接点電磁リレーＲＹ₂を構成している。
【００５３】
主中継系統１２５₁において、サーモスタット３に直列接続すると共に接続コネクタ１２２₁に並列接続する小形の模擬（ダミー）発熱抵抗器（発熱素子）Ｒがサーモスタット３に近接配置されている。この模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１２６の整流ダイオードＤが直列接続されている。そして、サーモスタット３に直列接続した感温フューズＦが模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。
【００５４】
このような構成の水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ１２０は、電源プラグ１２１を商用交流電源の壁面コンセントに接続すると共に、中継系統１２５₁，１２５₂，１２５₃の端末の接続雌コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃をそれぞれ接続して使用する。
【００５５】
外気温度がオン温度以上であると、サーモストッタ３が開成しているため、これに並列接続の第２の整流路１２８を介して整流電流が流れているので、主中継系統１２５₁のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁が赤色点灯していると共に、可動スイッチ接点ａ，ｂに対し並列接続した副中継系統１２５₂，１２５₃のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃も赤色点灯している。この第２の整流路１２８に整流電流が流れる半波極性では第１の整流路１２７には電流が流れず、また第２の整流路１２８に整流電流が流れない半波逆極性では第２の整流路１２８によって第１の電流路１２７は電流遮断状態となっているため、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀は消灯状態となっている。なお、このサーモストッタ３の開成期では、各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃を介して凍結防止ヒータへ半波整流が流れているが、ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に対し直列の電流制限抵抗ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃が接続されているため、電流値が絞り込まれており、表示電力が抑制されている。
【００５６】
他方、外気温度がオン温度以下になると、サーモストッタ３が閉成するため、第２の整流路１２８が短絡するので、主中継系統１２５₁のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁が消灯すると共に、主中継系統１２５₁に接続された水道凍結防止ヒータ１０₁の発熱が開始する。また、第１の整流路１２７に整流電流が流れ、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀は緑色点灯状態となる。更に、サーモストッタ３の閉成による電源付勢に基づきコイル励磁回路１２６が電磁コイルＸを励磁するので、副中継開系統１２５₂，１２５₃の可動スイッチ接点ａ，ｂが閉成し、副中継開系統１２５₂，１２５₃の端末に接続された水道凍結防止ヒータ１０₂，１０₃が通電して発熱が開始される。
【００５７】
従って、通常、外気温度がオン温度以上である冬場の昼間や夏場など（施工時にサーモスタット３の周囲を暖めた場合も含む）において、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯状態である場合には、サーモスタット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態である場合は、サーモスタット３がオン故障となっていることを検出できる。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態である場合、コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態である場合、そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていてもその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線故障となっていることを検出できる。
【００５８】
外気温度がオン温度以下である場合（施工時にサーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やした場合も含む）、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態であるときは、サーモスタット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯状態であるときは、サーモスタット３のオフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態であるときは、コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されて、発熱状態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態であるときは、その雌コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていないか、そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていてもその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線故障であることを検出できる。
【００５９】
このように、本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ１２０では、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀の点灯・消灯状態と各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯状態とは排他的な表示を行うようになっているので、夏場での施工時にはサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀と各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の排他的な点灯・消灯モードを視認すると共に、サーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転する場合には、サーモスタット３は、すべて正常（サーモスタット３のオン・オフ故障無し、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の接続不良無し、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の断線不良無し）であることを確認できる。
【００６０】
本例では、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃をサーモスタット３や可動スイッチ接点ａ，ｂに並列接続し、ヒータ１０₁，１０₂，１０₃への通電時では電流制限しないようにしており、非通電時ではそのヒータ負荷が発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に寄与している。
【００６１】
ここに、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統の可動スイッチ接点ａ，ｂの故障対策については顧慮する必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が並列に接続されているので、例えば、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯モードの横並び異同を照合することで、可動スイッチ接点ａ，ｂの不良をも発見できる。
【００６２】
また、副中継開系統１２５₂，１２５₃の感温開閉は２接点電磁リレーＲＹ₂を用いて達成しているため、部品点数の削減と低コスト化に寄与している。
【００６３】
更に、本例においては、サーモスタット３に直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱抵抗器Ｒがサーモスタット３に近接配置されている。前述したように、模擬発熱抵抗器Ｒによりサーモスタット環境温度が模擬水道管温度として見立てられるため、図６に示す間歇発熱制御が行われる。即ち、外気温度に近似のサーモスタット３の環境温度に感応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、サーモスタット３がオフするのは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱抵抗器Ｒが水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の発熱と同時的に発熱しているため、模擬発熱抵抗器Ｒの発熱によるサーモスタット３の環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフするときは水道管の温度をトレースした形で行われるので、水道管の無駄な過熱（オン／オフ・マージン間の発熱）を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費電力の大幅低減を達成できる。
【００６４】
これに加え、本例では、サーモスタット３に直列接続した感温フューズＦ（溶断温度約６０°Ｃ）が模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。このような温度フューズＦを設けることにより、外気温度がオン温度よりも高くなっても、サーモスタット３のオン故障により水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が発熱し続けている場合、模擬発熱抵抗器Ｒも同時的に発熱し続けているため、模擬発熱抵抗器Ｒの近傍温度が高温になるので、感温フューズＦが溶断し、サーモスタット３へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路１２６の電源付勢が消滅するため、電磁コイルＸが非励磁となり、可動スイッチ接点ａ，ｂが開成し、各中継系統１２５₁，１２５₂，１２５₃の通電が停止して発熱が止む。従って、サーモスタット３のオン故障による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感温フューズＦが溶断すると、すべての発熱ダイオードＬ₀〜Ｌ₃が消灯状態となるため、感温フューズＦの溶断を発見でき、コントローラの交換を促すに役立つ。
【００６５】
コイル励磁回路１２６としては半波整流平滑回路が採用されているため、部品点数の少ない簡素な回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１２６の整流ダイオードＤから半波整流が印加されるようになっているので、模擬発熱抵抗器Ｒの消費電力の低減も図ることができる。
【００６６】
更に、本例では、主中継系統１２５₁にサーモスタット３が介装されており、また第１の整流路１２７及び第２の整流路１２８に発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁が介在しているため、２接点電磁リレーＲＹ₂で３中継系統の通電制御ができ、低コスト化に寄与する。
【００６７】
〔実施形態２〕
図３は実施形態２に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【００６８】
本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ（断線チェッカー）１３０も、図１に示す如くの外観構成を有している。またその回路構成は、サーモスタット３を介して電源プラグ１２１に接続された一方の供電線１３３及び電源プラグ１２１に接続された他方の供電線１３４から電気的に分岐して互いに並列であって、各端末に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続すべき雌形接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃を具えた複数の中継系統１３５₁，１３５₂，１３５₃と、サーモスタット３の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルＸを励磁するべきコイル励磁回路１３６と、各中継系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の一方の中継線１３３₁，１３３₂，１３３₃に介装されて電磁コイルＸの励磁により閉成する可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃと、サーモスタット３に対し並列接続したサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀と、可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃに対しそれぞれ並列接続したヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃とを有して成る。
【００６９】
第１の中継系統１３５₁は一方の中継線１３３₁と他方の中継線１３４₁とから成る開回路である。また、第２の中継系統１３５₂は一方の中継線１３３₂と他方の中継線１３４₂とから成る開回路である。更に、第３の中継系統１３５₃も一方の中継線１３３₃と他方の中継線１３４₃とから成る開回路である。
【００７０】
コイル励磁回路１３６は、整流ダイオードＤと、抵抗器ｒ及び蓄電コンデンサＣの積分回路とから成る半波整流平滑回路である。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃には直列に整流ダイオードＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃と電流制限抵抗器ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃が接続されている。電磁コイルＸと可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃとは３接点電磁リレーＲＹ₃を構成している。
【００７１】
供電線１３３においては、サーモスタット３に直列接続すると共に接続雌コネクタ１２２₁〜１２２₃に並列接続する小形の模擬（ダミー）発熱抵抗器（発熱素子）Ｒがサーモスタット３に近接配置している。この模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１３６の整流ダイオードＤが直列接続されている。そして、サーモスタット３に直列接続した感温フューズＦが模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。
【００７２】
この水道凍結防止ヒータ用コントローラ１３０も、電源プラグ１２１を商用交流電源の壁面コンセントに接続すると共に、中継系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の端末の接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続して使用される。
【００７３】
外気温度がオン温度以上であると、サーモスタット３が開成しているため、これに並列接続のサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が緑色点灯していると共に、中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃに並列接続のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が赤色点灯している。
【００７４】
他方、外気温度がオン温度以下になると、サーモスタット３が閉成するため、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯していると共に、サーモスタット３の閉成による電源付勢に基づいててコイル励磁回路１３６が電磁コイルＸを励磁するので、中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃが閉成し、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯すると共に、各中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃に接続された水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃へ通電し発熱が開始される。
【００７５】
従って、通常、外気温度がオン温度以上である冬場の昼間や夏場など（施工時にサーモスタット３の周囲を暖めた場合も含む）において、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態である場合、サーモスタット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯状態である場合は、サーモスタット３のオン故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態である場合、端末コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒータ別供電表示灯に係るコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃にヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が接続されていないか、そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていてもその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線故障であることを検出できる。
【００７６】
外気温度がオン温度以下である場合（施工時にサーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やした場合も含む）、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯状態であるときは、サーモスタット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態であるときは、サーモスタット３のオフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態であるときは、コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されて、発熱状態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電検出用発光ダイオードに係るコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていないか、そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていてもその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線故障であることを検出できる。
【００７７】
このように、本例では、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀の点灯・消灯状態と各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯状態とは同表示モードで動作するようになっているので、夏場での施工時にはサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀及び各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯モードを視認すると共に、サーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて正常（サーモスタット３のオン・オフ故障無し、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の接続不良無し、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の断線不良無し）であることを確認できる。
【００７８】
本例では、各中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃がそれぞれ平等の並列関係にあるため、実施形態１における第１及び第２の整流路１２７，１２８を特に設けなくて良い。
【００７９】
また実施形態１と同様に、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃をサーモスタット３や可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃに並列接続し、ヒータ１０₁，１０₂，１０₃への通電時では電流制限しないようにしており、非通電時ではそのヒータ負荷が発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に寄与している。
【００８０】
ここに、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統の可動スイッチ接点ａ，ｂの故障対策については顧慮する必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が並列に接続されているので、例えば、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯を異同を照合することで、可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃの不良をも発見できる。
【００８１】
また、中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の感温開閉は３接点電磁リレーＲＹ₃を用いて達成しているため、部品点数の削減と低コスト化に寄与している。
【００８２】
更に、サーモスタット３に直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱抵抗器Ｒがサーモスタット３に近接配置されている。前述した理由により、図６に示す間歇発熱制御が行われる。即ち、外気温度に近似のサーモスタット３の環境温度に感応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、サーモスタット３がオフするのは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱抵抗器Ｒが水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の発熱と同時的に発熱しているため、模擬発熱抵抗器Ｒの発熱によるサーモスタット３の環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフするときは水道管の温度をトレースした形で行われるので、水道管の無駄な過熱を防止でき、間歇発熱制御により消費電力の大幅低減を達成できる。
【００８３】
これに加え、本例では、サーモスタット３に直列接続した感温フューズＦ（溶断温度約６０°Ｃ）が模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。このような温度フューズＦを設けることにより、外気温度がオン温度よりも高くなっても、サーモスタット３のオン故障により水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が発熱し続けている場合、模擬発熱抵抗器Ｒも同時的に発熱し続けているため、模擬発熱抵抗器Ｒの近傍温度が高温になるので、感温フューズＦが溶断し、サーモスタット３へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路１３６の電源付勢が消滅するため、電磁コイルＸが非励磁となり、可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃが開成し、各中継系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の通電が停止して発熱が止む。従って、サーモスタット３のオン故障による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感温フューズＦが溶断すると、すべての発光ダイオードＬ₀〜Ｌ₃が消灯状態となるので、感温フューズＦの溶断を早期に発見でき、コントローラの交換を促すに役立つ。
【００８４】
更に、コイル励磁回路１３６としては半波整流平滑回路が採用されているため、部品点数の少ない簡素な回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１３６の整流ダイオードＤから半波整流が印加されるようになっているので、模擬発熱抵抗器Ｒの消費電力の低減も図ることができる。
【００８５】
なお、上記各実施形態では３本のヒータを接続できる節電コントローラを説明してあるが、２本のヒータだけを接続できる節電コントローラや４本以上のヒータを接続できる節電コントローラも中継系統を増減するだけで容易に実現することができる。
【００８６】
また、本実施形態では水道凍結防止ヒータに用いる例を説明してあるが、水道管の凍結に限らず、一般に、凍結（氷化）を生じさせたくない箇所のために用いるヒータ（防凍器）に広く適用できることは言う迄もない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る凍結防止ヒータ用節電コントローラは、凍結防止ヒータを端末に接続すべき中継系統において感温スイッチの閉成による電源付勢により連動する電磁スイッチと、感温スイッチ及び可動スイッチ接点に並列接続した表示灯とを有する点を特長とするものであるから、次のような効果を奏する。
【００８８】
（１）本発明では、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯の点灯・消灯とは排他的又は同時的な表示を行うようになっているので、感温スイッチのオン・オフ故障、特定の凍結防止ヒータの接続不良、又は特定の凍結防止ヒータの断線不良を検出できる。しかも、複数のヒータ別供電表示灯の点灯・消灯モードの横並び異同を照合することで、可動スイッチ接点の不良をも発見できる。また、表示灯を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続し、ヒータへの通電時の障害にならないようにしており、非通電時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に寄与する。
【００８９】
（２）特に第１の手段では、主中継系統に感温スイッチが介装されており、且つ第１及び第２の整流路に表示灯が介在しているため、可動スイッチ接点の接点数を少なくでき、低コスト化に寄与する。
【００９０】
（３）特に第２の手段では、各中継開系統がそれぞれ平等の並列関係にあるため、第１の手段における第１及び第２の整流路を特に設けなくて済む。
【００９１】
（４）電磁コイルと複数の可動スイッチ接点とが接点電磁リレーを用いて構成されて成る場合、部品点数の削減と低コスト化に寄与する。
【００９２】
（５）感温スイッチに直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱素子を当該感温スイッチに近接配置して成る場合、感温スイッチがオフするのは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱素子が凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱しているため、模擬発熱素子の発熱による感温スイッチの環境温度に感応する。このため、ヒータ加温対象の無駄な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費電力の大幅低減を達成できる。
【００９３】
（６）感温スイッチに直列接続した感温フューズを模擬発熱素子に近接配置して成る場合、感温スイッチがオン故障のときは、模擬発熱素子も同時的に発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍温度が高温になるので、感温フューズが溶断し、感温スイッチへは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路の電源付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁となり、可動スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が停止して発熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感温フューズが溶断すると、すべての表示灯が消灯状態となるので、感温フューズの溶断を発見でき、コントローラの交換を促すに役立つ。
【００９４】
（７）コイル励磁回路を半波整流平滑回路で構成した場合、部品点数の少ない簡素な直流電源で済ませることができるため、低コスト化に寄与する。
【００９５】
（８）模擬発熱素子にはその半波整流平滑回路の半波整流回路を直列接続して成る場合、模擬発熱素子は感温スイッチに近接配置されていることから、微弱発熱でも構わないものである。半波整流回路から模擬発熱素子に印加するのは交流半波電流であるため、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの外観を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【図３】実施形態２に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【図４】（ａ）は水道凍結防止ヒータの一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ′線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図５】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒータ用（１本用）節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【図６】（Ａ）は模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒータ用節電コントローラのヒータ発熱制御の経時変化を示すグラフで、（Ｂ）はそのヒータ間歇発熱制御による水道管等の温度推移を示すグラフである。
【図７】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒータ用（３本用）節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１…発熱帯
２ａ…電源プラグ
３…サーモスタット（感温スイッチ）
１０₁，１０₂，１０₃…水道凍結防止ヒータ
１２０，１３０…水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ
１２０Ａ…コントローラ・ボックス
１２１ａ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…接続コード
１２１…電源プラグ
１２２₁，１２２₂，１２２₃…雌形接続コネクタ
１２３₁，１２３₂，１２３₃，１３３₁，１３３₂，１３３₃…一方の中継線
１２４₁，１２４₂，１２４₃，１３４₁，１３４₂，１３４₃…他方の中継線
１２５₁…主中継系統
１２５₂，１２５₃…副中継系統
１２６，１３６…コイル励磁回路
１２７…第１の整流路
１２８…第２の整流路
１３３…一方の供電線
１３４…他方の供電線
１３５₁，１３５₂，１３５₃…中継系統
Ｘ…電磁コイル
ａ，ｂ，ｃ…可動スイッチ接点
Ｌ₀…サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオード
Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃…ヒータ別供電検出用発光ダイオード
Ｄ，Ｄ₀，Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃…整流ダイオード
ｒ…抵抗器
ｒ₀，ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃…電流制限抵抗器
Ｃ…蓄電コンデンサ
ＲＹ₂…２接点電磁リレー
ＲＹ₃…３接点電磁リレー
Ｒ…模擬発熱抵抗器
Ｆ…感温フューズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a freeze prevention technique for water pipes and the like, and more particularly, to a power saving controller for a freeze prevention heater that can detect disconnection or power supply status of a freeze prevention heater used for a water pipe or the like.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4 (a), a water freezing prevention technique for preventing water pipe freezing by electric heat in cold districts and the like generally includes a tropical zone (heater) 1 wound around or attached to a water pipe and fixed in contact therewith. An AC power cord 2 for supplying power to the tropics 1 with a plug power plug 2a, and a thermostat (temperature switch) 3 for branching over a waterproof connection plug 2b in the middle of the cord 2 to prevent overheating and save electricity The water supply freezing prevention heater 10 provided with these is used. The tropical zone 1 has a cord connecting portion 1a and a terminal sealing portion 1b at the end thereof, and a resin containing a flexible core wire for latching or fixing the tropical zone in the through hole of the terminal sealing portion 1b. A covering band (so-called vinyl tie) 1c is bound.
[0003]
The tropical zone 1 generally has a cross-sectional structure shown in FIG. 4B, and a pair of heating wires (electric resistance wires) L that are parallel at equal intervals. ₁ , L ₂ Is continuously covered with a soft heat-resistant electric insulating resin portion S by an extrusion molding method. The electric insulating resin portion S is a heating wire L ₁ , L ₂ Mountain-shaped covering part (projection covering part) S around ₁ , S ₂ And the thin connecting part S connecting them ₀ Yamagata covering part (ridge covering part) S ₁ , S ₂ A valley V is formed between the two.
[0004]
The tropical zone 1 is not limited to the electric resistance wire type described above, but recently, a self-temperature control type has come to be used. In this self-temperature control type, L ₁ , L ₂ Corresponds to a conductive wire (lead wire), S is a polymer heating element (core) that changes the calorific value according to the ambient temperature, and the periphery of the polymer heating element is a polymer insulating sheath (not shown) It has been coated. In terms of an equivalent circuit, the two conductive lines L ₁ , L ₂ An infinite number of parallel variable resistance circuits are distributed along the core, and when the core temperature decreases, the electrical resistance decreases and the heater output increases, and conversely, when the core temperature increases, the core expands slightly. The electrical resistance increases and the heater output decreases. Therefore, the thermostat 3 such as a temperature sensitive switch is not required in the self-temperature control type anti-freezing zone.
[0005]
Such a water-freezing prevention heater 10 is fixed by being covered with a heat insulating material such as a foamed heat insulating cylinder or a heat insulating tape after being fixed on an adhesive tape while the tropical zone 1 is wound around or attached to a water pipe. Is.
[0006]
By the way, since the tropical zone 1 of the water-freezing prevention heater 10 is composed of two heating wires (electric resistance wires) or conductive wires, if these supply wires are disconnected, the water supply becomes cold under cold conditions due to the inability to generate heat. The tube will freeze. In addition, when the thermostat 3 is in an off state and fails, the water pipe is frozen.
[0007]
From such a situation, a power-saving controller for water-freezing prevention heaters is used separately from water-freezing prevention heaters for the purpose of detecting disconnection failure of the supply line of the tropical zone 1 during construction or use of water-freezing prevention heaters. I have been.
[0008]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a power-saving controller for a water supply freeze prevention heater used in a water supply freeze prevention heater. The power saving controller 20 for water supply freeze prevention heater is for relay connection from an AC power source (for example, AC 100V) to the water supply freeze prevention heater 10, and includes an insertion power plug 21 connected to a commercial AC power supply outlet, The female power connector 22 into which the insertion power plug 2a of the prevention heater 10 is inserted and connected, the two supply wires 23 and 24 for conducting the insertion plug 21 and the connector 22, and one of the supply wires 23 are interposed. A thermostat (temperature-sensitive switch) 3 that is turned on and off at a set temperature, and interposed between the supply wires 23 and 24, is connected in series to the thermostat 3 and is connected in parallel to the water-freezing prevention heater 10, and is disposed close to the thermostat 3. A small simulated (dummy) heating resistor R, and a heater supply detection circuit 25 interposed between the supply wires 23 and 24, Et al made.
[0009]
Normally, the on-temperature of the bimetal thermostat is 6 ± 3 ° C, and the off-temperature is 13 ± 3 ° C. The on-operation of the thermostat 3 built in the case 3a and accompanied by the simulated heating resistor R Is substantially sensitive to the outside air temperature of the tropical zone 1, and the off operation is a thermostat environment temperature (pseudo water pipe temperature) substantially approximating the water pipe temperature near the tropical zone 1 as will be described later. It is sensitive to. The temperature sensitive switch on / off detection circuit 25 is a series connection circuit of a current limiting resistor r, a light emitting diode (LED) L of a power supply pilot lamp, and a rectifier diode D.
[0010]
The power saving controller 20 and the water supply freeze prevention heater 10 are used in such a manner that the connector 22 and the power plug 2a of the water supply freeze prevention heater 10 are connected, and the power supply plug 21 of the controller 20 is inserted into a commercial AC power outlet. It is. Since the water pipe is drawn around for a long time, the temperature of the part of the water pipe is actually slightly different if the part of the water pipe is different. The water pipe temperature changes according to changes in the outside air temperature. The environmental temperature of the thermostat 3 in the case 3a follows the outside air temperature.
[0011]
On the other hand, the temperature of the water pipe rises during the heat generation period of the tropical zone 1, but the simulated heating resistor R connected in parallel to the tropical zone 1 also generates heat, so the environmental temperature of the thermostat 3 in the case 3a also rises. Since the water pipe is more likely to be frozen in cold wind than in the case of no wind, the water pipe is more likely to freeze. However, when the case 3a is exposed to the cold wind, the environment of the thermostat 3 in the case 3a is correspondingly increased. Since the temperature hardly rises, the ambient temperature of the thermostat 3 traces the water pipe temperature during the heat generation period.
[0012]
For example, as shown by the solid line in FIG. 6B from daytime to nighttime in a cold region, the outside air temperature T _s Falls gradually and falls below the on-temperature of the thermostat 3, the time t ₁ Since the thermostat 3 is turned on, the light emitting diode L is turned on, and as shown in FIG. 6 (A), the tropical zone 1 starts to generate heat due to the power supply to the tropical zone 1, and the simulated heating resistor R also starts to generate heat. Since the water pipe itself has a considerably large heat capacity, the water pipe temperature T due to heat generation in the tropical zone 1 _S Although the rate of change in increase (shown by the alternate long and short dash line in FIG. 6B) is relatively small, when the simulated heating resistor R in the case 3a generates heat, the ambient temperature T of the thermostat 3 disposed in proximity thereto _D (Shown by the two-dot chain line in FIG. 6B) rises relatively quickly, so that the off temperature is quickly reached and the time t ₂ Then thermostat 3 turns off. Heat generation time of this tropical zone 1 (t ₂ -T ₁ ), The water pipe is heated, but the water pipe temperature T _P However, the temperature does not rise to the on temperature.
[0013]
Thermostat 3 is time t ₂ If you turn it off, the outside temperature T _s Is still lower than the on-temperature, the ambient temperature T of the thermostat 3 _D Starts to fall again and again falls below the on-temperature, so time t _Three Then, the thermostat 3 is turned on, the tropical zone 1 begins to generate heat, the simulated heating resistor R also starts to generate heat, and eventually the environmental temperature T _D As the temperature rises, the off temperature is reached. _Four Then thermostat 3 turns off. This second heat generation period (t _Four -T _Three ) Is the outside air temperature T _s Is lower than the first time, the environmental temperature T of the thermostat 3 _D Since it is difficult to raise the temperature, the first heat generation period (t ₂ -T ₁ ) Longer than
[0014]
Furthermore, the thermostat 3 is time t _Four If you turn it off, the outside temperature T _s Is still low, the ambient temperature T of the thermostat 3 _D Falls abruptly and again falls below the on-temperature, so the time t _Five At this time, the thermostat 3 is turned on, the tropical zone 1 begins to generate heat, the simulated heating resistor R also starts to generate heat, and eventually reaches the off temperature, at time t ₆ Then thermostat 3 turns off. During the second non-heating period, the pause period (t _Five -T _Four ) Is the outside air temperature T _s Is lower than the first time, the environmental temperature T of the thermostat 3 _D Decreases rapidly, so the first heat generation period (t _Three -T ₂ ).
[0015]
And again, the thermostat 3 ₆ If you turn it off, the outside temperature T _s Is still lower, the ambient temperature T of the thermostat 3 _D Falls suddenly below the on-temperature, and time t ₇ The thermostat 3 is turned on and the tropical zone 1 begins to generate heat, and the simulated heating resistor R also starts to generate heat. _s For example, when the temperature is -10 ° C or less, or the cold wind is strong, the environmental temperature T of the thermostat 3 _D Therefore, the thermostat 3 continues to be turned on, and the heat generation in the tropical zone 1 continues as it is.
[0016]
Thus, the outside temperature T during the off period of the thermostat 3 _s The ambient temperature T of the thermostat 3 _D When the temperature is lower than the on-temperature, the thermostat 3 is turned on, and the tropical zone 1 and the simulated heating resistor R start to generate heat to prevent the water pipe from freezing. Water pipe temperature T of the water pipe to be heated _P The ambient temperature T of the thermostat 3 _D When the temperature exceeds the off temperature, the thermostat 3 is turned off, the heat generation of the tropical zone 1 and the simulated heating resistor R is stopped, excessive heating of the water pipe is suppressed, and power consumption can be saved.
[0017]
When the thermostat 3 is turned on, the light emitting diode L is turned on. When the thermostat 3 is turned off, the light emitting diode L is turned off. However, even if the water-freezing prevention heater 10 is not connected to the controller 20 or the disconnection occurs in the tropical zone 1, the light-emitting diode L is turned on when the thermostat 3 is turned on. The on / off detection circuit 25 can only detect the on / off state of the thermostat 3, and cannot detect the actual power supply to the tropical zone 1.
[0018]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a power saving controller 20 for water freeze prevention heaters (for three) used for water freeze prevention heaters. The same parts as those of the power saving controller 20 shown in FIG. The water-saving controller 30 for water-freezing prevention heater is provided with three water-freezing prevention heaters 10 from an AC power source (for example, AC 100V). ₁ , 10 ₂ , 10 _Three The female connector 22 is connected in parallel to each other. ₁ , 22 ₂ , 22 _Three Is connected to the terminals of the power supply lines 23 and 24.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the power saving controllers 30 for water freeze prevention heaters (for three) has the following problems.
[0020]
(1) Similar to the power saving controller 20, when the light-emitting diode L of the temperature-sensitive switch on / off detection circuit 25 emits light, it can be seen that the thermostat 3 is in the on state, but the water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three It is not possible to detect that the battery is actually supplied with heat. Heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Is not connected to the controller 30 or the heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three This is because the light emitting diode L is turned on when the thermostat 3 is turned on even if one of the above is disconnected.
[0021]
(2) In addition, water heater freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Even if a disconnection failure occurs in any of the above, it is not possible to specify a water supply freeze prevention heater related to the disconnection failure.
[0022]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power-saving controller for an antifreeze heater capable of detecting a temperature-sensitive switch on / off state and identifying a heater related to a disconnection failure among a plurality of connected heaters. It is to provide.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the power saving controller for an antifreeze heater according to the present invention interposes an electromagnetic switch that is interlocked by energizing a power supply by closing a temperature sensitive switch in a relay system in which the antifreeze heater is connected to a terminal. It is characterized by that.
[0024]
That is, the first means of the present invention includes a main relay system including a temperature-sensitive switch interposed in one relay line from the power plug and a connector to which a freeze prevention heater is connected to the terminal, and the power plug. A sub-relay system comprising a connection connector to be electrically branched from the terminal and connected to the terminal, and a coil excitation circuit to excite an electromagnetic coil based on power supply energization by closing the temperature sensitive switch, A movable switch contact that is interposed in one of the relay lines of the sub-relay system and is closed by excitation of the electromagnetic coil, and a serial connection of the temperature-sensitive switch and a parallel connection of the connection connector of the main relay system. 1 rectifying path, a temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp interposed in the first rectifying path, and a parallel connection to the temperature-sensitive switch, opposite in polarity to the rectifying polarity of the first rectifying path Rectified with A second rectifying path, a heater-specific power supply indicator lamp of the main relay system interposed in the second rectifier path, a sub-relay system heater-specific power supply indicator lamp connected in parallel to the movable switch contact, It is characterized by having.
[0025]
In the first means, when the power supply plug is connected to the outlet and the freeze-prevention heater is connected to the connection connector of the relay system terminal and the outside air temperature is higher than the ON temperature, the temperature sensitive switch is opened. Therefore, since a rectified current flows through the second rectification path connected in parallel to this, the power supply indicator for each heater in the main relay system is turned on, and each heater in the sub-relay system connected in parallel to the movable switch contact The power indicator lamp also lights up. In the polarity in which the rectified current flows in the second rectifier path, no current flows in the first rectifier path, and in the reverse polarity in which the rectified current does not flow in the second rectifier path, the second rectifier path causes the first current to flow. Since the road is in a current interruption state, the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp is in an extinguished state. In the opening period of the temperature sensitive switch, current flows to the anti-freezing heater via each heater's power supply indicator lamp. Normally, a series current limiting resistor is connected to the heater's power supply indicator lamp. Thus, the current value can be narrowed down and the display power can be suppressed.
[0026]
On the other hand, when the outside air temperature falls below the on-temperature, the temperature sensing switch is closed, so the second rectification path is short-circuited, so that the heater-specific power supply indicator lamp of the main relay system is turned off and connected to the main relay system. The antifreeze heater starts to generate heat. Further, a rectification current flows through the first rectification path, and the temperature sensitive switch ON / OFF detection indicator lamp is turned on. Furthermore, since the coil excitation circuit excites the electromagnetic coil based on the power supply energized by the closing of the temperature sensitive switch, the movable switch contact of the secondary relay open system is closed and the freeze prevention connected to the terminal of the secondary relay open system Heating starts when the heater is energized.
[0027]
Therefore, the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp is normally turned off in the daytime and summertime in winter when the outside air temperature is higher than the on-temperature (including when the area around the temperature-sensitive switch is warmed during construction). In this case, it can be confirmed that the temperature sensitive switch is normally opened. On the contrary, when the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp is lit, it can be detected that the temperature-sensitive switch is in an on failure. In addition, when the heater-specific power supply indicator lamp is in a lighting state, it can be confirmed that a normal anti-freezing heater without disconnection failure is connected to the connector. On the other hand, if any of the heater-specific power indicator lamps is turned off, the anti-freeze heater is not connected to the connector related to the heater-specific power indicator light, or the anti-freeze heater is connected to the connector. It can be detected that the anti-freezing heater has a disconnection failure.
[0028]
If the outside air temperature is lower than the ON temperature (including when the temperature switch is cooled by cooling spray during construction), the temperature switch ON / OFF detection indicator lights up. Can be confirmed to be normally opened. Conversely, when the temperature sensitive switch on / off detection indicator lamp is in the extinguished state, it can be detected that the temperature sensitive switch is in an off failure. In addition, when the heater-specific power supply indicator lamp is in an extinguished state, it is possible to confirm that the connector is connected to a normal anti-freezing heater having no disconnection failure and is in a heat generation state. On the other hand, if any of the heater-specific power indicator lights is on, either the anti-freeze heater is not connected to the connector related to the heater-specific power indicator light, or the anti-freeze heater is connected to the connector. In addition, it is possible to detect that the freeze prevention heater has a disconnection failure.
[0029]
As described above, in the power saving controller for the antifreeze heater according to the first means of the present invention, the on / off of the temperature sensitive switch / on / off detection indicator lamp and the on / off of each heater power supply indicator lamp are exclusive. Since it is designed to display, during construction in summer, the temperature switch ON / OFF detection indicator light and the exclusive power on / off status of each heater power supply indicator light are visually confirmed, and the surroundings of the temperature switch If the exclusive lighting / extinguishing state is reversed with cooling spray, etc., everything is normal (no temperature switch on / off failure, freezing prevention heater connection failure, freezing prevention heater disconnection failure) It can be confirmed.
[0030]
In addition, a temperature-sensitive switch is installed in the main relay system, and an indicator lamp is interposed in the first and second rectification paths, so the number of movable switch contacts can be reduced, contributing to cost reduction. To do.
[0031]
The second means of the present invention is electrically branched from one supply line connected to the power plug via the temperature sensitive switch and the other supply line connected to the power plug, and is parallel to each other, A plurality of relay systems having connection connectors to which anti-freezing heaters should be connected to each terminal, a coil excitation circuit to excite an electromagnetic coil based on power supply energization by closing the temperature sensitive switch, and each of the relay systems A movable switch contact that is connected to one of the relay lines and is closed by excitation of the electromagnetic coil, a temperature-sensitive switch on / off indicator lamp that is connected in parallel to the temperature-sensitive switch, and a parallel to the movable switch contact It is characterized by having a connected power supply status indicator lamp for each heater.
[0032]
Even in this second means, when the power supply plug is connected to the outlet and the antifreeze heater is connected to the connection connector of the terminal of the relay system, if the outside air temperature is higher than the ON temperature, the temperature sensitive switch is opened. Therefore, a parallel-connected temperature sensitive switch ON / OFF detection indicator lamp is lit, and a heater-connected power supply indicator lamp connected in parallel is connected to the movable switch contact of the relay open system.
[0033]
On the other hand, when the outside air temperature falls below the on-temperature, the temperature-sensitive switch closes, so the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lights and the power supply is activated by closing the temperature-sensitive switch. Since the coil excitation circuit excites the electromagnetic coil, the movable switch contact of the relay open system is closed, and the antifreezing heater connected to each relay open system is energized to start heat generation.
[0034]
Therefore, the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp is usually lit during the daytime and summertime in winter when the outside air temperature is higher than the on-temperature (including when the surroundings of the temperature-sensitive switch are warmed during construction). In this case, it can be confirmed that the temperature sensitive switch is normally opened. Conversely, when the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp is in the extinguished state, it can be detected that the temperature-sensitive switch is in an on failure. In addition, when the heater-specific power supply indicator lamp is in a lighting state, it can be confirmed that a normal antifreeze heater without a disconnection failure is connected to the terminal connector. On the other hand, if any of the heater-specific power indicator lamps is turned off, the anti-freeze heater is not connected to the connector related to the heater-specific power indicator light, or the anti-freeze heater is connected to the connector. It can be detected that the anti-freezing heater is a disconnection failure.
[0035]
When the outside air temperature is lower than the ON temperature (including the case where the surroundings of the temperature switch are cooled with cooling spray during construction), and when the temperature switch ON / OFF detection indicator is off, the temperature switch Can be confirmed to be normally opened. On the contrary, when the temperature sensitive switch on / off detection indicator lamp is in a lighting state, it can be detected that the temperature sensitive switch is in an off failure. In addition, when the heater-specific power supply indicator lamp is in an extinguished state, it is possible to confirm that the connector is connected to a normal anti-freezing heater having no disconnection failure and is in a heat generation state. On the other hand, if any of the heater-specific power indicator lights is on, either the anti-freeze heater is not connected to the connector related to the heater-specific power indicator light, or the anti-freeze heater is connected to the connector. In addition, it is possible to detect that the freeze prevention heater has a disconnection failure.
[0036]
As described above, in the power-saving controller for the antifreeze heater according to the second means of the present invention, the on / off of the temperature sensitive switch / on / off detection indicator lamp and the on / off of each heater-specific power indicator lamp are displayed in the same manner. Since it operates in the mode, it is possible to visually check the lighting state of the temperature switch on / off detection indicator lamp and each heater power supply indicator lamp during construction in the summer, and cool spray around the temperature switch, etc. In the case of cooling down and reversing to the extinguished state, it can be confirmed that everything is normal (no temperature switch on / off failure, no freeze prevention heater connection failure, no freeze prevention heater disconnection failure).
[0037]
In this second means, since the relay open systems are in an equal parallel relationship, the first and second rectification paths in the first means are not particularly required.
[0038]
Usually, an inexpensive light emitting diode is used as each indicator lamp. Although the failure rate of the light emitting diode hardly poses a problem, consideration must be given to countermeasures for failure of the movable switch contact in the relay system. However, since the heater-specific power indicator lamps are connected in parallel, for example, in the state where the anti-freeze heater is not connected, by comparing the display modes of a plurality of heater-specific power indicator lamps, You can also find defects.
[0039]
If the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp or the heater-specific power indicator lamp has a large current rating, it may be connected in series to the temperature-sensitive switch or movable switch contact. However, since the display power is originally reactive power, when the indicator lamps are connected in series, it is necessary to further connect a current limiting resistor and a rectifier diode in series to reduce the display current. However, during the period when the antifreeze heater is energized and heat is generated, it is necessary to pass a relatively large current through these indicator lamps, so the current limiting resistor etc. becomes an obstacle and the high output antifreeze heater is connected to the controller. It becomes difficult to do. In addition, the resistance value of the current limiting resistor must be optimized depending on the output of the antifreezing heater to be connected, making it difficult to realize a versatile controller.
[0040]
For this reason, in the present invention, the indicator lamp is connected in parallel to the temperature sensitive switch and the movable switch contact so that it does not become an obstacle when the heater is energized. Since it is added in series, the current limiting effect is naturally exhibited, which contributes to reduction of display power.
[0041]
In the first and second means, the electromagnetic coil and the plurality of movable switch contacts can be configured using a contact electromagnetic relay, which contributes to a reduction in the number of parts and cost reduction.
[0042]
Further, in the first and second means, it is preferable that a simulated (dummy) heating element connected in series to the temperature sensitive switch and connected in parallel to the connection connector of the relay system is disposed close to the temperature sensitive switch. The temperature switch is turned on in response to the ambient temperature of the temperature switch approximate to the outside temperature, but the temperature switch is not turned on in response to the outside temperature. Since the heat is generated simultaneously with the heat generation of the anti-freezing heater, it is sensitive to the environmental temperature of the temperature sensitive switch due to the heat generated by the simulated heating element. In other words, since the heater heating target temperature is traced when turning on and off, useless overheating of the heater heating target can be prevented, and the power consumption can be greatly reduced by the intermittent intermittent heat generation control. .
[0043]
A thermal reed switch or a bimetal thermostat is usually used as the temperature sensitive switch. Although the failure rate of the temperature sensitive switch is very low, about 80% of the failure rate of the switch is reported to be on failure. When the temperature-sensitive switch is on-failure, the anti-freezing heater continues to generate heat even in the summer, and there is a risk of causing a fire such as a heater insulation.
[0044]
Therefore, in the present invention, a temperature-sensitive fuse connected in series with a temperature-sensitive switch is arranged close to the simulated heating element. In this way, by providing a temperature fuse close to the simulated heating element, even if the outside air temperature becomes higher than the ON temperature, the freeze prevention heater continues to generate heat due to the ON failure of the temperature sensitive switch. Since the simulated heating element continues to generate heat at the same time, the temperature in the vicinity of the simulated heating element becomes high, so that the temperature-sensitive fuse is melted and no power is supplied to the temperature-sensitive switch. As a result, the energization of the coil excitation circuit disappears, so that the electromagnetic coil is de-energized, the movable switch contact is opened, the energization of each relay system is stopped, and the heat generation stops. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of a fire due to the on failure of the temperature sensitive switch and wasteful power consumption. When the temperature-sensitive fuse is melted, all indicator lights are turned off, so that the temperature-sensitive fuse can be found to be melted.
[0045]
In the first and second means, a half-wave rectifying and smoothing circuit can be adopted as the coil excitation circuit. A simple DC power supply with a small number of parts can be used, which contributes to cost reduction.
[0046]
Furthermore, it is preferable that the simulated heating element is formed by connecting a half-wave rectification circuit of the half-wave rectification smoothing circuit in series. Since the simulated heating element is disposed close to the temperature sensitive switch, it may be weakly heated. Therefore, since the AC half-wave current is applied from the half-wave rectifier circuit to the simulated heating element, the power consumption can be reduced.
[0047]
The power saving controller of the present invention has a plurality of connection connectors on the terminal, and can be appropriately connected to an anti-freezing heater. However, the present invention does not have a connection connector, and prevents freezing in advance. The thing to which the heater is connected and fixed is also included.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0049]
Embodiment 1
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a power saving controller for water freeze prevention heater according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the power saving controller for water freeze prevention heater according to Embodiment 1.
[0050]
The power saving controller (disconnection checker) 120 for the water freeze prevention heater of this example is provided at the tip of a resin controller box 120A containing an electronic component to be described later and a connection cord 121a extending from one end thereof. A power plug 121 to be connected to an AC power outlet and three female connection cords 122a, 122b, 122c extending from the other end of the controller box 120A, and a female to which a water pipe freezing prevention heater is connected Type connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three And have. On the front side of the controller box 120A, the thermostat on / off detection green light emitting diode L is located near the connection cord 121a. ₀ In addition, at the positions corresponding to the connection cords 122a, 122b, and 122c, the red light emitting diodes L for detecting the power supply for each heater are provided. ₁ , L ₂ , L _Three Is provided.
[0051]
As shown in FIG. 2, the circuit configuration of this example is one of the trunk lines 123 from the power plug 121. ₁ The thermostat 3 installed at the terminal and the water-freezing prevention heater 10 at the terminal ₁ Connector 122 to be connected ₁ Main relay system 125 with ₁ And an electrical branch from the power plug 121 and parallel to each other, and each terminal has a water-freezing prevention heater 10. ₂ , 10 _Three Connector 122 to be connected ₂ 122 _Three Sub-relay system 125 with ₂ , 125 _Three A coil excitation circuit 126 for exciting the electromagnetic coil X based on the power supply energization by closing the thermostat 3, and a sub-relay system 125 ₂ , 125 _Three One trunk line 123 ₂ , 123 _Three Are connected to the thermostat 3 in series and the main relay system 125. ₁ Connector 122 ₁ The first rectification path 127 connected in parallel to the thermostat 3, the second rectification path 128 connected in parallel to the thermostat 3 and rectified with a polarity opposite to the rectification polarity of the first rectification path 127, and the first rectification path 127 LED L for thermostat on / off detection ₀ And a heater-based power supply detection light-emitting diode L in the main relay system interposed in the second rectifier 128 ₁ And a heater-based power supply detection light emitting diode L in a sub-relay system connected in parallel to the movable switch contacts a and b, respectively. ₂ , L _Three And comprising
Main relay system 125 ₁ Is one trunk line 123 ₁ And the other trunk 124 ₁ Is an open circuit consisting of In addition, the first sub-relay system 125 ₂ Is one trunk line 123 ₂ And the other trunk 124 ₂ Is an open circuit consisting of Further, the second sub-relay system 125 _Three One trunk line 123 _Three And the other trunk 124 _Three Is an open circuit consisting of
[0052]
The coil excitation circuit 126 is a half-wave rectifying / smoothing circuit including a rectifier diode D and an integrating circuit of a resistor r and a storage capacitor C. The first rectification path 127 includes a rectification diode D ₀ And current limiting resistor r ₀ Light-emitting diode L for thermostat on / off detection ₀ Is a series circuit. The second rectifying path 128 is also connected to the rectifying diode D. ₁ And current limiting resistor r ₁ Light-emitting diode L ₁ Is a series circuit. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₂ , L _Three Has a rectifier diode D in series ₂ , D _Three And current limiting resistor r ₂ , R _Three Is connected. Electromagnetic coil X and movable switch contacts a and b are two-contact electromagnetic relay RY ₂ Is configured.
[0053]
Main relay system 125 ₁ In FIG. 2, the thermostat 3 is connected in series and the connector 122 is connected. ₁ A small simulated (dummy) heating resistor (heating element) R connected in parallel to the thermostat 3 is disposed in proximity to the thermostat 3. The simulated heating resistor R is connected in series with the rectifier diode D of the coil excitation circuit 126. A temperature-sensitive fuse F connected in series to the thermostat 3 is disposed in proximity to the simulated heating resistor R.
[0054]
The power saving controller 120 for the water freeze prevention heater having such a configuration connects the power plug 121 to the wall outlet of the commercial AC power supply and also connects the relay system 125. ₁ , 125 ₂ , 125 _Three The terminal connection female connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Are connected and used.
[0055]
When the outside air temperature is equal to or higher than the ON temperature, the thermostotter 3 is opened, and a rectification current flows through the second rectification path 128 connected in parallel therewith. ₁ Light-Emitting Diode L for Power Supply Detection by Heater ₁ Is lit red, and the sub-relay system 125 connected in parallel to the movable switch contacts a and b. ₂ , 125 _Three Light-Emitting Diode L for Power Supply Detection by Heater ₂ , L _Three Is also lit red. In the half-wave polarity in which the rectified current flows in the second rectifier path 128, no current flows in the first rectifier path 127, and in the half-wave reverse polarity in which the rectified current does not flow in the second rectifier path 128, the second Since the first current path 127 is cut off by the rectifying path 128, the thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ Is turned off. In addition, in the opening period of the thermostotter 3, the light-emitting diode L for detecting the power supply for each heater ₁ , L ₂ , L _Three Half-wave rectification flows to the anti-freezing heater via the diode L, ₁ , L ₂ , L _Three Current limiting resistor in series r ₁ , R ₂ , R _Three Is connected, the current value is narrowed down and the display power is suppressed.
[0056]
On the other hand, when the outside air temperature becomes equal to or lower than the ON temperature, the thermostat 3 is closed, and the second rectification path 128 is short-circuited. ₁ Light-Emitting Diode L for Power Supply Detection by Heater ₁ And the main relay system 125 ₁ Water-freezing prevention heater 10 connected to ₁ Begins to generate heat. Further, a rectified current flows through the first rectifying path 127, and the thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ Lights up in green. Further, since the coil excitation circuit 126 excites the electromagnetic coil X based on the power supply energization due to the closing of the thermostat 3, the sub-relay open system 125 is activated. ₂ , 125 _Three Movable switch contacts a and b are closed, and the sub-relay open system 125 is closed. ₂ , 125 _Three Water freeze prevention heater 10 connected to the terminal of ₂ , 10 _Three Is energized and heat generation starts.
[0057]
Accordingly, the light emitting diode L for thermostat on / off detection is usually used in the daytime and summertime in winter when the outside air temperature is higher than the on temperature (including the case where the periphery of the thermostat 3 is warmed during construction). ₀ When is turned off, it can be confirmed that the thermostat 3 is normally opened. Conversely, the light-emitting diode L for thermostat on / off detection ₀ When is in a lighting state, it can be detected that the thermostat 3 is in an on failure. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Is in the lighting state, the connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Normal water freeze prevention heater 10 with no disconnection failure ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be confirmed. On the other hand, either heater-specific power supply detection light-emitting diode L ₁ , L ₂ , L _Three Is in the unlit state, its connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three No water freeze prevention heater is connected to the connector, or the water freeze prevention heater 10 is connected to the connector. ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Even if is connected, the water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be detected as a disconnection failure.
[0058]
When the outside air temperature is lower than the ON temperature (including the case where the surroundings of the thermostat 3 are cooled with a cooling spray or the like during construction), the thermostat ON / OFF detection light emitting diode L ₀ When is in the lighting state, it can be confirmed that the thermostat 3 is normally opened. Conversely, thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ When is turned off, it can be detected that the thermostat 3 has an off failure. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three When is turned off, the connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Normal water freeze prevention heater 10 with no disconnection failure ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be confirmed to be in a heat generation state. On the contrary, any one of the heater-based supply detection LEDs L ₁ , L ₂ , L _Three Is in a lighting state, the female connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Is not connected or its connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Even if is connected, the water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be detected as a disconnection failure.
[0059]
Thus, in the power-saving controller 120 for water freeze prevention heater of this example, the thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ Light-emitting diode L ₁ , L ₂ , L _Three Since the display is exclusive from the on / off state of the light-emitting diode L for thermostat on / off detection during construction in summer ₀ Light-emitting diode L for power supply detection for each heater ₁ , L ₂ , L _Three When the thermostat 3 is cooled and the surroundings of the thermostat 3 are cooled with a cooling spray or the like and the exclusive on / off state is reversed, the thermostat 3 is all normal (the thermostat 3 is turned on / off). No off failure, water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three No connection failure, water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three It can be confirmed that there is no disconnection failure.
[0060]
In this example, the light emitting diode L ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three Are connected in parallel to the thermostat 3 and the movable switch contacts a and b, and the heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three The current is not limited when the power is supplied to the heater. ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three Therefore, the current limiting effect is naturally exhibited and contributes to the reduction of display power.
[0061]
Here, the light emitting diode L ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three However, the failure rate of the movable switch contacts a and b of the relay system needs to be taken into consideration. Light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Are connected in parallel, for example, a water-freezing prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three In the state where the power supply is not connected, the light-emitting diode L for power supply detection for each heater ₁ , L ₂ , L _Three By checking the side-by-side differences in the ON / OFF modes of the, it is possible to find defects in the movable switch contacts a and b.
[0062]
In addition, sub-relay open system 125 ₂ , 125 _Three Temperature-sensitive opening and closing is a two-contact electromagnetic relay RY ₂ This has been achieved by using, which contributes to a reduction in the number of parts and cost reduction.
[0063]
Further, in this example, a simulated heating resistor R that is connected in series to the thermostat 3 and connected in parallel to the connection connector of the relay system is disposed close to the thermostat 3. As described above, since the thermostat environment temperature is regarded as the simulated water pipe temperature by the simulated heating resistor R, the intermittent heating control shown in FIG. 6 is performed. That is, the temperature sensing switch is turned on in response to the ambient temperature of the thermostat 3 that approximates the outside air temperature. R is water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Therefore, the thermostat 3 is sensitive to the environmental temperature of the thermostat 3 due to the heat generated by the simulated heating resistor R. In other words, since the temperature of the water pipe is traced when turning on and off, wasteful overheating of the water pipe (heat generation between on / off and margin) can be prevented, and power consumption can be reduced by short-term intermittent heat generation control. Can be greatly reduced.
[0064]
In addition, in this example, a temperature-sensitive fuse F (melting temperature of about 60 ° C.) connected in series to the thermostat 3 is disposed close to the simulated heating resistor R. By providing such a temperature fuse F, even if the outside air temperature becomes higher than the ON temperature, the water freeze prevention heater 10 due to the ON failure of the thermostat 3. ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Since the simulated heating resistor R continues to generate heat at the same time, the temperature near the simulated heating resistor R becomes high, so the temperature-sensitive fuse F is melted and the thermostat 3 is opened. Power will not be supplied. As a result, the power supply energization of the coil excitation circuit 126 disappears, so that the electromagnetic coil X is de-energized, the movable switch contacts a and b are opened, and each relay system 125 is opened. ₁ , 125 ₂ , 125 _Three Power supply stops and heat generation stops. Accordingly, it is possible to eliminate the occurrence of a fire due to an on-failure of the thermostat 3 and unnecessary power consumption. In addition, when the temperature-sensitive fuse F is melted, all the heating diodes L ₀ ~ L _Three Since is turned off, it can be found that the temperature-sensitive fuse F has melted, which is useful for urging the controller to be replaced.
[0065]
Since a half-wave rectifying / smoothing circuit is employed as the coil excitation circuit 126, a simple circuit with a small number of parts is sufficient, which contributes to cost reduction. In addition, since half-wave rectification is applied to the simulated heating resistor R from the rectifier diode D of the coil excitation circuit 126, the power consumption of the simulated heating resistor R can be reduced.
[0066]
Furthermore, in this example, the main relay system 125 ₁ The thermostat 3 is interposed in the first rectifier 127 and the second rectifier 128 in the light emitting diode L. ₀ , L ₁ 2 contact electromagnetic relay RY ₂ Therefore, it is possible to control the energization of the 3 relay system, which contributes to cost reduction.
[0067]
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power saving controller for a water supply freeze prevention heater according to the second embodiment.
[0068]
The power saving controller (disconnection checker) 130 for the water-freezing prevention heater of this example also has an external configuration as shown in FIG. Also, the circuit configuration is electrically branched from one supply line 133 connected to the power plug 121 via the thermostat 3 and the other supply line 134 connected to the power plug 121 and is parallel to each other. Water freeze prevention heater 10 at the terminal ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Female connector 122 to be connected ₁ 122 ₂ 122 _Three A plurality of relay systems 135 having ₁ , 135 ₂ , 135 _Three A coil excitation circuit 136 to excite the electromagnetic coil X based on power supply energization by closing the thermostat 3, and each relay system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three One trunk line 133 ₁ 133 ₂ 133 _Three The movable switch contacts a, b, c, which are closed by the excitation of the electromagnetic coil X, and the thermostat on / off detection light emitting diode L connected in parallel to the thermostat 3 ₀ And a heater-based power supply detection light-emitting diode L connected in parallel to the movable switch contacts a, b, and c, respectively. ₁ , L ₂ , L _Three And comprising.
[0069]
First relay system 135 ₁ Is one of the trunk lines 133 ₁ And the other trunk 134 ₁ Is an open circuit consisting of Also, the second relay system 135 ₂ Is one of the trunk lines 133 ₂ And the other trunk 134 ₂ Is an open circuit consisting of Further, the third relay system 135 _Three One trunk line 133 _Three And the other trunk 134 _Three Is an open circuit consisting of
[0070]
The coil exciting circuit 136 is a half-wave rectifying / smoothing circuit including a rectifying diode D and an integrating circuit of a resistor r and a storage capacitor C. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Has a rectifier diode D in series ₁ , D ₂ , D _Three And current limiting resistor r ₁ , R ₂ , R _Three Is connected. Electromagnetic coil X and movable switch contacts a, b, c are 3-contact electromagnetic relay RY _Three Is configured.
[0071]
In the power supply line 133, the thermostat 3 is connected in series and the female connector 122 is connected. ₁ ~ 122 _Three A small simulation (dummy) heating resistor (heating element) R connected in parallel to the thermostat 3 is disposed in proximity to the thermostat 3. A rectifier diode D of a coil excitation circuit 136 is connected in series to the simulated heating resistor R. A temperature-sensitive fuse F connected in series to the thermostat 3 is disposed in proximity to the simulated heating resistor R.
[0072]
The water supply freeze prevention heater controller 130 also connects the power plug 121 to a wall outlet of a commercial AC power supply and also connects the relay system 135. ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Terminal connector 122 of the terminal ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Used to connect.
[0073]
When the outside air temperature is equal to or higher than the ON temperature, the thermostat 3 is opened. Therefore, the thermostat ON / OFF detection light emitting diode L connected in parallel with the thermostat 3 is opened. ₀ Is lit in green and the relay open system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Light-emitting diode L for detecting the power supply for each heater connected in parallel to the movable switch contacts a, b, c ₁ , L ₂ , L _Three Is lit red.
[0074]
On the other hand, since the thermostat 3 is closed when the outside air temperature becomes the on temperature or lower, the light emitting diode L for detecting the thermostat on / off. ₀ Is turned off, and the coil excitation circuit 136 excites the electromagnetic coil X based on the energization of the power source by closing the thermostat 3, so the relay open system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Movable switch contacts a, b, and c are closed, and the heater-based power supply detection light-emitting diode L ₁ , L ₂ , L _Three Goes off and each relay open system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Water-freezing prevention heater 10 connected to ₁ , 10 ₂ , 10 _Three The power is turned on and heat generation starts.
[0075]
Accordingly, the light emitting diode L for thermostat on / off detection is usually used in the daytime and summertime in winter when the outside air temperature is higher than the on temperature (including the case where the periphery of the thermostat 3 is warmed during construction). ₀ When is in the lighting state, it can be confirmed that the thermostat 3 is normally opened. Conversely, thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ When is turned off, it can be detected that the thermostat 3 is on. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Is in the lighting state, the terminal connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Normal water freeze prevention heater 10 with no disconnection failure ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be confirmed. On the contrary, when any one of the heater-specific power supply indicator lights is turned off, the connector 122 related to the heater-specific power supply indicator light. ₁ 122 ₂ 122 _Three Light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Is not connected or its connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Even if is connected, the water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be detected as a disconnection failure.
[0076]
When the outside air temperature is lower than the ON temperature (including the case where the surroundings of the thermostat 3 are cooled with a cooling spray or the like during construction), the thermostat ON / OFF detection light emitting diode L ₀ When is turned off, it can be confirmed that the thermostat 3 is normally opened. Conversely, thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ When is in a lighting state, it can be detected that the thermostat 3 has an off failure. In addition, light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three When is turned off, the connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Normal water freeze prevention heater 10 with no disconnection failure ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be confirmed to be in a heat generation state. On the contrary, any one of the heater-based supply detection LEDs L ₁ , L ₂ , L _Three Is in a lighting state, the connector 122 relating to the heater-based supply detection light emitting diode ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Is not connected or its connector 122 ₁ 122 ₂ 122 _Three Water heater freeze prevention 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Even if is connected, the water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Can be detected as a disconnection failure.
[0077]
Thus, in this example, the thermostat on / off detection light emitting diode L ₀ Light-emitting diode L ₁ , L ₂ , L _Three Since it is designed to operate in the same display mode as the on / off state, the light-emitting diode L for thermostat on / off detection is used during construction in the summer. ₀ And light-emitting diode L for power supply detection for each heater ₁ , L ₂ , L _Three In the case where the surroundings of the thermostat 3 are visually checked and the surroundings of the thermostat 3 are cooled with a cooling spray or the like and reversed to the extinguished state, all are normal (no on / off failure of the thermostat 3 and the water freeze prevention heater 10). ₁ , 10 ₂ , 10 _Three No connection failure, water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three It can be confirmed that there is no disconnection failure.
[0078]
In this example, each relay open system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Are in an equal parallel relationship, the first and second rectifying paths 127 and 128 in the first embodiment are not particularly required.
[0079]
As in the first embodiment, the light emitting diode L ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three Are connected in parallel to the thermostat 3 and the movable switch contacts a, b, c. ₁ , 10 ₂ , 10 _Three The current is not limited when the power is supplied to the heater. ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three Therefore, the current limiting effect is naturally exhibited and contributes to the reduction of display power.
[0080]
Here, the light emitting diode L ₀ , L ₁ , L ₂ , L _Three However, the failure rate of the movable switch contacts a and b of the relay system needs to be taken into consideration. Light-emitting diode L for power supply detection by heater ₁ , L ₂ , L _Three Are connected in parallel, for example, a water-freezing prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three In the state where the power supply is not connected, the light-emitting diode L for power supply detection for each heater ₁ , L ₂ , L _Three By checking the difference between turning on and off, it is possible to find defects in the movable switch contacts a, b, and c.
[0081]
In addition, the relay open system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Temperature-sensitive opening and closing is a 3-contact electromagnetic relay RY _Three This has been achieved by using, which contributes to a reduction in the number of parts and cost reduction.
[0082]
Further, a simulated heating resistor R that is connected in series to the thermostat 3 and connected in parallel to the connection connector of the relay system is disposed close to the thermostat 3. For the reason described above, the intermittent heat generation control shown in FIG. 6 is performed. That is, the temperature sensing switch is turned on in response to the ambient temperature of the thermostat 3 that approximates the outside air temperature. R is water freeze prevention heater 10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Therefore, the thermostat 3 is sensitive to the environmental temperature of the thermostat 3 due to the heat generated by the simulated heating resistor R. In other words, since the temperature of the water pipe is traced when turning on and off, useless overheating of the water pipe can be prevented, and a significant reduction in power consumption can be achieved by intermittent heat generation control.
[0083]
In addition, in this example, a temperature-sensitive fuse F (melting temperature of about 60 ° C.) connected in series to the thermostat 3 is disposed close to the simulated heating resistor R. By providing such a temperature fuse F, even if the outside air temperature becomes higher than the ON temperature, the water freeze prevention heater 10 due to the ON failure of the thermostat 3. ₁ , 10 ₂ , 10 _Three Since the simulated heating resistor R continues to generate heat at the same time, the temperature near the simulated heating resistor R becomes high, so the temperature-sensitive fuse F is melted and the thermostat 3 is opened. Power will not be supplied. As a result, the energization of the coil excitation circuit 136 is extinguished, the electromagnetic coil X is de-energized, the movable switch contacts a, b, c are opened, and each relay system 135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three Power supply stops and heat generation stops. Accordingly, it is possible to eliminate the occurrence of a fire due to an on-failure of the thermostat 3 and unnecessary power consumption. When the temperature-sensitive fuse F is melted, all the light emitting diodes L ₀ ~ L _Three Since the light is turned off, it is possible to detect the fusing of the temperature-sensitive fuse F at an early stage, which is useful for prompting replacement of the controller.
[0084]
Furthermore, since a half-wave rectifying and smoothing circuit is employed as the coil excitation circuit 136, a simple circuit with a small number of parts is sufficient, which contributes to cost reduction. In addition, since the half-wave rectification is applied to the simulated heating resistor R from the rectifier diode D of the coil excitation circuit 136, the power consumption of the simulated heating resistor R can be reduced.
[0085]
In each of the above embodiments, a power saving controller that can connect three heaters is described. However, a power saving controller that can connect only two heaters and a power saving controller that can connect four or more heaters also increase or decrease the number of relay systems. It can be easily realized with just that.
[0086]
Moreover, although the example used for a water supply freezing prevention heater is demonstrated in this embodiment, it is not restricted to freezing of a water pipe, Generally the heater (freezer) used for the place which does not want to produce freezing (freezing) Needless to say, it can be widely applied.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, the power saving controller for an antifreeze heater according to the present invention includes an electromagnetic switch that is interlocked by energizing a power supply by closing a temperature sensitive switch in a relay system to which the antifreeze heater is connected to a terminal, and the temperature sensitive switch. And an indicator lamp connected in parallel to the movable switch contact, the following effects are obtained.
[0088]
(1) In the present invention, the on / off of the temperature-sensitive switch on / off detection indicator lamp and the on / off of each heater power supply indicator lamp are displayed exclusively or simultaneously. It is possible to detect an on / off failure of a temperature sensitive switch, a connection failure of a specific freeze prevention heater, or a disconnection failure of a specific freeze prevention heater. In addition, it is possible to find defects in the movable switch contact by collating the side-by-side differences in the ON / OFF modes of the plurality of heater-specific power supply indicator lamps. In addition, the indicator lamp is connected in parallel to the temperature sensitive switch and movable switch contact so that it does not become an obstacle when the heater is energized. When the heater is not energized, the heater load is added in series to the indicator lamp. The effect is naturally exhibited and contributes to reduction of display power.
[0089]
(2) Particularly in the first means, since a temperature sensitive switch is interposed in the main relay system and an indicator lamp is interposed in the first and second rectifying paths, the number of contacts of the movable switch is reduced. It can be reduced and contributes to cost reduction.
[0090]
(3) Particularly in the second means, since the relay open systems are in an equal parallel relationship, the first and second rectification paths in the first means are not particularly required.
[0091]
(4) When the electromagnetic coil and the plurality of movable switch contacts are configured using contact electromagnetic relays, this contributes to a reduction in the number of parts and cost reduction.
[0092]
(5) When a simulated heating element that is connected in series to the temperature sensitive switch and connected in parallel to the connection connector of the relay system is arranged close to the temperature sensitive switch, it is sensitive to the outside air temperature that the temperature sensitive switch is turned off. Instead, the simulated heating element generates heat at the same time as the heat generated by the anti-freezing heater, so that it is sensitive to the environmental temperature of the temperature sensitive switch due to the heat generated by the simulated heating element. For this reason, useless overheating of the heater heating target can be prevented, and the power consumption can be greatly reduced by the intermittent heat generation control.
[0093]
(6) When a temperature-sensitive fuse connected in series with a temperature-sensitive switch is arranged close to the simulated heating element, the simulated heating element continues to generate heat simultaneously when the temperature-sensitive switch is on failure. Since the temperature in the vicinity of the heat generating element is high, the temperature-sensitive fuse is melted and power is not supplied to the temperature-sensitive switch. As a result, the energization of the coil excitation circuit disappears, so that the electromagnetic coil is de-energized, the movable switch contact is opened, the energization of each relay system is stopped, and the heat generation stops. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of a fire due to the on failure of the temperature sensitive switch and wasteful power consumption. Further, when the temperature-sensitive fuse is melted, all the indicator lamps are turned off, so that the temperature-sensitive fuse can be found to be blown, and it is useful for prompting replacement of the controller.
[0094]
(7) When the coil excitation circuit is configured by a half-wave rectifying / smoothing circuit, a simple DC power supply with a small number of parts can be used, which contributes to cost reduction.
[0095]
(8) When the simulated heating element is formed by connecting the half-wave rectification circuit of the half-wave rectifying and smoothing circuit in series, the simulated heating element is disposed close to the temperature-sensitive switch, and therefore may generate weak heat. is there. Since it is an AC half-wave current that is applied from the half-wave rectifier circuit to the simulated heating element, power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a power saving controller for a water freeze prevention heater according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power saving controller for water freeze prevention heater according to the first embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power saving controller for water freeze prevention heater according to a second embodiment.
4A is a plan view showing an example of a water supply freeze prevention heater, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state cut along the line AA ′ in FIG. 4A.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power saving controller for a water supply freeze prevention heater (for one) using a conventional simulated heating resistor.
FIG. 6A is a graph showing a change over time of heater heat generation control of a power saving controller for a water freeze prevention heater using a simulated heating resistor, and FIG. 6B is a temperature change of water pipes and the like by heater heat generation control. It is a graph which shows.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power saving controller for water freeze prevention heaters (for 3 wires) using a conventional simulated heating resistor.
[Explanation of symbols]
1 ... Tropical
2a ... Power plug
3 ... Thermostat (temperature sensitive switch)
10 ₁ , 10 ₂ , 10 _Three ... Water freezing prevention heater
120, 130 ... Power saving controller for water freeze prevention heater
120A ... Controller box
121a, 122a, 122b, 122c ... connection cord
121 ... Power plug
122 ₁ 122 ₂ 122 _Three ... Female connector
123 ₁ , 123 ₂ , 123 _Three 133 ₁ 133 ₂ 133 _Three ... One trunk line
124 ₁ , 124 ₂ , 124 _Three , 134 ₁ , 134 ₂ , 134 _Three ... the other trunk line
125 ₁ ... Main relay system
125 ₂ , 125 _Three ... Sub-relay system
126, 136 ... Coil excitation circuit
127 ... 1st rectifier
128 ... second rectifier
133: One power supply line
134 ... the other power line
135 ₁ , 135 ₂ , 135 _Three ... Relay system
X ... Electromagnetic coil
a, b, c ... movable switch contacts
L ₀ ... Light-emitting diode for thermostat on / off detection
L ₁ , L ₂ , L _Three ... Light-emitting diode for detection of power supply by heater
D, D ₀ , D ₁ , D ₂ , D _Three ... Rectifier diode
r ... resistor
r ₀ , R ₁ , R ₂ , R _Three ... Current limiting resistors
C ... Storage capacitor
RY ₂ ... 2-contact electromagnetic relay
RY _Three ... 3-contact electromagnetic relay
R ... Simulated heating resistor
F ... Temperature sensitive fuse.

Claims

A main relay system with a temperature-sensing switch installed on one of the relay lines from the power plug and a connector to which a freeze prevention heater should be connected to the terminal, and an anti-freezing to the terminal by branching electrically from the power plug An auxiliary relay system having a connection connector to which a heater is connected, a coil excitation circuit for exciting an electromagnetic coil based on energization of a power source by closing the temperature sensitive switch, and one relay line of the auxiliary relay system A movable switch contact which is mounted and closed by excitation of the electromagnetic coil, a first rectification path which is connected in series to the temperature-sensitive switch and connected in parallel to the connection connector of the main relay system, and the first rectification A temperature sensing switch on / off detection indicator lamp interposed in the path, a second rectifying path connected in parallel to the temperature sensing switch and rectifying with a polarity opposite to the rectifying polarity of the first rectifying path, and Second An anti-freezing feature comprising: a power supply indicator for each heater of the main relay system interposed in a rectifying path; and a power indicator for each heater of the sub relay system connected in parallel to the movable switch contact. Power saving controller for heater.

Electrically branched from one supply line connected to the power plug via the temperature sensitive switch and the other supply line connected to the power plug and connected to each other in parallel, and an antifreeze heater is connected to each terminal A plurality of relay systems having power connection connectors, a coil excitation circuit for exciting an electromagnetic coil based on energization of a power source by closing the temperature sensitive switch, and one relay line of each of the relay systems. A movable switch contact closed by excitation of the electromagnetic coil; a temperature-sensitive switch on / off indicator lamp connected in parallel to the temperature switch; and a heater-specific power supply indicator lamp connected in parallel to the movable switch contact; A power-saving controller for an anti-freezing heater, comprising:

3. The power saving controller for an antifreeze heater according to claim 1, wherein a contact electromagnetic relay is used for the electromagnetic coil and the movable switch contact.

4. The simulated heating element connected in series to the temperature sensitive switch and connected in parallel to the connection connector of the relay system according to claim 1, wherein the simulated heat generating element is arranged in proximity to the temperature sensitive switch. A power-saving controller for anti-freezing heaters.

5. The power-saving controller for an antifreeze heater according to claim 1, wherein a temperature-sensitive fuse connected in series to the temperature-sensitive switch is disposed in proximity to the simulated heating element. 6.

6. The power-saving controller for an antifreeze heater according to claim 1, wherein the coil excitation circuit is a half-wave rectifying / smoothing circuit.

7. The power-saving controller for an antifreeze heater according to claim 6, wherein a half-wave rectification circuit of the half-wave rectification smoothing circuit is connected in series to the simulated heating element.