JP5693250B2

JP5693250B2 - 水槽用ヒーター

Info

Publication number: JP5693250B2
Application number: JP2011005211A
Authority: JP
Inventors: 糸島　広継; 広継糸島; 広宣糸島
Original assignee: 共栄アクアテック株式会社
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2031-01-13
Also published as: JP2012143203A

Description

この発明は、水槽の水に沈められ該水槽の水を加熱する水槽用ヒーターに関する。

従来の水槽用ヒーターとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開平９−２８３２６７号公報

このものは、内部に密閉空間が形成され水槽の水に沈められるヒーターケースと、該密閉空間の先端側に折返されながら収納され、通電されたとき発熱する発熱線と、前記発熱線より基端側の密閉空間に該発熱線から離れて収納され、前記ヒーターケースが空気中に露出したとき、前記発熱線により加熱されて溶断することで、該発熱線への通電を遮断する温度ヒューズとを備えたものである。

しかしながら、このような従来の水槽用ヒーターにあっては、発熱線と温度ヒューズとがヒーターケースの密閉空間内に長手方向（軸方向）に並べて配置、収納されているため、水槽用ヒーターの全長が長くなり、この結果、水槽の水に沈めたとき見苦しくなり、顧客吸引力が低下してしまうという課題があった。

この発明は、温度ヒューズが内蔵されていても全長を容易に短くすることができる水槽用ヒーターを提供することを目的とする。

このような目的は、内部に密閉空間が形成され水槽の水に沈められるヒーターケースと、該ヒーターケースの密閉空間に収納され絶縁材料からなる円筒体と、該円筒体の外周に密着配置され通電されたとき発熱する発熱線と、前記発熱線に接続され、円筒体の内部を軸線方向に延びる接続線と、該接続線の途中に介装され、前記ヒーターケースが空気中に露出したとき、前記発熱線により加熱されて溶断することで、該発熱線への通電を遮断する温度ヒューズとを備え、前記温度ヒューズと円筒体の内周との間に断熱材からなる介装体を介装した水槽用ヒーターにより、達成することができる。

この発明においては、ヒーターケースの密閉空間に、発熱線が外周に密着配置された円筒体を収納する一方、該円筒体の内部を延びる接続線の途中に温度ヒューズを介装したので、温度ヒューズと発熱線とが円筒体を間に挟んで半径方向に重なり合うこととなり、これにより、水槽用ヒーターの全長を簡単な構造で容易に短くすることができる。

また、円筒体内周から温度ヒューズまでの距離を温度ヒューズのいずれの部位においても容易に一定に維持することができるので、温度ヒューズの各部位における温度ばらつきを容易に減少させることができるとともに、円筒体から温度ヒューズへの熱移動を抑制することができるので、水中に沈められているときの温度ヒューズの温度上昇を効果的に抑制することができる。

この発明の実施形態１を示す一部破断正面図である。その回路図である。水槽用ヒーターの正面断面図である。この発明の実施形態２を示す一部破断正面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は観賞魚等の飼育を行う水槽であり、この水槽11内には所定量の水（淡水、海水）Ｗが貯留されている。12、13は前記水槽11から離れて設置された一対の第１通電線であり、これら第１通電線12、13の基端には商用交流電源に接続されるプラグ14が連結され、一方、これら第１通電線12、13の先端にはソケット15が連結されている。16は水温の設定を行う水温設定器17が設けられるとともに、前記水槽11外に設置された制御ユニット18のケースであり、このケース16内を前記第１通電線12、13の途中が通過している。19は水槽11外、詳しくは前記ケース16内に設置されたトライアック、サイリスタ等からなる通電制御素子であり、この通電制御素子19はケース16内を通過している部位の第１通電線12または13、ここでは第１通電線12に設けられ、後述の水槽用ヒーターに対する通電を制御する。

20は水Ｗに沈められている検出ユニットであり、この検出ユニット20の内部にはサーミスタ等から構成された検出センサ21が収納され、この検出センサ21は前記水Ｗの水温を検出し、その検出信号をケース16に収納された比較回路22に出力する。ここで、前記比較回路22には前記検出センサ21からの検出信号の他に、前記水温設定器17からの設定信号も入力されるが、このように検出、設定信号が比較回路22に入力されると、該比較回路22は検出センサ21からの検出信号（検出温度）と水温設定器17からの設定信号（設定温度）とを比較し、検出温度が設定温度未満である場合には、この比較結果に基づき比較回路22に接続されているインバーター回路23から通電制御素子19にゲート電流を出力して通電制御素子19を導通状態とする一方、検出温度が設定温度以上となると、通電制御素子19に対するインバーター回路23からのゲート電流の出力を停止させ、該通電制御素子19を遮断状態とする。なお、24は直流定電圧を生じさせる直流電源回路である。

27は検出ユニット20から離れた位置において水槽11の水Ｗに沈められた水槽用ヒーターであり、この水槽用ヒーター27は両端が開口した細長い円筒状のケース本体28を有し、このケース本体28は、例えばセラミックや石英ガラス等から構成されている。そして、このケース本体28の基端および先端にはゴムやプラスチック等の絶縁材料からなるキャップ29および30がそれぞれ嵌合され、これらキャップ29、30により前記ケース本体28の軸方向両端開口、即ち基端開口および先端開口が閉止される。これらケース本体28、キャップ29、30は内部に密閉空間31が形成されたヒーターケース32を構成する。

前記密閉空間31の基端部および先端部には仕切板35、36がそれぞれ配置され、この仕切板35と前記キャップ29との間、および、仕切板36と前記キャップ30との間の密閉空間31にはそれぞれシリコンコーキング剤からなるシール材37および38がそれぞれ充填されている。前記仕切板35と36との間の密閉空間31内にはケース本体28と同軸で該ケース本体28より小径の円筒状をした円筒体39が収納され、この円筒体39は前記ケース本体28と同様にセラミックや石英ガラス等の耐熱絶縁材料から構成されている。前記円筒体39の周囲にはその軸方向一端（基端）から軸方向他端（先端）に至るまで発熱線40が螺旋状に巻き付けられ、この結果、該発熱線40は前記円筒体39の外周に密着配置されることになる。

ここで、前記発熱線40は、例えばニクロム線、鉄クロム線から構成され、通電されたとき発熱して水槽11内の水Ｗの温度を上昇させる。なお、この発明においては、発熱線40を円筒体39の外周に密着させながら軸方向一端から軸方向他端まで延在させた後、該軸方向他端で折返しながら周方向にずらし、その後、軸方向他端から軸方向一端まで延在させ、次に、該軸方向一端で折り返しながら周方向にずらす作業を繰り返すことで、発熱線40を前記円筒体39の外周に密着配置するようにしてもよい。また、前記円筒体39内の中空空間には該円筒体39の中心軸上を軸線方向に延びる接続線43が配置され、この接続線43の他端（先端）と前記発熱線40の他端（先端）とは円筒体39の軸方向他端より他側においてコネクタ44により接続されている。

ここで、前記接続線43は、通常、銅等の導電性材料から構成されているが、発熱量が少ない場合には、前述した発熱線40と同一材料から構成してもよく、この場合には発熱線と接続線とが一体的に接続されることになる。45は前記接続線43の途中に介装された、ここでは前記円筒体39の内部（前記中空空間）でその軸方向中央部に配置された温度ヒューズであり、この温度ヒューズ45の内部に封入されたヒューズ線46は、ヒーターケース32が空気中に露出したとき、前記発熱線40により高温に加熱されることで溶断し、該発熱線40への通電を遮断する。このようにヒーターケース32の密閉空間31に、発熱線40が外周に密着配置された円筒体39を収納する一方、該円筒体39の内部を延びる接続線43の途中に温度ヒューズ45を介装したので、温度ヒューズ45と発熱線40とが円筒体39を間に挟んだ状態で半径方向に重なり合うこととなり、これにより、水槽用ヒーター27の全長を簡単な構造で容易に短くすることができる。

47は前記温度ヒューズ45の外周と円筒体39の内周との間に介装された一定肉厚の円筒状をした介装体であり、この介装体47は、例えば、グラスウール、ロックウール等の耐熱性の断熱材から構成されている。このように温度ヒューズ45と円筒体39の内周との間に断熱材からなる介装体47を介装するようにすれば、円筒体39の内周から温度ヒューズ45までの距離を温度ヒューズ45のいずれの部位においても容易に一定に維持することができるので、温度ヒューズ45の各部位における温度ばらつきを容易に減少させることができるとともに、円筒体39から温度ヒューズ45への熱移動を抑制することができるので、水中に沈められているときの温度ヒューズ45の温度上昇を効果的に抑制することができる。

50、51は一対の第２通電線であり、これら第２通電線50、51の基端には、前記ソケット15に差し込まれると結合し、引き抜かれると分離する入力プラグ52が設けられている。また、前記第２通電線50の先端にはコネクタ53により前記発熱線40の基端が、さらに、前記第２通電線51の先端にはコネクタ54により接続線43の基端がそれぞれ接続されている。また、前記仕切板35と36との間の密閉空間31には絶縁砂が充満されており、これにより、密閉空間31内における円筒体39の姿勢、位置が一定に保持されている。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、プラグ14は商用交流電源のコンセントに、また、入力プラグ52はソケット15にそれぞれ差し込まれており、検出ユニット20および水槽用ヒーター27は観賞魚の飼育を行う水槽11の水Ｗに沈められているとする。このとき、検出センサ21が前記水Ｗの水温を検出して、該水温に対応する検出信号を比較回路22に出力し、一方、水温設定器17は飼育者が設定した設定温度（目標温度）に対応する設定信号を前記比較回路22に出力する。

この結果、比較回路22は検出センサ21からの検出信号（検出温度）と水温設定器17からの設定信号（設定温度）とを比較するが、このとき、前記検出温度が設定温度未満であると、インバーター回路23から通電制御素子19にゲート電流が出力されるため、通電制御素子19が導通状態となって発熱線40に通電され、該発熱線40が発熱して水Ｗが加熱される。そして、水Ｗの水温が上昇し、検出温度が設定温度（目標温度）以上となると、比較回路22はインバーター回路23からのゲート電流の出力を停止させる。この結果、通電制御素子19は遮断状態となり発熱線40への通電が停止する。このようにして水Ｗの水温が水温設定器17の設定温度にコントロールされる。

図４はこの発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、前記制御ユニット18に検出センサ21を内蔵させて防水構造のコントロールユニット55を構成する、即ち、コントロールユニット55のケースに検出センサ、比較回路、インバーター回路、通電制御素子、直流電源回路を内蔵するとともに、該コントロールユニット55を水槽用ヒーター27近傍における水槽11の水Ｗに沈め、さらに、該コントロールユニット55と水槽用ヒーター27とを該水槽用ヒーター27の全長より短い通電線56を通じて接続している。なお、この実施形態においては、水温設定器17は設置されていないため、水Ｗの水温は一定温度に制御されるが、水温設定器を設けるようにしてもよい。

そして、このようなコントロールユニット55を水槽11内において水槽用ヒーター27より上方に設置しておくと、水槽11の水Ｗの水位が水槽11のひび割れ等によって徐々に低下したとき、コントロールユニット55が水槽用ヒーター27より先に空気中に露出するため、コントロールユニット55を構成する直流電源回路の電源抵抗の発熱により検出センサが加熱されて通電制御素子が遮断状態となり、これにより、水槽用ヒーター27の気中通電を容易に回避することができる。

なお、この発明においては、前述した水槽用ヒーター27のヒーターケース32内でその基端部に通電制御素子19、検出センサ21、比較回路22、インバーター回路23を内蔵させ、水温設定器17のみを水槽11外に設置するようにしてもよい。また、前述した制御ユニット18、検出ユニット20の代わりに、例えばバイメタル式のサーマルプロテクタを用いるとともに、該サーマルプロテクタを水槽用ヒーター27のヒーターケース32内でその基端部に内蔵させるようにしてもよい。

この発明は、水槽の水に沈められ該水槽の水を加熱する水槽用ヒーターの産業分野に適用できる。

11…水槽 31…密閉空間
32…ヒーターケース 39…円筒体
40…発熱線 43…接続線
45…温度ヒューズ 47…介装体
Ｗ…水

Claims

内部に密閉空間が形成され水槽の水に沈められるヒーターケースと、該ヒーターケースの密閉空間に収納され絶縁材料からなる円筒体と、該円筒体の外周に密着配置され通電されたとき発熱する発熱線と、前記発熱線に接続され、円筒体の内部を軸線方向に延びる接続線と、該接続線の途中に介装され、前記ヒーターケースが空気中に露出したとき、前記発熱線により加熱されて溶断することで、該発熱線への通電を遮断する温度ヒューズとを備え、前記温度ヒューズと円筒体の内周との間に断熱材からなる介装体を介装したことを特徴とする水槽用ヒーター。