JP4698064B2

JP4698064B2 - Heating device such as water tank

Info

Publication number: JP4698064B2
Application number: JP2001152032A
Authority: JP
Inventors: 正志芝原
Original assignee: クマガイ電工株式会社
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP2002343538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バケツや槽内に収容されている水をヒータによって加熱して所定温度に維持し、異常が発生した場合にはヒータに対する電力供給を遮断するようにした加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば熱帯魚などを鑑賞する水槽においては、水槽内の温度を一定温度に加熱、保持するための加熱装置が使用されている。この加熱装置は通電によって発熱するヒータと、このヒータに電力を供給、遮断するスイッチ素子と、温度検知センサ及び温度制御回路とを備えてあり、ヒータによって加熱された水温が設定温度以下においてはヒータに電力を供給して水槽内の水を加熱し、水槽内の水が設定温度に達するとスイッチ素子により通電を遮断してヒータに対する電力の供給を停止し、これを繰り返し行わせて水槽内の水の温度を所定温度に保持している。
【０００３】
しかしながら、上記の加熱装置では水漏れや水槽の転倒、或いは、ヒータが誤って水槽外に露出した場合には空焚き状態となってヒータが異常に温度上昇し、火災が発生する等の極めて危険な事態となる虞れがある。このため、回路中に温度ヒューズを設けておき、異常に温度上昇した時にはその温度ヒューズを溶断させて電力を遮断するように構成しているが、一度、温度ヒューズが溶断すると加熱装置の構造上、その取り替えができないため、装置全体を破棄せざるを得ないという問題点がある。
【０００４】
上記のような問題点は、例えば、特開平１０−１６２９３６号公報に記載しているように、温度検知センサが異常温度に達したことを異常検知回路によって検知させ、この異常検知に応答してスイッチ素子を開動作させてヒータに対する電力供給を遮断すると共に上記異常検知状態を記憶回路によって記憶保持させ、電源プラグを電源コンセントから引き抜いたのち再び差し込むことで上記記憶回路の異常保持状態を解除し、再使用を可能にすることによって解消することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この加熱装置によれば、安全のために異常温度を検知する設定温度を低くしておくと、その温度に達した時に記憶回路によって異常検知状態が記憶され、異常温度が低下したり正常温度になっても電源プラグを電源コンセントから引き抜いたのち再び差し込むというリセット操作を行わなければ再使用することができない。さらに、水槽内で使用中において、対流の有無等によって一時的に高温となりやすい場所に配設した場合には、異常温度に達したとして検知し、ヒータの通電を完全に遮断して水温が急激に低下し、熱帯魚が死滅する虞れが生じることになる。また、例えば、ヒータを水槽の内底面上に横置させた状態にして使用する場合において、一時的に縦置きにして通電した場合には短時間で異常温度と判断してヒータの通電が遮断され、縦置き状態からヒータを直ちに水中に没入させてもヒータはもはや作動しなく、上記のようにリセット操作を行わなければならない。
【０００６】
このため、異常温度と判断してヒータの通電を遮断する温度を高く設定しておけば、上記のような誤動作をなくすることができるが、そうすると、異常温度が発生してこの設定温度に達するまでの時間が長くなり、その間にヒータが高温となって危険度が一層高くなるという問題点があった。このような問題点は、上記水槽用加熱装置にかぎらず、冬季に工事現場等において湯を沸かしたり、室内で壁紙貼着用糊を温める加熱装置においても度々発生している。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、異常温度を検出してもその異常温度がそれ以上高くならずに低下したりする場合にはリセット操作を行うことなくヒータによる加熱を続行させるようにし、異常温度が上昇して設定温度に達した時にはヒータの通電を遮断し、リセット操作等によって再び使用し得るようにした水槽等の加熱装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の水槽等の加熱装置は、請求項１に記載したように、ヒータに対する電力の通電、遮断を行う開閉回路と、水温感知センサによって検出される水温を温度設定可変抵抗器によって設定される正常温度に制御する水温制御回路と、ヒータの異常温度感知センサによって検出される異常温度を制御する異常温度制御回路とを備えている水槽等の加熱装置であって、上記異常温度制御回路は一定の異常温度に達した時に上記開閉回路を開き且つ該異常温度以下に降下した時に開閉回路を閉じる自動復帰回路と、上記異常温度よりも高い異常温度に達した時に開閉回路を自動復帰不能に開放する自動復帰不能回路とからなり、さらに、上記自動復帰回路及び自動復帰不能回路は上記温度設定可変抵抗器の端子に接続されていてこの温度設定可変抵抗器の設定温度に応じて上記異常温度感知センサが異常温度状態にあると判定するまでの時間を短くするように構成していることを特徴とする。
【０００９】
上記水槽等の加熱装置において、請求項２に係る発明は、自動復帰不能回路は記憶保持回路を備えており、記憶保持状態を外部操作で解除することによって再使用可能に構成している。
【００１０】
【作用】
加熱装置のヒータを水槽或いはバケツ等に収容している水中に配設して該ヒータに通電することにより水を加温し、水温感知センサによってその温度を検知して水温制御回路により一定の水温に保持する。この使用状態において、水温感知センサの周囲の温度が対流の停止等の何らかの異常発生で一時的に異常高温になって予め低く設定されている低異常設定温度に達すると、異常温度感知センサがそれを検知し、異常温度制御回路中の自動復帰回路によって一旦電源の開閉回路を開放してヒータに対する電力の供給を停止させる。そうすると、水温が降下して設定された低異常設定温度以下になるから開閉回路が再び閉じてヒータに対する通電を再開し、水温を所定温度にまで上昇させる。
【００１１】
このように、水槽やバケツ内の水温が低異常設定温度に達しても、それ以上上昇することなく再び降温する場合には、自動復帰回路によって電源の開閉回路を自動的に開閉させてヒータに対する切断、通電を繰り返し行わせ、水温が正常温度になると水温制御回路によって一定の水温に保持させる。また、例えば、ヒータを水槽の内底面上に横置させた状態にして使用する場合において、一時的に縦置きにして通電した場合にはヒータが低異常設定温度に達して異常温度感知センサにそれを検出し、電源の開閉回路が開放してヒータに対する電力の供給が停止されるが、ヒータを水槽内に没入、設置すると、自動復帰回路によって上記同様に再び電源の開閉回路が閉じられてヒータに対する電力の供給が再開され、通常通りの使用状態となる。
【００１２】
次に、地震等によって水槽やバケツ内が水漏れや地震等による転倒、或いは、ヒータが誤って水槽外に露出した場合等のように空焚き状態となった時には、上記異常温度感知センサによってその異常温度が検知される。この場合、まず、この異常温度感知センサによって上記のように低異常設定温度が検出されて電源の開閉回路を開放し、ヒータに対する電力の供給を停止する。しかしながら、余熱によりこの状態からさらに異常温度が上昇するので、自動復帰回路によるヒータへの通電復帰は行われず、自動復帰不能回路によって開閉回路の遮断状態が維持される。
【００１３】
この開閉回路の遮断状態は自動復帰回路中の記憶保持回路によって維持され、加熱装置の電源プラグを電源コンセントから引き抜いたのち再び差し込む等の適宜なリセット操作を行うことによって記憶保持状態が解除され、再び使用可能となるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明する。図１はバケツ内の水加熱ヒータを備えた加熱装置で、金属パイプからなる筒状本体１の下半部内にヒータ２が配設されていると共に、上半部内には制御回路と接続したサーミスタからなる水温感知センサTh1 と異常温度感知センサTh2 の装着基板３が、異常温度感知センサTh2 を上記ヒータ２の上方近傍位置にさせ且つ水温感知センサTh1 を金属パイプからなる筒状本体１からの熱伝導で水温とに温度差が生じない上方位置に配した状態にして配設されている。
【００１５】
さらに、水温感知センサTh1 の上方部内に温度ヒューズTFが接続されていると共に筒状本体１の上端に制御回路部のハウジング５を水密的に取り付けてあり、先端にプラグ６を有する電源コード７をこのハウジング５内に配設した多数の回路部品を実装している回路基板８に接続し、この回路基板８のヒータ制御回路を上記温度ヒューズTF及びヒータ２に接続してなる構造としている。なお、図中、９はハウジング５の上面に設けた温度設定用摘まみであり、10はハウジング５の下端部に突設した係止具、11は筒状本体１の下端に装着したゴム製の遮熱用脚盤、12は筒状本体１の上部外周面に設けている水位マークである。
【００１６】
このように構成したバケツ用の加熱装置は図２に示すように、バケツＢ内に係止具10を引っかけてハウジング５をバケツＢから上方に突出させた縦置き状態とし、100V商用電源コンセントにプラグ６を差し込んでヒータ２に通電させることにより、バケツＢ内の水を所定温度にまで加熱するのに使用される。
【００１７】
図３は熱帯魚等の鑑賞魚を飼育する水槽用加熱装置で、セラミック製のパイプからなる筒状本体1'内にヒータ２とヒータ制御回路基板8'が配設されている。筒状本体1'はその両端開口部をゴム製キャップ13、14によって水密状態に被覆、保護されていると共にヒータ制御回路基板8'側のキャップ13からヒータ制御回路に接続している電源コード７を引き出してこの電源コード７の中間部に温度設定用摘まみ9'を介装し、先端に電源プラグ６を取り付けている。なお、電源コード７を引き出しているキャップ13および筒状本体１先端側のキャップ14の本体内部にはシリコン樹脂等を充填して防水処理を施している。
【００１８】
さらに、上記ヒータ２の部分に熱伝導性を有するマグネシヤ砂等を充填している一方、ヒータ制御回路基板8'のプリント板面部分にもシリコン樹脂等を装填して電気的絶縁を保っている。水温感知センサTh1 と異常温度感知センサTh2 とは異常温度感知センサTh2 をヒータ２側に、水温感知センサTh1 をヒータ２から最も離間した本体先端部側に配設していると共にこれらのセンサTh1 、Th2 間に仕切りゴム15を介在させて水温感知センサTh1がヒータ２の熱の影響を受けることなく水温を正確に感知するように構成している。異常温度感知センサTh2 は、ヒータ２側に近接させた位置に配設してヒータ２の温度変化を迅速に感知するように構成している。
【００１９】
このように構成した水槽用加熱装置は、図４に示すように水槽Ａの内底面上に横置状態にして配設し、温度設定用摘まみ9'を水槽外の適所に設置すると共に、100V商用電源コンセントにプラグ６を差し込んでヒータ２に通電させることにより、水槽内の水を所定温度にまで加熱するものである。なお、図中、16は循環ポンプである。
【００２０】
次に、上記加熱装置におけるヒータ制御回路の具体的な構成を説明する。図５はその制御回路図であって、ヒータ２に供給する電源側からの電力をヒータ２側に通電させたり遮断する開閉回路20と、水温感知センサTh1 によって検出される水温を正常温度に制御する水温制御回路21と、ヒータ２の異常温度感知センサTh2 によって検出される異常温度を制御する異常温度制御回路22とを備えている。
【００２１】
さらに、上記異常温度制御回路22は、異常温度感知センサTh2 によって検出される温度が予め設定された一定の異常温度に達した時に上記開閉回路20を開らいてヒータ２への通電を遮断し、この異常温度以下に降温した時に開閉回路20を閉じて再びヒータ２に通電させる自動復帰回路22a と、上記異常温度感知センサTh2 によって検出される異常温度が降温することなく上昇して予め上記異常温度の設定温度（以下、この温度を低異常設定温度という）よりも高い温度に設定されている温度（以下、この温度を高異常設定温度という）にまで達した時に開閉回路20を開いて自動復帰不能状態にする自動復帰不能回路22b とからなり、この自動復帰不能回路22b に記憶保持回路23を設けている。
【００２２】
上記開閉回路20は第１トランジスタQ1によって開閉するリレーRyを備えた回路からなり、プラグ６を100V商用電源に差し込んだ際に電源コード７に通電する電力は抵抗器R1、コンデンサC1、C2、C3及びダイオードD1、D2によって上記リレーRyを駆動する直流電源に変換され、この電源はリレーRyの接点を介してヒータ２に接続していると共にこの電源から抵抗器R2で分岐してその分岐配線中に設けているダイオードDZ1 、コンデンサC5、C6で定まる電源によって上記制御回路を作動させるように構成している。また、ヒータ２への通電、非通電（遮断）はリレーRyの接点の開閉によって行われ、リレーRyを開閉させるコイル電流の制御は、上記第１トランジスタQ1によって行われてこのトランジスタQ1が導通しているときには表示灯LED1が点灯してリレーRyの接点が閉じてヒータ２に通電していることを表示するように構成している。
【００２３】
水温制御回路21は水温制御の作動を行う第１コンパレータIC1 と、上記抵抗器R2から分岐している他方の分岐配線中に設けている上記温度設定用摘まみ９、9'によって可変される温度設定可変抵抗器VR1 とを備え、第１コンパレータIC1 はその反転入力側をこの温度設定可変抵抗器VR1 に接続していると共に非反転入力側を抵抗器R9と水温感知センサTh1とに分圧して温度が高くなると非反転入力電圧が下がるように構成してあり、さらに、抵抗器R6、R7を有して該抵抗器R7を後述する第２トランジスタQ2のコレクタに接続させ、出力は入力に応じて接地と開放とを繰り返すように構成されている。
【００２４】
一方、異常温度制御回路22における自動復帰回路22a は、異常温度検出保持作動を行う第２コンパレータIC2 を備え、この第２コンパレータIC2 の反転入力側を２個のダイオードD7、D8を介して上記温度設定可変抵抗器VR1 の端子４に接続してその反転入力電圧を上記第１コンパレータIC1 の入力電圧よりも常に1.2V低い電圧となるようにしていると共に、非反転入力側に抵抗器R10 と異常温度感知センサTh2 とを分岐、接続して、電源電圧をこれらの抵抗器R10 と異常温度感知センサTh2 とにより分圧させ、1.2Vに相当する温度だけ水温感知センサTh1 よりも高い温度のところで第２コンパレータIC2 の出力は接地になり、保持するようにしている。また、この第２コンパレータIC2 に上記第１トランジスタQ1のベース接地させるダイオードD5を接続していると共に非反転入力と上記２個のダイオードD7、D8との間に第２、第３トランジスタQ2、 Q3を設けている。
【００２５】
さらに、第２トランジスタQ2のコレクタと上記第１コンパレータIC1 の非反転入力との間に上記抵抗器R7を配設し、第３トランジスタQ3のコレクタを抵抗器R8と第２トランジスタQ2のベースとに分岐、接続していると共に、該第３トランジスタQ3のベースを抵抗器R12 を介して上記２個のダイオードD7、D8側に接続している。
【００２６】
異常温度制御回路22における自動復帰不能回路22b は、上記自動復帰回路22a において、第２コンパレータIC2 に、該第２コンパレータIC2 の出力が接地電位になると、非反転入力が接地電位近くになり、その後、入力が変化しても出力は接地を維持して電源がなくなるまで保持するダイオードD4を接続してなるものであり、このダイオードD4と第２コンパレータIC2 によって記憶保持回路23を構成している。
【００２７】
次に、上記構成を有する加熱装置の作用を述べると、ヒータ２を水中に没入させた状態にしてプラグ６を商用電源100Vのコンセントに接続すると、この商用電源は回路中の抵抗器R1、コンデンサC1、C2、C3及びダイオードD1、D2によって上記リレーRyを駆動する直流電源に変換され、この電源から抵抗器R2で分岐したダイオードDZ1 、コンデンサC5、C6で定まる電源によって制御回路を作動させる。
【００２８】
制御回路が通電されると、水温制御回路においては水温感知センサTh1 によって水温が検出される。一方、第１コンパレータIC1 の非反転入力電圧は電源電圧を抵抗器R9と上記水温感知センサTh1 とで分圧しているから水の温度が高くなると下がるが、水温感知センサTh1 によって検出される水温が温度設定可変抵抗器VR1 によって設定された温度よりも低い時には温度設定可変抵抗器VR1 の端子４に接続している第１コンパレータIC1 の反転入力電圧が非反転入力電圧よりも低くなり、第１コンパレータIC1 の出力は開放状態を維持して第１トランジスタQ1は抵抗R4でバイアスされるから導通してリレーRyの接点を閉じた状態となり、ヒータ２に電力を供給して水を加熱する。
【００２９】
水温が上昇して温度設定可変抵抗器VR1 によって設定された設定温度に近づくに従って抵抗器R9と上記水温感知センサTh1 とで分圧されている第１コンパレータIC1 の非反転入力電圧は下がり、さらに上記設定温度に達すると反転入力電圧がこの非反転入力電圧よりも高くなり、該第１コンパレータIC1 の出力は接地となって第１トランジスタQ1は導通せず、リレーRyの接点が開動作してヒータ２に対する電力の供給が遮断され、水の加熱が停止する。そして、水温が降下すると上記同様にして再びリレーRyの接点を閉じた状態となり、ヒータ２に電力を供給して水を加熱し、これを繰り返し行って水温を一定温度に保持する。
【００３０】
次に、異常温度制御回路22の作用を説明すると、第２コンパレータIC2 の反転入力電圧は２個のダイオードD7、D8を通じて温度設定可変抵抗器VR1 の端子４に接続しているから、上記第１コンパレータIC1 の入力電圧よりも常に1.2 Ｖだけ低い電圧となっている一方、非反転入力電圧は異常温度感知センサTh2 による検出温度が低い場合には、第２コンパレータIC2 の非反転入力電圧が上記反転入力電圧より高い電圧となるように設定されているから、第３トランジスタQ3がバイアスされて導通しており、従って、第２トランジスタQ2は非導通となってそのコレクタは開放状態にあるので、第１コンパレータIC1 には何ら影響を及ぼすことなく、正規作動を行う。
【００３１】
ところが、何らかの異常で異常温度感知センサTh2 の周囲が一時的に高温となって第２コンパレータIC2 の非反転入力電圧が低下し、反転入力電圧との差が0.6V〜0V未満になると、第３トランジスタQ3はバイアスされなくて非導通状態となる。従って、第２トランジスタQ2が導通し、抵抗器R7を通じて第１コンパレータIC1 の非反転入力電圧を下げる。そうすると、この第１コンパレータIC1 の反転入力電圧が非反転入力側よりも高くなってその出力は接地するから、第１トランジスタQ1は導通せず、ヒータ２側への通電が遮断される。この時の異常温度感知センサTh2 によって検出される水温が低異常温度であり、上記抵抗器R7によって第１コンパレータIC1 の出力を接地させる時の温度が低異常設定温度となる。
【００３２】
しかしながら、第１コンパレータIC1 の出力が接地しても、第２コンパレータIC2 は未だその反転入力電圧が非反転入力電圧よりも低いので保持作動に至っていなく、従って、水温が低異常設定温度よりも低くなれば、第３トランジスタQ3がバイアスされて導通し、上述したように正規作動に復帰して第１トランジスタQ1が導通してリレーRyの接点を閉じ、ヒータ２に電力を供給する。
【００３３】
このように、低異常設定温度以下においては、水温が一時的に異常温度となってヒータ２に対する電力の供給が停止されても、温度が下がれば再びヒータ２に電力を供給する正規作動に自動復帰し、この動作が繰り返し行われる。
【００３４】
次に、ヒータ２が空気中等において空焚き状態になって、異常温度感知センサTh2 により検出される温度が上記ダイオードD7、D8の抵抗値1.2Vによって設定される高異常設定温度に達すると、電源電圧を抵抗器R7と異常温度感知センサTh2 とで分圧している第２コンパレータIC2 の非反転入力電圧が反転入力電圧よりも低くなってその出力が接地され、トランジスタQ1が上記低異常温度時において導通しなくなった状態を維持してヒータ２に対する電力の供給が停止した状態を保持する。このように、保持作動の少し前に異常温度感知センサTh2 を警告作動して利用することができると共に、温度設定可変抵抗器VR1 の設定温度に応じて異常温度感知センサTh2 が異常温度状態にあると判定するまでの時間を短くすることができるものである。
【００３５】
さらに、第２コンパレータIC2 の出力が一度接地電位になると、ダイオードD4を通じて非反転入力側が接地電位に近くなるから、その後に入力が変化しても出力は接地を保持する。この保持はプラグ６をコンセントから引き抜くことによって解除され、再使用時には元の正常動作を行って水槽等の加熱に供することができる。なお、第２コンパレータIC2は上述したようにその入力電圧の比較によってその出力が接地か開放かが決定されるが、第１トランジスタQ1のベースをダイオードD5を通じて接地するから、第１コンパレータIC1 の作動状態に影響されることはない。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明の水槽等の加熱装置によれば、ヒータに対する電力の通電、遮断を行う開閉回路と、水温感知センサによって検出される水温を温度設定可変抵抗器によって設定される正常温度に制御する水温制御回路と、ヒータの異常温度感知センサによって検出される異常温度を制御する異常温度制御回路とを備えている水槽等の加熱装置であって、上記異常温度制御回路は一定の異常温度に達した時に上記開閉回路を開き且つ該異常温度以下に降下した時に開閉回路を閉じる自動復帰回路と、上記異常温度よりも高い異常温度に達した時に開閉回路を自動復帰不能に開放する自動復帰不能回路とからなり、上記自動復帰回路及び自動復帰不能回路は上記温度設定可変抵抗器の端子に接続されていてこの温度設定可変抵抗器の設定温度に応じて上記異常温度感知センサが異常温度状態にあると判定するまでの時間を短くするように構成しているので、水中等において異常温度感知センサによって検出される水温が一時的に正常な水温よりも高い異常温度となっても、開閉回路を開放状態に保持することなく、開放後、閉動作に自動復帰させることができ、従って、水温がそのまま降下して水槽に飼育している熱帯魚等に影響を及ぼすことなくそのまま水中に設置した状態で加温、保温機能を発揮させることができる。
【００３７】
さらに、ヒータによる加熱温度が上記異常温度よりも高い危険な状態にまで上昇した場合には、自動復帰不能回路によって開閉回路を自動復帰不能に開放して火災の発生等を防止することができる。また、上記開閉回路が自動復帰可能な異常温度を自動復帰不能となる異常温度よりも低く設定しているから、異常温度が発生して設定温度に達するまでの時間が短くなり、水温が必要以上に加熱されるのを防止することができると共に製品の安全性を高めることができ、その上、これらの低い異常温度と高い異常温度とを同一の異常温度感知センサによって検出しているので、それぞれの異常温度感知センサを使用するのに比べて、配置誤差による感知温度の差異や、センサ自体による感知温度の差異は生じなく、正確に作動する加熱装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】縦置き形状の加熱装置の簡略正面図。
【図２】その使用状態を示す簡略正面図。
【図３】横置き形状の加熱装置の簡略縦断正面図。
【図４】その使用状態を示す簡略正面図。
【図５】温度設定可変抵抗器を設けている制御回路図。
【符号の説明】
１筒状本体
２ヒータ
６プラグ
７電源コード
20 開閉回路
21 水温制御回路
22 異常温度制御回路
22a 自動復帰回路
22b 自動復帰不能回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating apparatus in which water contained in a bucket or a tank is heated by a heater and maintained at a predetermined temperature, and when an abnormality occurs, power supply to the heater is cut off.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a water tank for appreciating tropical fish and the like, a heating device for heating and maintaining the temperature in the water tank at a constant temperature has been used. This heating device includes a heater that generates heat when energized, a switch element that supplies and cuts off power to the heater, a temperature detection sensor, and a temperature control circuit. When the temperature of water heated by the heater is below a set temperature, the heater When the water in the aquarium reaches the set temperature, the switch element cuts off the power supply and stops the power supply to the heater, and this is repeated until the water in the aquarium reaches the set temperature. The temperature of water is maintained at a predetermined temperature.
[0003]
However, in the above heating device, it is extremely dangerous that water leaks, the water tank falls, or if the heater is accidentally exposed outside the water tank, the heater becomes empty and the temperature rises abnormally, causing a fire. There is a possibility that it will be a serious situation. For this reason, a temperature fuse is provided in the circuit, and when the temperature rises abnormally, the temperature fuse is blown to cut off the power, but once the temperature fuse blows, the structure of the heating device However, since the replacement cannot be performed, there is a problem that the entire apparatus must be discarded.
[0004]
For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-162936, the above problem is caused by detecting that the temperature detection sensor has reached an abnormal temperature by an abnormality detection circuit and responding to the abnormality detection. The switch element is opened to cut off the power supply to the heater, and the abnormality detection state is stored and retained by the memory circuit.The abnormality holding state of the memory circuit is released by removing the power plug from the power outlet and then plugging it in again. Can be eliminated by allowing reuse.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this heating device, if the set temperature for detecting the abnormal temperature is lowered for safety, the abnormal detection state is stored by the memory circuit when the temperature is reached, and the abnormal temperature is lowered or is normal. Even if the temperature is reached, it cannot be reused without a reset operation in which the power plug is removed from the power outlet and then reinserted. Furthermore, if it is placed in a place where it is likely to be temporarily hot due to the presence or absence of convection during use in the water tank, it is detected that the abnormal temperature has been reached, and the heater is completely de-energized and the water temperature suddenly increases. This will cause the tropical fish to die. Also, for example, when the heater is used while being placed horizontally on the inner bottom surface of the water tank, if the heater is temporarily placed vertically and energized, it is judged that the temperature is abnormal and the heater is de- energized in a short time. Even if the heater is immediately submerged in the vertical state, the heater no longer operates, and the reset operation must be performed as described above.
[0006]
For this reason, if it is determined that the temperature is abnormal and the temperature at which the heater is turned off is set high, the above malfunction can be eliminated. However, if this happens, the abnormal temperature occurs and reaches this set temperature. There is a problem that the time until the temperature increases and the heater becomes hot during that time, and the danger becomes higher. Such a problem is not limited to the water tank heating device, but frequently occurs in a heating device that boils hot water at a construction site or the like in the winter season or warms a paste for wallpapering in a room.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to perform a reset operation in the case where the abnormal temperature is lowered without being further increased even if the abnormal temperature is detected. Heating equipment such as a water tank that can be used again by resetting, etc. is provided when heating by the heater is continued without interruption, and when the abnormal temperature rises and reaches the set temperature, the heater is de-energized. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heating apparatus such as a water tank according to the present invention is characterized in that, as described in claim 1, the temperature of water detected by a water temperature detection sensor and an open / close circuit for energizing and shutting off electric power to the heater. A heating device such as a water tank, comprising a water temperature control circuit that controls a normal temperature set by a setting variable resistor, and an abnormal temperature control circuit that controls an abnormal temperature detected by an abnormal temperature sensor of the heater. The abnormal temperature control circuit opens the switching circuit when a certain abnormal temperature is reached and closes the switching circuit when the abnormal temperature falls below the abnormal temperature, and when an abnormal temperature higher than the abnormal temperature is reached. becomes a close circuit from the automatic return impossible circuit for automatic return impossible opened further, the automatic return circuits and automatic return impossible circuit connected to the terminals of the temperature setting variable resistor It is characterized in that it is configured to shorten the time until it is determined that the abnormal temperature detection sensor is in an abnormal temperature state according to the set temperature of the temperature setting variable resistor have.
[0009]
In the heating device such as the water tank, the invention according to claim 2 is configured such that the automatic return impossible circuit includes a memory holding circuit and is reusable by releasing the memory holding state by an external operation.
[0010]
[Action]
The heater of the heating device is placed in water contained in a water tank or bucket, and the heater is energized to heat the water. The temperature is detected by a water temperature sensor, and a constant water temperature is detected by a water temperature control circuit. Hold on. In this state of use, if the ambient temperature around the water temperature sensor becomes abnormally high due to the occurrence of an abnormality such as the stop of convection and reaches a low abnormal set temperature that has been set low in advance, the abnormal temperature sensor will Is detected, and the power supply switching circuit is once opened by the automatic recovery circuit in the abnormal temperature control circuit to stop the supply of power to the heater. Then, since the water temperature drops and becomes lower than the set low abnormal set temperature, the switching circuit is closed again, energization to the heater is resumed, and the water temperature is raised to a predetermined temperature.
[0011]
In this way, even if the water temperature in the water tank or bucket reaches the low abnormal set temperature, if the temperature falls again without increasing further, the automatic return circuit automatically opens and closes the power supply switching circuit to the heater. Cutting and energization are repeated, and when the water temperature reaches a normal temperature, the water temperature control circuit holds the water at a constant temperature. Also, for example, when the heater is used while being placed horizontally on the inner bottom surface of the water tank, if the heater is temporarily placed in the vertical position and energized, the heater reaches a low abnormal set temperature and becomes an abnormal temperature detection sensor. When this is detected, the power supply switching circuit is opened and the supply of power to the heater is stopped, but when the heater is immersed in the water tank and installed, the automatic switching circuit closes the power switching circuit again as above. Supply of power to the heater is resumed, and the normal use state is obtained.
[0012]
Next, when the water tank or bucket falls due to a water leak or an earthquake due to an earthquake or the like, or the heater is accidentally exposed to the outside of the water tank, the abnormal temperature detection sensor An abnormal temperature is detected. In this case, first, the low abnormal set temperature is detected by the abnormal temperature detection sensor as described above, the power supply switching circuit is opened, and the power supply to the heater is stopped. However, since the abnormal temperature further rises from this state due to residual heat, the energization return to the heater is not performed by the automatic return circuit, and the shutoff state of the switching circuit is maintained by the automatic return impossible circuit.
[0013]
The shut-off state of the open / close circuit is maintained by the memory holding circuit in the automatic return circuit, and the memory holding state is released by performing an appropriate reset operation such as re-inserting the power supply plug of the heating device from the power outlet, It can be used again.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a heating device provided with a water heater in a bucket, in which a heater 2 is disposed in a lower half portion of a cylindrical main body 1 made of a metal pipe, and a thermistor connected to a control circuit in the upper half portion. The water temperature detection sensor Th1 and the abnormal temperature detection sensor Th2 mounting substrate 3 are arranged so that the abnormal temperature detection sensor Th2 is positioned near the upper side of the heater 2 and the water temperature detection sensor Th1 is heated from the cylindrical main body 1 made of a metal pipe. It is arranged in a state where it is arranged at an upper position where there is no temperature difference between the water temperature due to conduction.
[0015]
Further, a temperature fuse TF is connected in the upper part of the water temperature detection sensor Th1, and a housing 5 of a control circuit unit is watertightly attached to the upper end of the cylindrical main body 1, and a power cord 7 having a plug 6 at the tip is provided. The circuit board 8 mounted with a large number of circuit components disposed in the housing 5 is connected, and the heater control circuit of the circuit board 8 is connected to the temperature fuse TF and the heater 2. In the figure, 9 is a temperature setting knob provided on the upper surface of the housing 5, 10 is a locking tool projecting from the lower end of the housing 5, and 11 is a rubber mounted on the lower end of the tubular body 1. Reference numeral 12 designates a water level mark provided on the upper outer peripheral surface of the cylindrical main body 1.
[0016]
As shown in FIG. 2, the bucket heating apparatus configured as described above is placed in a vertical state in which the housing 5 is protruded upward from the bucket B by hooking the locking tool 10 into the bucket B, and connected to a 100V commercial power outlet. It is used for heating the water in the bucket B to a predetermined temperature by inserting the plug 6 and energizing the heater 2.
[0017]
FIG. 3 shows an aquarium heating apparatus for breeding appreciation fish such as tropical fish, in which a heater 2 and a heater control circuit board 8 ′ are arranged in a cylindrical main body 1 ′ made of a ceramic pipe. The cylindrical main body 1 'is covered and protected at both ends with rubber caps 13 and 14 in a watertight state, and the power cord 7 is connected to the heater control circuit from the cap 13 on the heater control circuit board 8' side. Is pulled out, a temperature setting knob 9 'is interposed in the middle portion of the power cord 7, and a power plug 6 is attached to the tip. The cap 13 from which the power cord 7 is pulled out and the cap 14 at the distal end side of the cylindrical main body 1 are filled with a silicone resin or the like for waterproofing.
[0018]
Furthermore, while the heater 2 is filled with thermally conductive magnesium sand or the like, the printed circuit board surface of the heater control circuit board 8 'is also filled with silicon resin or the like to maintain electrical insulation. . The water temperature detection sensor Th1 and the abnormal temperature detection sensor Th2 are arranged such that the abnormal temperature detection sensor Th2 is disposed on the heater 2 side and the water temperature detection sensor Th1 is disposed on the front end side of the main body that is farthest from the heater 2, and these sensors Th1, A partition rubber 15 is interposed between Th2 so that the water temperature detection sensor Th1 can accurately detect the water temperature without being affected by the heat of the heater 2. The abnormal temperature detection sensor Th2 is arranged at a position close to the heater 2 so as to quickly detect a temperature change of the heater 2.
[0019]
As shown in FIG. 4, the water tank heating device configured as described above is disposed in a horizontal state on the inner bottom surface of the water tank A, and the temperature setting knob 9 ′ is installed at a suitable location outside the water tank, The plug 6 is inserted into a 100V commercial power outlet and the heater 2 is energized to heat the water in the water tank to a predetermined temperature. In the figure, 16 is a circulation pump.
[0020]
Next, a specific configuration of the heater control circuit in the heating device will be described. FIG. 5 is a control circuit diagram for controlling the water temperature detected by the open / close circuit 20 for energizing and shutting off the power from the power supply side supplied to the heater 2 to the heater 2 and the water temperature sensor Th1 to a normal temperature. And an abnormal temperature control circuit 22 for controlling the abnormal temperature detected by the abnormal temperature detection sensor Th2 of the heater 2.
[0021]
Further, the abnormal temperature control circuit 22 opens the open / close circuit 20 when the temperature detected by the abnormal temperature detection sensor Th2 reaches a predetermined abnormal temperature, and cuts off the power to the heater 2, When the temperature falls below this abnormal temperature, the automatic return circuit 22a that closes the switching circuit 20 and energizes the heater 2 again, and the abnormal temperature detected by the abnormal temperature detection sensor Th2 rises without lowering the temperature in advance. When the temperature reaches a temperature higher than the set temperature (hereinafter referred to as the low abnormal set temperature), the switch circuit 20 is opened to automatically return to the set temperature (hereinafter referred to as the high abnormal set temperature). An automatic recovery impossible circuit 22b for making the automatic recovery impossible circuit 22b. A memory holding circuit 23 is provided in the automatic recovery impossible circuit 22b.
[0022]
The switching circuit 20 includes a relay Ry that is opened and closed by the first transistor Q1, and the power supplied to the power cord 7 when the plug 6 is inserted into a 100V commercial power source is a resistor R1, capacitors C1, C2, and C3. And the diodes D1 and D2 are converted into a DC power source for driving the relay Ry. This power source is connected to the heater 2 through the contact point of the relay Ry and is branched from the power source by the resistor R2 and in the branch wiring. The control circuit is operated by a power source determined by a diode DZ1 and capacitors C5 and C6. The heater 2 is energized and de-energized (cut off) by opening and closing the contact of the relay Ry, and the coil current for opening and closing the relay Ry is controlled by the first transistor Q1 and the transistor Q1 is turned on. When the indicator lamp LED1 is on, the relay Ry contacts are closed to indicate that the heater 2 is energized.
[0023]
The water temperature control circuit 21 is a temperature variable by a first comparator IC1 that performs water temperature control and the temperature setting knobs 9 and 9 'provided in the other branch wiring branched from the resistor R2. The first comparator IC1 has its inverting input connected to the temperature setting variable resistor VR1, and the non-inverting input is divided into the resistor R9 and the water temperature sensor Th1. It is configured so that the non-inverting input voltage decreases as the temperature rises. Furthermore, it has resistors R6 and R7, and this resistor R7 is connected to the collector of the second transistor Q2 described later, and the output depends on the input. It is configured to repeat grounding and opening.
[0024]
On the other hand, the automatic recovery circuit 22a in the abnormal temperature control circuit 22 includes a second comparator IC2 that performs an abnormal temperature detection holding operation, and the inverting input side of the second comparator IC2 is connected to the temperature via two diodes D7 and D8. It is connected to the terminal 4 of the setting variable resistor VR1 so that its inverting input voltage is always 1.2V lower than the input voltage of the first comparator IC1, and there is an abnormality with the resistor R10 on the non-inverting input side. The temperature detection sensor Th2 is branched and connected, and the power supply voltage is divided by the resistor R10 and the abnormal temperature detection sensor Th2, and the temperature is higher than the water temperature detection sensor Th1 by a temperature corresponding to 1.2V. 2 The output of the comparator IC2 is grounded and held. A diode D5 for grounding the base of the first transistor Q1 is connected to the second comparator IC2, and the second and third transistors Q2, Q3 are connected between the non-inverting input and the two diodes D7, D8. Is provided.
[0025]
Further, the resistor R7 is disposed between the collector of the second transistor Q2 and the non-inverting input of the first comparator IC1, and the collector of the third transistor Q3 is connected to the resistor R8 and the base of the second transistor Q2. In addition to branching and connecting, the base of the third transistor Q3 is connected to the two diodes D7 and D8 via a resistor R12.
[0026]
In the automatic recovery circuit 22a, when the output of the second comparator IC2 becomes the ground potential, the non-inverting input becomes close to the ground potential. Even if the input changes, the diode D4 that maintains the output and maintains the output until the power is lost is connected to the diode D4 and the second comparator IC2 constitutes the memory holding circuit 23.
[0027]
Next, the operation of the heating apparatus having the above configuration will be described. When the plug 6 is connected to the outlet of the commercial power supply 100V with the heater 2 immersed in water, the commercial power supply is connected to the resistor R1 and the capacitor in the circuit. The control circuit is operated by a power source determined by a diode DZ1 and capacitors C5 and C6, which are converted to a DC power source for driving the relay Ry by C1, C2, C3 and diodes D1 and D2, and branched from the power source by a resistor R2.
[0028]
When the control circuit is energized, the water temperature is detected by the water temperature sensor Th1 in the water temperature control circuit. On the other hand, the non-inverting input voltage of the first comparator IC1 decreases when the water temperature rises because the power supply voltage is divided by the resistor R9 and the water temperature sensor Th1, but the water temperature detected by the water temperature sensor Th1 is low. When the temperature is lower than the temperature set by the temperature setting variable resistor VR1, the inverting input voltage of the first comparator IC1 connected to the terminal 4 of the temperature setting variable resistor VR1 becomes lower than the non-inverting input voltage. Since the output of IC1 is kept open and the first transistor Q1 is biased by the resistor R4, it becomes conductive and closes the contact point of the relay Ry, supplying power to the heater 2 to heat the water.
[0029]
As the water temperature rises and approaches the set temperature set by the temperature setting variable resistor VR1, the non-inverting input voltage of the first comparator IC1 divided by the resistor R9 and the water temperature detection sensor Th1 decreases, and further, When the set temperature is reached, the inverting input voltage becomes higher than this non-inverting input voltage, the output of the first comparator IC1 becomes ground, the first transistor Q1 does not conduct, the relay Ry contact opens, and the heater The power supply to 2 is cut off, and the heating of water stops. When the water temperature falls, the contact of the relay Ry is closed again in the same manner as described above, power is supplied to the heater 2 to heat the water, and this is repeated to maintain the water temperature at a constant temperature.
[0030]
Next, the operation of the abnormal temperature control circuit 22 will be described. The inverting input voltage of the second comparator IC2 is connected to the terminal 4 of the temperature setting variable resistor VR1 through two diodes D7 and D8. While the non-inverting input voltage is always 1.2 V lower than the input voltage of the comparator IC1, the non-inverting input voltage of the second comparator IC2 is inverted when the detected temperature by the abnormal temperature sensor Th2 is low. Since the voltage is set to be higher than the input voltage, the third transistor Q3 is biased to be conductive, and therefore the second transistor Q2 is non-conductive and its collector is in an open state. 1 Perform normal operation without affecting the comparator IC1.
[0031]
However, if the temperature around the abnormal temperature sensor Th2 becomes temporarily high due to some abnormality and the non-inverting input voltage of the second comparator IC2 decreases and the difference from the inverting input voltage becomes 0.6V to less than 0V, the third Transistor Q3 is not biased and becomes non-conductive. Accordingly, the second transistor Q2 becomes conductive and reduces the non-inverting input voltage of the first comparator IC1 through the resistor R7. Then, the inverting input voltage of the first comparator IC1 becomes higher than that of the non-inverting input side, and the output is grounded. Therefore, the first transistor Q1 is not conducted and the energization to the heater 2 side is cut off. The water temperature detected by the abnormal temperature detection sensor Th2 at this time is the low abnormal temperature, and the temperature when the output of the first comparator IC1 is grounded by the resistor R7 becomes the low abnormal setting temperature.
[0032]
However, even if the output of the first comparator IC1 is grounded, the second comparator IC2 is not yet held because its inverting input voltage is lower than the non-inverting input voltage, so the water temperature is lower than the low abnormal setting temperature. If it becomes lower, the third transistor Q3 is biased to conduct, returns to normal operation as described above, the first transistor Q1 conducts, closes the contact of the relay Ry, and supplies power to the heater 2.
[0033]
Thus, below the low abnormal set temperature, even if the water temperature temporarily becomes an abnormal temperature and the supply of power to the heater 2 is stopped, the normal operation for supplying power to the heater 2 again automatically when the temperature decreases. It returns and this operation is repeated.
[0034]
Next, when the heater 2 is in an empty state in the air or the like and the temperature detected by the abnormal temperature detection sensor Th2 reaches the high abnormal set temperature set by the resistance value 1.2V of the diodes D7 and D8, The non-inverting input voltage of the second comparator IC2 that divides the voltage by the resistor R7 and the abnormal temperature detection sensor Th2 becomes lower than the inverting input voltage, and the output is grounded. The state where the supply of electric power to the heater 2 is stopped is maintained while maintaining the state where the conduction is stopped. In this way, the abnormal temperature detection sensor Th2 can be used with warning operation just before the holding operation, and the abnormal temperature detection sensor Th2 is in an abnormal temperature state according to the set temperature of the temperature setting variable resistor VR1. Can be shortened.
[0035]
Further, once the output of the second comparator IC2 reaches the ground potential, the non-inverting input side becomes close to the ground potential through the diode D4. Therefore, even if the input subsequently changes, the output is held at the ground. This holding is released by pulling out the plug 6 from the outlet, and when re-used, the original normal operation can be performed to heat the water tank or the like. As described above, whether the output of the second comparator IC2 is grounded or opened is determined by comparing the input voltages. Since the base of the first transistor Q1 is grounded through the diode D5, the operation of the first comparator IC1 is performed. It is not affected by the condition.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating device such as the water tank of the present invention, the water temperature detected by the open / close circuit for energizing and shutting off the power to the heater and the water temperature sensor is set to the normal temperature set by the temperature setting variable resistor. A heating device such as a water tank having a water temperature control circuit for controlling and an abnormal temperature control circuit for controlling an abnormal temperature detected by an abnormal temperature detection sensor of the heater, wherein the abnormal temperature control circuit has a constant abnormal temperature. The automatic switching circuit that opens the switching circuit when it reaches the temperature and closes the switching circuit when the temperature drops below the abnormal temperature, and the automatic recovery that opens the switching circuit when the abnormal temperature is higher than the abnormal temperature. It consists impossible circuit, the automatic return circuits and automatic return impossible circuit be connected to the terminal of the temperature setting variable resistor setting temperature of the temperature setting variable resistor Since the responding configured to shorten the time until it is determined that the abnormal temperature detection sensor is in an abnormal temperature state, water temperature detected by the abnormal temperature detection sensor in water or the like from the temporarily normal temperature Even if the temperature is too high, it can be automatically returned to the closed state after opening without holding the open / close circuit open, so that the tropical water, etc. Heating and heat retaining functions can be exhibited while installed in water without any influence.
[0037]
Furthermore, when the heating temperature by the heater rises to a dangerous state higher than the abnormal temperature, the automatic return impossible circuit can open the open / close circuit so that the automatic return cannot be made, thereby preventing the occurrence of a fire or the like. In addition, the abnormal temperature at which the switching circuit can be automatically recovered is set lower than the abnormal temperature at which automatic recovery is not possible, so the time until the abnormal temperature occurs and reaches the set temperature is shortened, and the water temperature is more than necessary. In addition to being able to prevent the product from being heated, the safety of the product can be improved, and furthermore, these low and high abnormal temperatures are detected by the same abnormal temperature sensor, Compared with the use of the abnormal temperature detection sensor, a difference in detection temperature due to an arrangement error and a difference in detection temperature due to the sensor itself do not occur, and a heating device that operates accurately can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified front view of a vertically installed heating device.
FIG. 2 is a simplified front view showing the state of use.
FIG. 3 is a simplified longitudinal sectional front view of a horizontally placed heating apparatus.
FIG. 4 is a simplified front view showing the state of use.
FIG. 5 is a control circuit diagram provided with a temperature setting variable resistor.
[Explanation of symbols]
1 Tubular body 2 Heater 6 Plug 7 Power cord
20 Open / close circuit
21 Water temperature control circuit
22 Abnormal temperature control circuit
22a Automatic recovery circuit
22b Automatic recovery impossible circuit

Claims

An open / close circuit for energizing and shutting off power to the heater, a water temperature control circuit for controlling the water temperature detected by the water temperature sensor to a normal temperature set by the temperature setting variable resistor, and an abnormal temperature sensor for the heater. An abnormal temperature control circuit for controlling an abnormal temperature, such as a water tank, wherein the abnormal temperature control circuit opens the switching circuit when the temperature reaches a certain abnormal temperature and drops below the abnormal temperature. and automatic return circuit to close the opening and closing circuit when said abnormal temperature consists of a automatic return impossible circuit automatically returns incapable open close circuit when reaching higher abnormal temperature than the further the automatic return circuits and automatic return impossible The circuit is connected to the terminal of the temperature setting variable resistor, and the abnormal temperature sensor detects the abnormal temperature according to the set temperature of the temperature setting variable resistor. Heating apparatus of the tank or the like, characterized in that it is configured so as to shorten the time until it is determined that a state.

2. The heating device for a water tank or the like according to claim 1, wherein the automatic return disable circuit includes a memory holding circuit, and is configured to be reusable by releasing the memory holding state by an external operation.