JPH04120195U - 熱電素子の故障検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直列接続された複数個の熱電素子の故障を簡
単かつ安価な構成で検知できるようにする。 【構成】 直列接続された複数個の熱電素子２のうち任
意の１個の熱電素子２の両端に、限流用抵抗９と故障判
別表示用発光ダイオード１０との直列回路を並列接続す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子冷却器や溶液温調装置等に使用される熱電素子において、その 短絡，開放等の故障を検知する熱電素子の故障検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、熱電素子を用いた機器では、熱容量の関係上、熱電素子を複数個使用 する場合が多い。例えば溶液温調装置では、図４に示すように、水タンク１の側 壁に複数個の熱電素子２をそれぞれの吸熱面を接合して取り付けると共に、放熱 フィン３を各熱電素子２のそれぞれの発熱面に接合して取り付ける構成になって おり、各熱電素子２の駆動により、水タンク１内の水を所定温度に冷却できるよ うになっている。

【０００３】 この場合、熱電素子２に供給すべき必要電力が大きくなるが、効率が良いこと から多くの場合各熱電素子２を直列接続して電力供給する方法が採用される。 ところが、このような直列使用では、１個の熱電素子が故障すると残りの熱電 素子への電力供給が妨げられ、機器の機能が停止する不都合がある。

【０００４】 このため、直列接続された複数個の熱電素子のいずれが故障してもこれを検知 できるものとして、従来では図５に示すような故障検知装置が用いられている。 すなわち、端子Ｐ，Ｎ間に複数個の熱電素子２及び抵抗値Ｒの分圧抵抗４を直 列に接続し、各熱電素子２に直流電流ｉを流すと共に、分圧抵抗４の両端に生じ た電圧ｉ・Ｒを増幅器５で増幅し、この増幅出力を判定回路６でレベル判定する 。

【０００５】 この判定回路６では、各熱電素子２の正常動作時における増幅器５の増幅出力 に所定の幅を持たせて正常範囲を設定し、増幅出力が正常範囲を超える場合又は 正常範囲に満たない場合は各熱電素子２のどれかが短絡又は開放したとして、直 流電源＋Ｂにより限流用抵抗７を介して発光ダイオード８を点灯し、増幅出力が 正常範囲内の場合は発光ダイオード８を消灯に制御するようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来の故障検知装置にあっては、故障検知のために増幅器５，判定回 路６，発光ダイオード８等を用いる構成であるため、これらの駆動電源が必要に なり、しかも、これら個々に独立した、いわゆるディスクリート部品を必要とす るため、構造が複雑になるうえ高価になる欠点がある。 また、各熱電素子２の加熱，冷却を切り換えるために電流方向を逆にする必要 が生じた場合は、この逆極性のレベル判定を行うための判定回路が別途必要とな り、ディスクリート部品がさらに増加する結果となる。

【０００７】 本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に留意してなされたものであ り、その目的とするところは、簡単かつ安価な構成で熱電素子の故障を検知でき る熱電素子の故障検知装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために、本考案の熱電素子の故障検知装置においては、直 列接続された複数個の熱電素子のうち任意の１個の熱電素子の両端に、限流用抵 抗と故障判別表示用発光ダイオードとの直列回路を並列接続してなるものである 。

【０００９】 また、発光ダイオードの両端にこれとは逆極性の発光ダイオードを並列接続し てもよい。 前述の場合、限流用抵抗にヒューズ特性を持たせることが望ましい。 さらに、ヒューズ特性を有する限流用抵抗を用いる代わりに、抵抗と発光ダイ オードとの直列回路にヒューズを直列接続することもできる。

【００１０】

【作用】 前記のように構成された故障検知装置にあっては、直列接続された複数個の熱 電素子に電流を流すと、任意の１個の熱電素子の両端にその内部抵抗による電圧 が発生し、これが抵抗と発光ダイオードとの直列回路に供給されることから発光 ダイオードが点灯する。

【００１１】 そして、他の熱電素子のいずれかが開放故障すると、この任意の１個の熱電素 子への通電が停止するため、発光ダイオードが消灯し、あるいは任意の１個の熱 電素子が短絡故障すると、これに並列の発光ダイオードに電流が流れなく、消灯 し、故障が検知される。 ここで、発光ダイオードに並列にこれとは逆極性の発光ダイオードを接続して おけば、各熱電素子に流す電流を極性制御した場合においても、前述と同様の故 障検知が実現する。

【００１２】 さらに、限流用抵抗にヒューズ特性を持たせた場合、あるいは抵抗及び発光ダ イオードに直列にヒューズを接続した場合、熱電素子のいずれかが短絡故障する と、抵抗，発光ダイオードに流れる電流が増加するため、ヒューズ特性を有する 抵抗あるいはヒューズが溶断して発光ダイオードが消灯し、各熱電素子の開放故 障と合わせて短絡故障も検知できることになる。

【００１３】

【実施例】

実施例につき、図１ないし図３を用いて説明する。 まず、図１は実施例１を示したものであり、電子冷却器や溶液温調装置等に使 用される複数個の熱電素子２を端子Ｐ，Ｎ間に直列接続し、任意の１個の熱電素 子２の両端に限流用抵抗９と故障判別表示用発光ダイオード１０との直列回路を 並列接続したものである。 そして、各熱電素子２に直流電流ｉを流すと、熱電素子２の内部抵抗γにより 電圧ｉ・γが抵抗９と発光ダイオード１０との直列回路に供給されるため、発光 ダイオード１０が点灯し、各熱電素子２の正常状態が表示される。

【００１４】 一方、前記任意の熱電素子２以外の熱電素子２において故障（開放）が発生す ると、他のすべての熱電素子２への電流供給が断たれるため、発光ダイオード１ ０は消灯し、これにより故障を検知できることになる。 また、前記任意の熱電素子２において短絡故障が発生すると、これに並列接続 された抵抗９及び発光ダイオード１０に電流が流れなくなるため、発光ダイオー ド１０が消灯し、これにより故障を検知できる。 なお、各熱電素子２の加熱，冷却を切り換えるために電流方向を逆にする必要 が生じた場合は、発光ダイオード１０の極性を変更するだけで対応できる。

【００１５】 図２は実施例２の要部を示したものであり、抵抗９に直列接続された発光ダイ オード１０に、これとは逆極性の発光ダイオード１１を並列接続し、各熱電素子 ２への供給電流を極性制御する場合に双方向の発光ダイオード１０，１１で故障 （開放）を表示するようにしたものである。

【００１６】 ここで、実施例１及び実施例２において、限流用抵抗９としてヒューズ特性を 有するものを採用すれば、前述した故障以外の故障も検知することが可能となる 。 すなわち、前記任意の熱電素子２以外の熱電素子２において短絡故障が発生す ると、他の各熱電素子２に流れる電流が増加し、抵抗９に流れる電流も増加する ため、これがそのヒューズ特性により溶断し、発光ダイオード１０が消灯し、故 障が検知される。

【００１７】 さらに、前記任意の熱電素子２において、これが開放故障すると、これに並列 の抵抗９と発光ダイオード１０とに全電流が流れるため、抵抗９が溶断して発光 ダイオード１０が消灯し、この結果、すべての熱電素子２の故障に対してこれを 検知できることになる。

【００１８】 図３は実施例３の要部を示したものであり、抵抗９にヒューズ特性を持たせる 代わりに、抵抗９に直列にヒューズ１２を接続したものである。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているため、つぎに記載する効果を奏 する。 熱電素子の両端に抵抗と発光ダイオードとの直列回路を並列接続し、熱電素子 の故障時に発光ダイオードを点灯から消灯に切り換わるようにして故障を検知で きるようにしたので、従来のようなディスクリート部品が不要となるうえこれら を駆動するための電源も不要となり、構成が極めて簡単になり、かつ安価になる 。

【００２０】 また、発光ダイオードに逆極性の別の発光ダイオードを並列接続すれば、熱電 素子への供給電流を極性制御する場合であっても熱電素子の故障を検知でき、さ らに、抵抗にヒューズ特性を持たせることにより、あるいは別途ヒューズを抵抗 に直列に設けることにより、各熱電素子の開放，短絡のすべての故障を確実に検 知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による熱電素子の故障検知装置の実施例
１を示す結線図である。

【図２】本考案の実施例２を示す要部の結線図である。

【図３】本考案の実施例３を示す要部の結線図である。

【図４】一般の溶液温調装置を示す断面図である。

【図５】従来例を示す結線図である。

【符号の説明】

２ 熱電素子 ９ 限流用抵抗 １０ 発光ダイオード １１ 発光ダイオード １２ ヒューズ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続された複数個の熱電素子のうち
   任意の１個の熱電素子の両端に、限流用抵抗と故障判別
   表示用発光ダイオードとの直列回路を並列接続してなる
   熱電素子の故障検知装置。
2. 【請求項２】 発光ダイオードの両端に該発光ダイオー
   ドとは逆極性の発光ダイオードを並列接続してなる請求
   項１記載の熱電素子の故障検知装置。
3. 【請求項３】 抵抗がヒューズ特性を有することを特徴
   とする請求項１又は２記載の熱電素子の故障検知装置。
4. 【請求項４】 抵抗と発光ダイオードとの直列回路にヒ
   ューズを直列に接続してなる請求項１又は２記載の熱電
   素子の故障検知装置。