JPH0752203Y2 - 水道凍結防止帯用節電ユニット - Google Patents
水道凍結防止帯用節電ユニットInfo
- Publication number
- JPH0752203Y2 JPH0752203Y2 JP1992055152U JP5515292U JPH0752203Y2 JP H0752203 Y2 JPH0752203 Y2 JP H0752203Y2 JP 1992055152 U JP1992055152 U JP 1992055152U JP 5515292 U JP5515292 U JP 5515292U JP H0752203 Y2 JPH0752203 Y2 JP H0752203Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- temperature
- voltage phase
- freezing
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は水道凍結防止帯用節電ユ
ニットに関し、特にヒータの消費電力を低減させるもの
に関する。
ニットに関し、特にヒータの消費電力を低減させるもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】冬季の寒冷地においては気温が氷点下を
大きく下回り、水道管内の水が凍結することがしばしば
ある。水栓が閉じられている状態で水道管内の水が凍結
すると、凍結による体積の増加によって水道管が破裂す
ることになる。このような事態を避ける手段として、例
えば、水栓を完全に締めずに１分当り１リットル程度の
放水を行ったり、水道管付近に配した帯状ヒータで水道
管を保温したりすることが行われている。しかし、少量
の放水も冬季を通して見ると大変な量の水を必要とする
にも拘らず、気温が非常に低い場合にはあまり効果がな
い。一方、ヒータは有効に作用するが、その消費電力は
ひと冬で数１０〜１００ｋｗｈ以上に昇り、近年におけ
る省エネルギ思想に逆行する要素を含んでいる。
大きく下回り、水道管内の水が凍結することがしばしば
ある。水栓が閉じられている状態で水道管内の水が凍結
すると、凍結による体積の増加によって水道管が破裂す
ることになる。このような事態を避ける手段として、例
えば、水栓を完全に締めずに１分当り１リットル程度の
放水を行ったり、水道管付近に配した帯状ヒータで水道
管を保温したりすることが行われている。しかし、少量
の放水も冬季を通して見ると大変な量の水を必要とする
にも拘らず、気温が非常に低い場合にはあまり効果がな
い。一方、ヒータは有効に作用するが、その消費電力は
ひと冬で数１０〜１００ｋｗｈ以上に昇り、近年におけ
る省エネルギ思想に逆行する要素を含んでいる。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】一般に帯状ヒータは、
電源コードの先端にフレキシブルなヒータとサーモスタ
ットを一体に形成した簡単な構成であるから、コスト的
には最も有利である反面、人手を介して通電させなけれ
ばならないと云う操作上の煩わしさがある。万一、通電
させるのを忘れると水道管を破損させる危険性があり、
逆に通電を止めるのを忘れると無駄な電気を消費するこ
とになると云う課題を有している。
電源コードの先端にフレキシブルなヒータとサーモスタ
ットを一体に形成した簡単な構成であるから、コスト的
には最も有利である反面、人手を介して通電させなけれ
ばならないと云う操作上の煩わしさがある。万一、通電
させるのを忘れると水道管を破損させる危険性があり、
逆に通電を止めるのを忘れると無駄な電気を消費するこ
とになると云う課題を有している。
【０００４】このような人手を介する煩わしさを避ける
ために、温度センサを用いてヒータの通電制御を行うと
共に、節電を行う手段が実公平１−３５４３５号公報に
記載されている。これは、０〜２℃以上の非凍結温度を
通電時間０％とし、一方、最低予想気温を通電時間１０
０％として、この両者の間で通電時間を気温に比例変化
させて節電を行うものである。この考案は、温度制御に
サーミスタ等の温度センサによりヒータを制御するの
で、上記した課題は解決されているが、以下の点におい
て課題を有している。
ために、温度センサを用いてヒータの通電制御を行うと
共に、節電を行う手段が実公平１−３５４３５号公報に
記載されている。これは、０〜２℃以上の非凍結温度を
通電時間０％とし、一方、最低予想気温を通電時間１０
０％として、この両者の間で通電時間を気温に比例変化
させて節電を行うものである。この考案は、温度制御に
サーミスタ等の温度センサによりヒータを制御するの
で、上記した課題は解決されているが、以下の点におい
て課題を有している。
【０００５】即ち、上記公報に記載された手段を実施す
るに当っては、コントローラが複雑になることを避ける
ことができない。つまり、このような特定地域で特定季
節のみに用いる特殊な商品は、大量生産によるコストダ
ウンを享受することは実質的に困難であり、低コストで
提供するためには可能な限り簡単な構成とすることが必
要である。しかも、最低予想気温と云う不確定で曖昧な
概念は内部構造に精通していない一般使用者の混乱を招
く可能性が高く、十分に性能を引き出すことが困難であ
るばかりか、実際の気温が予想に反したときは十分な発
熱量を得ることができないために水道管を破損させる危
険性を有している。
るに当っては、コントローラが複雑になることを避ける
ことができない。つまり、このような特定地域で特定季
節のみに用いる特殊な商品は、大量生産によるコストダ
ウンを享受することは実質的に困難であり、低コストで
提供するためには可能な限り簡単な構成とすることが必
要である。しかも、最低予想気温と云う不確定で曖昧な
概念は内部構造に精通していない一般使用者の混乱を招
く可能性が高く、十分に性能を引き出すことが困難であ
るばかりか、実際の気温が予想に反したときは十分な発
熱量を得ることができないために水道管を破損させる危
険性を有している。
【０００６】本考案はこのような状況に鑑みて開発され
たものであり、従来より用いられている凍結防止帯を用
いて、確定的な要素のみでヒータの制御を行って節電を
し、簡単な構成、低コストでありながら商品価値の高い
製品を提供することを目的とする。
たものであり、従来より用いられている凍結防止帯を用
いて、確定的な要素のみでヒータの制御を行って節電を
し、簡単な構成、低コストでありながら商品価値の高い
製品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、水道管に長尺状のヒータを回巻し、このヒータに
交流電源を通電して発熱させることで凍結による水道管
の破損を防止する装置に用いるユニットであって、凍結
温度、及び非凍結温度を検出する温度検出手段と、ヒー
タへの通電開始温度、及び、通電停止温度を決定する温
度設定手段と、ヒータに供給する交流電源に同期した零
電圧位相トリガ手段と、温度検出手段の検出出力でヒー
タの通電を行うスイッチング手段からなり、上記したス
イッチング手段を零電圧位相トリガで制御し、ヒータに
印加する交流電圧の波形を正電圧位相、または、負電圧
位相のみに変換してヒータの消費電力を低減させること
を特徴とする構成とした。
めに、水道管に長尺状のヒータを回巻し、このヒータに
交流電源を通電して発熱させることで凍結による水道管
の破損を防止する装置に用いるユニットであって、凍結
温度、及び非凍結温度を検出する温度検出手段と、ヒー
タへの通電開始温度、及び、通電停止温度を決定する温
度設定手段と、ヒータに供給する交流電源に同期した零
電圧位相トリガ手段と、温度検出手段の検出出力でヒー
タの通電を行うスイッチング手段からなり、上記したス
イッチング手段を零電圧位相トリガで制御し、ヒータに
印加する交流電圧の波形を正電圧位相、または、負電圧
位相のみに変換してヒータの消費電力を低減させること
を特徴とする構成とした。
【０００８】
【作用】温度検出手段は、外気温が温度設定手段により
設定された通電開始温度（凍結温度）以下になったこと
を検出するとスイッチング手段はＯＮになり、本考案の
節電ユニットに接続されたヒータは加熱され、水道管内
の水温は氷点下とならないように温められる。外気温が
通電停止温度（非凍結温度）以上になると、スイッチン
グ手段はＯＦＦになりヒータへの通電を停止し、不必要
な電力の消費を避けている。そして、このようなＯＮ−
ＯＦＦ動作を繰り返すことで水道管が保温されて、凍結
による破損を防止している。
設定された通電開始温度（凍結温度）以下になったこと
を検出するとスイッチング手段はＯＮになり、本考案の
節電ユニットに接続されたヒータは加熱され、水道管内
の水温は氷点下とならないように温められる。外気温が
通電停止温度（非凍結温度）以上になると、スイッチン
グ手段はＯＦＦになりヒータへの通電を停止し、不必要
な電力の消費を避けている。そして、このようなＯＮ−
ＯＦＦ動作を繰り返すことで水道管が保温されて、凍結
による破損を防止している。
【０００９】さらに、ヒーターへの通電を司るスイッチ
ング手段は、ヒータに供給する交流電源に同期した零電
圧位相トリガ手段のトリガ信号でＯＮ−ＯＦＦされる。
この結果、ヒータに印加される電圧波形は、交流波形か
ら正電圧位相、又は、負電圧位相だけの波形に変換され
る。つまり、ヒータには正電圧位相と負電圧位相双方の
ピーク電圧が印加されていたものが、正電圧位相、又
は、負電圧位相だけのピーク電圧が印加されるので節電
をすることができる。
ング手段は、ヒータに供給する交流電源に同期した零電
圧位相トリガ手段のトリガ信号でＯＮ−ＯＦＦされる。
この結果、ヒータに印加される電圧波形は、交流波形か
ら正電圧位相、又は、負電圧位相だけの波形に変換され
る。つまり、ヒータには正電圧位相と負電圧位相双方の
ピーク電圧が印加されていたものが、正電圧位相、又
は、負電圧位相だけのピーク電圧が印加されるので節電
をすることができる。
【００１０】
【実施例】図１は本考案の水道凍結防止帯用節電ユニッ
トの一実施例のブロック図であり、１はユニット本体、
２は温度センサ、３はヒータ、２０は水道管を示してい
る。ユニット本体１は、ケーシング１１に収められた基
板１４上に電源回路４、差動増幅回路５、ゲイン調整回
路６、シュミット回路７、トリガ回路８、スイッチング
回路９が構成され、上記した温度センサ２は差動増幅回
路５に接続され、また、水道管２０に回巻されたヒータ
３は、ケーシング１１に設けたコンセント１０を介して
スイッチング回路９に接続されている。
トの一実施例のブロック図であり、１はユニット本体、
２は温度センサ、３はヒータ、２０は水道管を示してい
る。ユニット本体１は、ケーシング１１に収められた基
板１４上に電源回路４、差動増幅回路５、ゲイン調整回
路６、シュミット回路７、トリガ回路８、スイッチング
回路９が構成され、上記した温度センサ２は差動増幅回
路５に接続され、また、水道管２０に回巻されたヒータ
３は、ケーシング１１に設けたコンセント１０を介して
スイッチング回路９に接続されている。
【００１１】温度センサ２は図３、及び図４に示される
ように、ケーシング１１に形成された外気導入のための
スリット１２を有するコンパートメント１３内に配置さ
れる。本実施例において温度センサ２は、サーミスタ、
サーモカップル、トランジスタ、ダイオード等さまざま
な素子を用いることができるが、本実施例では白金温度
センサを用いている。また、ヒータ３は一般に市販され
ている、電源コードの先端にフレキシブルヒータとサー
モスタットが一体に形成された構成のものを用い、ケー
シング１１には、このヒータ３を接続する複数個、例え
ば３連のコンセント１０を設けている。
ように、ケーシング１１に形成された外気導入のための
スリット１２を有するコンパートメント１３内に配置さ
れる。本実施例において温度センサ２は、サーミスタ、
サーモカップル、トランジスタ、ダイオード等さまざま
な素子を用いることができるが、本実施例では白金温度
センサを用いている。また、ヒータ３は一般に市販され
ている、電源コードの先端にフレキシブルヒータとサー
モスタットが一体に形成された構成のものを用い、ケー
シング１１には、このヒータ３を接続する複数個、例え
ば３連のコンセント１０を設けている。
【００１２】ユニット本体１を構成する各回路４〜９は
ソリッドステート化するのが好ましい。特に、回路４〜
８はＩＣ化するとユニット本体１を小型化できると共に
製造コストの削減をもたらすことができる。また、スイ
ッチング回路９はヒータ３の通電制御をするところでト
リガ回路８によって制御されるため、トランジスタやサ
イリスタ等の大電流がドライブできる半導体素子を用い
ている。なお、本実施例のユニット本体１は屋外で用い
ることができるように、ケーシング１１は適宜防水処理
を施すのが好ましく、また、ユニット本体１の設置が容
易なように取付部１１ａを設けている。
ソリッドステート化するのが好ましい。特に、回路４〜
８はＩＣ化するとユニット本体１を小型化できると共に
製造コストの削減をもたらすことができる。また、スイ
ッチング回路９はヒータ３の通電制御をするところでト
リガ回路８によって制御されるため、トランジスタやサ
イリスタ等の大電流がドライブできる半導体素子を用い
ている。なお、本実施例のユニット本体１は屋外で用い
ることができるように、ケーシング１１は適宜防水処理
を施すのが好ましく、また、ユニット本体１の設置が容
易なように取付部１１ａを設けている。
【００１３】次に、本実施例の作用の説明を行う。本実
施例のユニット本体１は図５に示されるようにして用い
られ、まず、ユニット本体１に設けた電源コード１７を
電源に接続すると、電源表示ＬＥＤ１５が点灯し、使用
可能な状態となる。ケーシング１１のコンパートメント
１３内に収められた温度検出手段である温度センサ２
は、温度設定手段である差動増幅回路５により設定され
た通電開始温度（凍結温度）、例えば３℃以下になった
ことを検出すると、スイッチ手段であるスイッチング回
路９はＯＮになる。すると、通電表示ＬＥＤ１６が点灯
すると共に、ケーシング１１に設けたコンセント１０を
介して接続されたヒータ３は加熱され、水道管２０内の
水温は氷点下とならないように温められる。
施例のユニット本体１は図５に示されるようにして用い
られ、まず、ユニット本体１に設けた電源コード１７を
電源に接続すると、電源表示ＬＥＤ１５が点灯し、使用
可能な状態となる。ケーシング１１のコンパートメント
１３内に収められた温度検出手段である温度センサ２
は、温度設定手段である差動増幅回路５により設定され
た通電開始温度（凍結温度）、例えば３℃以下になった
ことを検出すると、スイッチ手段であるスイッチング回
路９はＯＮになる。すると、通電表示ＬＥＤ１６が点灯
すると共に、ケーシング１１に設けたコンセント１０を
介して接続されたヒータ３は加熱され、水道管２０内の
水温は氷点下とならないように温められる。
【００１４】また、外気温が、温度設定手段であるゲイ
ン調整回路６に設定された通電停止温度（非凍結温
度）、例えば５℃以上になると、スイッチング回路９は
ＯＦＦになりヒータ３への通電を停止すると共に、通電
表示ＬＥＤ１６が消灯する。そして、このようなスイッ
チング回路９のＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返すことで水道
管２０が保温されて凍結による破損を防止している。
ン調整回路６に設定された通電停止温度（非凍結温
度）、例えば５℃以上になると、スイッチング回路９は
ＯＦＦになりヒータ３への通電を停止すると共に、通電
表示ＬＥＤ１６が消灯する。そして、このようなスイッ
チング回路９のＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返すことで水道
管２０が保温されて凍結による破損を防止している。
【００１５】このように、本実施例ではヒータ３の温度
制御に、ヒータ３に設けられたサーモスタットに併せて
ユニット本体の温度センサ２を用いているので、細かい
温度制御が可能となっている。つまり、ゲイン調整回路
６の設定により通電開始温度と通電停止温度の幅は任意
に設定することができるようになっている。なお、通電
開始温度と通電停止温度の設定温度を同じにすると、こ
の温度付近でのスイッチング回路９の動作が不安定にな
る可能性があるため、２℃程度のヒステリシスを持たせ
ている。また、電源回路４はユニット本体１の各回路５
〜９を賄うもので、例えば９〜１２Ｖ程度の直流を供給
している。
制御に、ヒータ３に設けられたサーモスタットに併せて
ユニット本体の温度センサ２を用いているので、細かい
温度制御が可能となっている。つまり、ゲイン調整回路
６の設定により通電開始温度と通電停止温度の幅は任意
に設定することができるようになっている。なお、通電
開始温度と通電停止温度の設定温度を同じにすると、こ
の温度付近でのスイッチング回路９の動作が不安定にな
る可能性があるため、２℃程度のヒステリシスを持たせ
ている。また、電源回路４はユニット本体１の各回路５
〜９を賄うもので、例えば９〜１２Ｖ程度の直流を供給
している。
【００１６】ヒーター３への通電を制御するスイッチン
グ回路９は、零電圧位相トリガ手段であるトリガ回路８
の出力信号でシュミット回路７を零電圧時にトリガする
ことでＯＮ−ＯＦＦされる。この結果、ヒータ３に印加
される電圧波形は図２ａ、ｂに示されるように、正弦波
形から正電圧位相、または、負電圧位相だけの波形に変
換される。つまり、ヒータ３に印加される電圧は、従来
約２８２．８Ｖｐ−ｐ（１００Ｖｒｍｓ）であったもの
が、約１４１．４Ｖｐ−ｐとなるので節電をすることが
できる。なお、図２ａに示した波形と図２ｂに示した波
形の違いはスイッチング回路９の構成の違いによるもの
である。図２ｂに示した波形の方が効率良く節電が行え
るものであるが、これらは実施に応じて最適な方を選択
すると良い。
グ回路９は、零電圧位相トリガ手段であるトリガ回路８
の出力信号でシュミット回路７を零電圧時にトリガする
ことでＯＮ−ＯＦＦされる。この結果、ヒータ３に印加
される電圧波形は図２ａ、ｂに示されるように、正弦波
形から正電圧位相、または、負電圧位相だけの波形に変
換される。つまり、ヒータ３に印加される電圧は、従来
約２８２．８Ｖｐ−ｐ（１００Ｖｒｍｓ）であったもの
が、約１４１．４Ｖｐ−ｐとなるので節電をすることが
できる。なお、図２ａに示した波形と図２ｂに示した波
形の違いはスイッチング回路９の構成の違いによるもの
である。図２ｂに示した波形の方が効率良く節電が行え
るものであるが、これらは実施に応じて最適な方を選択
すると良い。
【００１７】
【考案の効果】以上の説明で明らかな通り本考案によれ
ば、ヒータの制御に温度センサを用いたので、繊細な温
度制御により無駄な通電時間を省くことができ、併せて
ヒータに印加する電圧波形を変化させることで節電が行
える。しかも、従来例に見られるような最低予想気温と
云う不確定な概念を用いずに、水道管の凍結温度か否か
と云う確定的な要素のみでヒータの制御を行うので、操
作方法に混乱を来すことがなく、誰が使用しても一様に
確実な結果が得られるものである。また、実施に当って
は、比較的簡単な構成で実施することができるので、安
価で商品価値の高い製品を提供することができる等の優
れた効果を有するものである。
ば、ヒータの制御に温度センサを用いたので、繊細な温
度制御により無駄な通電時間を省くことができ、併せて
ヒータに印加する電圧波形を変化させることで節電が行
える。しかも、従来例に見られるような最低予想気温と
云う不確定な概念を用いずに、水道管の凍結温度か否か
と云う確定的な要素のみでヒータの制御を行うので、操
作方法に混乱を来すことがなく、誰が使用しても一様に
確実な結果が得られるものである。また、実施に当って
は、比較的簡単な構成で実施することができるので、安
価で商品価値の高い製品を提供することができる等の優
れた効果を有するものである。
【図１】本考案の一実施例におけるブロック図である。
【図２】ヒータに印加される電圧の波形を示す図であ
る。
る。
【図３】ユニット本体の内部構造を示す概略図である。
【図４】ユニット本体の底面を示す図である。
【図５】本実施例の使用状態を示す参考図である
１ ユニット本体 ２ 温度センサ ３ ヒータ ５ 差動増幅回路 ６ ゲイン調整回路 ７ シュミット回路 ８ トリガ回路 ９ スイッチング回路 ２０ 水道管
Claims (1)
- 【請求項１】 水道管に長尺状のヒータを回巻し、この
ヒータに交流電源を通電して発熱させることで凍結によ
る水道管の破損を防止する装置に用いるユニットであっ
て、凍結温度、及び非凍結温度を検出する温度検出手段
と、ヒータへの通電開始温度、及び、通電停止温度を決
定する温度設定手段と、ヒータに供給する交流電源に同
期した零電圧位相トリガ手段と、温度検出手段の検出出
力でヒータの通電を行うスイッチング手段からなり、上
記したスイッチング手段を零電圧位相トリガで制御し、
ヒータに印加する交流電圧の波形を正電圧位相、また
は、負電圧位相のみに変換してヒータの消費電力を低減
させることを特徴とする水道凍結防止帯用節電ユニッ
ト。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992055152U JPH0752203Y2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 水道凍結防止帯用節電ユニット |
| KR1019920018599A KR100208418B1 (ko) | 1992-07-15 | 1992-10-09 | 수도 동결 방지 대용 절전 유닛 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992055152U JPH0752203Y2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 水道凍結防止帯用節電ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618470U JPH0618470U (ja) | 1994-03-11 |
| JPH0752203Y2 true JPH0752203Y2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=12990784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992055152U Expired - Lifetime JPH0752203Y2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 水道凍結防止帯用節電ユニット |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752203Y2 (ja) |
| KR (1) | KR100208418B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455515B1 (ko) * | 2002-08-01 | 2004-11-06 | 경상남도 | 파프리카소스 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP1992055152U patent/JPH0752203Y2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-09 KR KR1019920018599A patent/KR100208418B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0618470U (ja) | 1994-03-11 |
| KR100208418B1 (ko) | 1999-07-15 |
| KR940002533A (ko) | 1994-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |