JPH09121716A - 水槽用液体加熱および保温装置 - Google Patents

水槽用液体加熱および保温装置

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JPH09121716A
JPH09121716A JP8203546A JP20354696A JPH09121716A JP H09121716 A JPH09121716 A JP H09121716A JP 8203546 A JP8203546 A JP 8203546A JP 20354696 A JP20354696 A JP 20354696A JP H09121716 A JPH09121716 A JP H09121716A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水槽内の液体を加熱し、かつ保温する装置を
提案する。 【解決手段】 ケーシング(1) と、前記ケーシング内部
に設けた少なくとも一つのヒータ要素(2) と、サーモス
タット(3) と、前記ヒータ要素(2) を前記サーモスタッ
ト(3) と共に外部電源と直列に接続する電気回路と、前
記サーモスタット(3) と接続し、前記ケーシング(1) 外
より作動させる前記ヒータ要素(2) の調節手段(20, 22,
31)と、前記ヒータ要素(2) の作動状態を表示する発光
手段(23)とを具え、前記ケーシング(1) 内部に、第一の
壁(6) で取り囲まれる少なくとも一つの管状の貫通した
空洞部(5) を設け、前記ヒータ要素(2) の少なくとも一
つを前記壁(6) の外側に配置し、かつ前記空洞部の両端
部(7a, 7b)を、加熱する液体が通過できるように開放す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を加熱し、か
つ一定温度に維持可能な手段を用いる装置に関するもの
である。
【０００２】特に、上記のような装置は水槽内の水の加
熱に使用可能であり、実際、これは本発明で直接提示す
る適用例である。しかしながら、このことは、何ら限定
を与えることを意味するものではなく、本発明の範囲
は、他の技術分野、例えば写真現像所および／またはス
タジオのような、所定量の液体を加熱し、かつ、ほぼ一
定の温度に維持する必要のある分野をも含むものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】従来の加熱装置は、通常、ヒータ要素
と、サーモスタットおよびスイッチを含む電気回路とを
具え、ヒータ要素は、サーモスタットおよびスイッチを
経て外部電源と接続する。これらの部品は、装置を制御
するために設けた手段と共に一つのケーシング内に納め
られ、使用者によって外部から操作が可能であり、また
ヒータ要素の作動状態を視覚的に表示する手段をも具え
ることがある。
【０００４】こうした加熱装置の一例として、イタリア
国特許30694 B/86に開示されたものがあり、この装置
は、全体がガラス製で、一端が閉じられ、他端が開放さ
れた管状に形成したケーシングと、これに備え付けのキ
ャップとを具え、加熱する液体中に装置のほぼ全体を浸
漬するため、構成部品をケーシングに収容し、かつ強固
にシールしている。
【０００５】こうした装置には、本質的に、ケーシング
の構成に使用する材料および熱交換の機構から来るある
種の欠点を有する。特に後者は、装置のエネルギー効率
全体の低さ、すなわち、熱伝達に関する効率の低さに起
因するものである。
【０００６】実際、ガラスの、壊れ易いという性質は、
ケーシングを本質的に危険なものとし、使用者を感電死
の危険にさらす。これは、使用時に装置を水中に浸漬す
るためである。
【０００７】熱交換の効率の低さは、第一に、以下のこ
とにより生じるものである。すなわち、液体と接触して
動作する、このような形式の電気機器の安全性への影響
という理由から、ヒータ要素は、過熱および熱衝撃によ
り誘起される破損を避けるため、ガラスから所定の距離
だけ離間して配置し、そのため熱エネルギー伝達におけ
る伝導される成分は、ヒータ要素を最終的に熱交換が生
じる表面から物理的に分離する空気層によって強く制限
される。
【０００８】第二の例として、本願出願人によるイタリ
ア国特許出願VI 94 A 000068に開示されたものがある。
この発明によれば、より効率的な熱交換が、ヒータ要素
周りのケーシングの特殊な構造と配置を採用することに
より得られ、それによってヒータ要素を熱交換が行われ
る表面に接触して配置することができるが、これは全て
の関連する安全基準を遵守するものである。
【０００９】しかしながら、上述したこれら二つの例お
よび通常の従来型の装置においては、これらの装置を液
体中に浸漬して使用し、発生した熱は、加熱する液体の
大部分に対して、ケーシングを通して非選択的に放射さ
れるものである。
【００１０】結果として、加熱装置自体の周囲の一定の
温度層により、緩慢な対流が液体全体中に生じ、この対
流が液体の大部分に与えられた熱の素早い均一化を妨
げ、かつ装置のごく近傍での温度勾配を減少させ、した
がって、熱による負の条件の運動論的プロセスが伝達さ
れる。
【００１１】さらに、ガラスの本質的な壊れ易さから来
る、安全性についての深刻な問題は解決されないままで
あるにもかかわらず、プラスチック材料を用いたケーシ
ングの形成によって、この難題を解決しようとする、少
なくとも一つの試みがなされている。この解決策は、熱
交換の厳しい問題をより悪化させるという、エネルギー
効率に関して、また熱サイクルによって誘起される応力
に対する抵抗に関しても、決定的に不十分な結果を与
え、さらに加水分解に繋がる不所望の効果をも付加する
こととなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、周囲の水全体から完全に独立したまま熱伝導過
程の運動論的機構に影響する範囲での相互作用を通し
て、より効率的な熱交換を確実なものとし、かつ、それ
故水の加熱をより急速に行うことの可能な装置を提供す
ることにより、前記の問題点を克服することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前述の目的は、本願発明
の特許請求の範囲に記載した特徴を有する加熱装置によ
り実現され、本装置においては、ケーシング内側に亘っ
て第一の壁に囲まれた管状の空洞と、この空洞の外側に
加熱要素を配置し、空洞の二つの対向する端部が、加熱
する液体が通過できるように開放されている。
【００１４】上記で概要を述べた構造の装置において、
熱交換のプロセスは、前記管状の空洞内のわずかな量の
液体のみを含むものであり、したがって、これは温める
液体全体の量に対して最小限の割合となる。それ故、同
様の従来の装置と比較して、ヒータ要素の所定の放熱量
は、より大きな対流を発生させるのに利用可能である。
これは、より大きくなった液体の速度が、熱放出表面と
加熱された液体との間の熱交換の効率全体を増加させ、
したがって本装置によりエネルギー効率の改善が、全体
としてかなりのものとなるからである。
【００１５】本発明による利点を得るために、ケーシン
グ自体がプラスチック材料（熱および電気の絶縁体）か
ら形成される第二の壁を具え、この壁を、ガラス製の前
記第一の壁を囲むように配置する。本装置の構成要素の
配置は、先に示した、空洞内の液体に、より大きな熱を
集中させることによる、より大きなエネルギー効率を得
るのみならず、前記ガラス壁を偶発的な衝撃に対して安
全に防護し、かつそれによって本装置を従来の装置より
も、顕著に安全なものとする。
【００１６】本発明による他の利点は、装置を液体中に
浸漬することなく、水槽の外部に設置することが可能な
ことであり、その利点は、安全性のために、より防護さ
れた場所を選択できることであり、また、本装置を、一
般の水槽に用いられる通常の水を濾過するための循環路
を接続できることである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を、添付の図面を参照し
て、実施例を用いてより詳細に述べる。
【００１８】添付の図面、特に図１および３において、
符号４で全体を示す、本発明に係る装置は、水槽（図４
で符号30で示す）における典型的な水の加熱装置であ
る。こうした装置は、ケーシング１と、前記ケーシング
の内部に適合させた、少なくとも一つのヒータ要素２
と、サーモスタット３および通常の電気回路とを具え、
この電気回路は、前記ヒータ要素と前記サーモスタット
とを、外部電源と直列に接続するものである。装置４は
さらに加熱要素２を（例えば、電位差によって）調節す
る手段20、22および31を具え、これら手段はサーモスタ
ット３と接続し、ケーシング１の外部から操作すること
が可能であり、また、その末端は、例えば、前記電気回
路と繋がり、加熱要素２が動作する、または動作しない
場合に、それぞれ点灯または消灯するランプによる発光
型表示手段23と接続する。
【００１９】ケーシング１内部には、その深さ全体を通
して管状の空洞部５を設け、空洞部５はガラス製の第一
の壁６に囲まれている。ヒータ要素２をガラス壁６の外
側に配置し、空洞部５の対向する両端部7aおよび7bは、
温める流体が通過できるように開放されている。
【００２０】ケーシング１はまた、第一の壁６をさらに
囲んでその外側に配置する第二の壁８を具え、これら二
つの壁は、ヒータ要素２を内部に収容する空隙部９を形
成するように互いに組み合わされる。第二の壁８は、ラ
イトン(Ryton) またはこれに類似する材料のような断熱
性かつ電気絶縁性のプラスチックから成り、完全に水密
に嵌合して空隙部９を閉鎖するように設けた、中間シー
ル材10によって第一の壁６と係合する。
【００２１】ケーシング１はさらに基部11と頭部または
キャップ12を具え、これらは空隙部９のこれらと対向す
る端部と、水密に嵌合するように係合し、また、これら
は空洞部５と連通する穴13および14をそれぞれ具える。
【００２２】図２および３からわかるように、基部11は
第二の壁８と強固に係合し、実際に両者は一体となって
おり、一方キャップ12は取り外し可能で、そのため、キ
ャップ12には、第二の壁８に設けたスロット16と係合す
るように形成した、弾性変形可能な一組の歯15を設け、
歯15は、スロット16とスナップ式に嵌め合い可能で、か
つキャップ12をケーシング１に固定するとき、これを保
持する用をなす。
【００２３】空隙部９はまた、サーモスタット３および
電気回路を収容し、またこの目的のため、第二の壁８、
より厳密にはケーシング１の基部11およびキャップ12
が、ソケット18および19と結合する。ソケット18および
19は、調節手段の一部をなす制御要素20と電源と接続す
るケーブル21とをそれぞれ収容するために設けられ、か
つこれらは適切なシール材44によって水密に嵌合するよ
うに固定される。
【００２４】ヒータ要素の形態に関しては、図２に示す
ように、本願出願人によるイタリア国特許出願VI 94 A
000068号に記載のものであり、本質的に、ポリエステル
または他の適切な支持材にスクリーン印刷した箔状の抵
抗体を具え、これを中間に介在させた絶縁フィルムと共
にガラス壁６に巻き付け、それによってガラス管は、ヒ
ータ要素２によって周囲を覆われることとなる。
【００２５】サーモスタット３を、適切な形式、例えば
バイメタルまたは汎用的に設計した通常の電子式の検知
要素と共に設け、これらをヒータ要素２と接続し、か
つ、空隙部９内部に収容するように設けたサーモスタッ
トハウジング17内に収容する。ハウジング17を、ヒータ
要素２の対向する端部に機械的に取り付け、これを第一
の壁６にヒータ要素２と共に強固に固定する。
【００２６】図３はさらに、制御要素20によるヒータ要
素２の調節方法を示し、制御要素20は微小ねじ22を具
え、このねじはスライダ31と係合し、電気抵抗を変化さ
せ、かつ装置と電源との接続または分離を行うために設
けられている。したがって、ねじ22は所定のいずれかの
方向へ回転させることができる。サーモスタットハウジ
ング17内でのランプ23の位置を見ると、ねじ22を、光を
伝達するのに適した透明な材料で作成すると、ねじ自体
が、本発明に係る装置４の電気回路のONまたはOFF 状態
を装置外部に表示するのに使用でき、ケーシング１に窓
を設けたり、あるいは他の表示装置をさらに付加する必
要がない。
【００２７】図３において、ケーシング基部のソケット
19には一組の溝41を設け、溝41は電源ケーブル21を取り
囲むシール材42を収容する。またソケット19には、ケー
ブル21がソケットから抜けるのを防ぐための固定部材40
をさらに設ける。
【００２８】図４からわかるように、本発明に係る装置
４は、水槽30の水中に直接浸漬する、またはタンク外部
の水循環路に取り付けて動作させることが可能である。
【００２９】特に、図４に示す、水中に浸漬せずに使用
する例において、本発明に係る装置を水槽30に満たした
水を濾過する循環路に取り付ける。この循環路は、入水
管路24、フィルタユニット25および出水管路26を具え
る。本発明に係る装置４は、出水管路26に取り付けるこ
とが望ましい。
【００３０】以上のことから、本発明の目的は、上の記
述および図面に記載した装置によって十分に実現され
る。また本装置は、非常に高価な設計および構造とする
ことなく、取り付けが容易で、かつ、点検および保守の
ために容易に取り外しが可能である。さらに、本装置４
に、多数の空洞部５を互いに平行に隣接して配置し、こ
れらを共通のサーモスタットハウジング17と接続させる
ことに基づく構成を適用すれば、異なる形式の水槽30の
水量に合わせた追加モジュールによって、加熱能力を大
きく拡大するような装置の形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置を組み立てた状態を示す斜視
図である。
【図２】図１に示す装置を分解して示す図である。
【図３】図１に示す装置を拡大し、かつ図１のIII-III
線に沿った断面を示す図である。
【図４】実際の水槽における、本発明に係る装置の二通
りの可能な使用形態を示す図である。
【図５】本発明に係る装置のもう一つの実施形態を示す
図である。
【符号の説明】
１ ケーシング ２ ヒータ要素 ３ サーモスタット ４ 装置本体 ５ 空洞部 ６ 第一の壁 ８ 第二の壁 ９ 空隙部 10, 42, 44 シール材 11 基部 12 キャップ 13 基部11の穴 14 キャップ12の穴 15 キャップ12の歯 16 スロット 18, 19 ソケット 20 制御要素 21 ケーブル 22 微小ねじ 23 ランプ 24 入水管路 25 フィルタユニット 26 出水管路 31 スライダ 40 固定要素 41 溝

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に水槽中の液体を加熱し、かつ一定の
    温度に維持する装置であって、 ケーシング(1) と、前記ケーシング内部に設けた少なく
    とも一つのヒータ要素(2) と、サーモスタット(3) と、
    前記ヒータ要素(2) を前記サーモスタット(3)と共に外
    部電源と直列に接続する電気回路と、前記サーモスタッ
    ト(3) と接続し、前記ケーシング(1) 外より操作する、
    前記ヒータ要素(2) 調節のための手段(20, 22, 31)と、
    前記ヒータ要素(2) の作動状態を表示する発光手段(23)
    とを具える装置において、 前記ケーシング(1) 内部に、第一の壁(6) で取り囲まれ
    る少なくとも一つの管状の貫通した空洞部(5) を設け、
    前記ヒータ要素(2) の少なくとも一つを前記壁(6) の外
    側に配置し、かつ前記空洞部の対向する両端部(7a, 7b)
    を、加熱する液体が通過できるように開放することを特
    徴とする、水槽用液体加熱および保温装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、第一の壁
    (6) をガラスで形成したことを特徴とする、水槽用液体
    加熱および保温装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の装置において、
    ケーシング(1) が、第一の壁(6) を取り囲む第二の壁
    (8) を具え、前記第一の壁(6) および前記第二の壁(8)
    を、ヒータ要素(2) の少なくとも一つを内部に収容する
    水密性の空隙部(9) を設けるように組み合わせる、水槽
    用液体加熱および保温装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、第二の壁
    (8) を断熱性かつ電気絶縁性の材料で形成する、水槽用
    液体加熱および保温装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の装置において、空隙部
    (9) を水密に閉鎖するために、第一の壁(6) と第二の壁
    (8) との間に少なくとも一つのシール材を具える、水槽
    用液体加熱および保温装置。
  6. 【請求項６】 請求項３記載の装置において、ケーシン
    グ(1) が、基部(11)とキャップ(12)を具え、これらが空
    隙部(9) の各端部を水密にするように嵌合し、かつ、そ
    れぞれが空洞部(5) と連通する穴(13, 14)を有する、水
    槽用液体加熱および保温装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、基部(11)
    の少なくとも一つまたはキャップ(12)の少なくとも一つ
    が、第二の壁(8) と少なくともその一部が一体となって
    いる、水槽用液体加熱および保温装置。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の装置において、基部(11)
    または前記キャップ(12)に弾性変形可能な歯(15)を設
    け、かつ基部(11)またはキャップ(12)を第二の壁(8) に
    スナップ式に嵌合して固定できるように、第二の壁(8)
    に、前記歯(15)に適合させて配置するスロット(16)を設
    ける、水槽用液体加熱および保温装置。
  9. 【請求項９】 請求項６記載の装置において、基部(11)
    およびキャップ(12)に、調節手段の一部をなす制御要素
    (20)を取り付け、および電源ケーブル(21)を収容するた
    めにそれぞれソケット(18, 19)を設ける、水槽用液体加
    熱および保温装置。
  10. 【請求項１０】 請求項３記載の装置において、空隙部
    (9) にサーモスタット(3) および電気回路を収容し、か
    つ第二の壁(8) に、調節手段の一部をなす、外部から操
    作可能な制御要素(20)を取り付け、また電源ケーブルを
    収容するために、それぞれソケット(18, 19)を、水密に
    嵌合して設ける、水槽用液体加熱および保温装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３記載の装置において、空隙部
    (9) に、ヒータ要素と電気的かつ機械的に接続するサー
    モスタットハウジング(17)をさらに設け、また、前記サ
    ーモスタットハウジング(17)をヒータ要素(2) と共に第
    一の壁(6) に固定する、水槽用液体加熱および保温装
    置。
  12. 【請求項１２】 請求項９または１０記載の装置におい
    て、制御要素(20)が、ヒータ要素(2) の出力調節のた
    め、ソケット(18)と回転可能かつ水密に係合する微小ね
    じ(22)を具える、水槽用液体加熱および保温装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の装置において、微小
    ねじ(22)を、空隙部(9) 内部に配置した発光型表示手段
    (23)より放出された光を伝達可能とする透明な材料で形
    成する、水槽用液体加熱および保温装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の装置において、加熱する液体中に浸漬して使用可能
    な、水槽用液体加熱および保温装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の、水槽(30)外部に配置した、前記水槽内の水を循環さ
    せるための循環路(24, 25, 26)と連結した装置におい
    て、空洞部(5) の対向する両端部(7a, 7b)がそれぞれ前
    記循環路の出口部および入口部と接続する、水槽用液体
    加熱および保温装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の、外部の循環路(24,
    25, 26)と連結した装置において、前記循環路の機能が
    水槽内の液体の濾過を行うことである、水槽用液体加熱
    および保温装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１５記載の外部の循環路(24, 2
    5, 26)と連結した装置において、フィルタ要素(25)の下
    流に配置する、水槽用液体加熱および保温装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか１項に記載
    の装置において、平行に配置した少なくとも二つの空洞
    部(5) を具え、かつこれら空洞部にそれぞれヒータ要素
    (2) を取り付ける、水槽用液体加熱および保温装置。
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