JPH09283267A

JPH09283267A - 鑑賞用水槽の水中ヒーター

Info

Publication number: JPH09283267A
Application number: JP12271696A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ito; 雅彦伊藤
Original assignee: Sanritsu Denki KK; Sanritsu Electric
Current assignee: Sanritsu Denki KK; Sanritsu Electric
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】たとえ水中ヒーターを水槽外で作動させる事
態が生じても、空焚き状態による電熱部材の異常発熱を
防止する。【解決手段】水中ヒーター１は、耐熱性を有する筒状
管１０の内部に、電熱部材２０と実装基板２１とが領域
を分けて封入されて成る。実装基板２１は、温度センサ
としてのサーミスタ３０と、サーミスタ３０の動作に応
じて電熱部材２０への通電を制御して水温を設定値に保
持する温度制御回路部と、電源制御回路中に介装される
温度ヒューズ３３とが実装される。温度ヒューズ３３は
電熱部材２０に近い実装基板２１の端部位置に実装さ
れ、サーミスタ３０は、電熱部材２０に遠い実装基板２
１の端部位置に実装される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱帯魚のような鑑賞
魚や水藻などの水中植物を鑑賞するための鑑賞用水槽に
関する技術であり、特にこの発明は、前記鑑賞用水槽に
満たされた水を加温するのに用いられる水中ヒーターに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、その種の水中ヒーターとして、耐
熱性を有する筒状管の内部に、ニクロム線のような電熱
部材と、前記電熱部材への通電を制御する電源制御回路
とを仕切板を中間に介在させて一体に封入した構造のも
のが提案されている。

【０００３】前記電源制御回路は、水槽内の水の温度を
検知するためのサーミスタのような温度センサと、この
温度センサの動作に応じて前記電熱部材への通電を制御
する温度制御回路部とを含んでおり、前記温度センサが
検知した水温が設定値以下であれば、前記電熱部材へ通
電して発熱動作させることにより、水槽内の水の温度を
上昇させる。また前記温度センサが検知した水温が設定
値を越えたとき、前記電熱部材への通電を遮断して発熱
動作を停止させることにより、水槽内の水の温度を低下
させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの種の水中
ヒーターを誤って水槽外で作動させたときや作動中に水
槽内の水が減少して水中ヒーターが水面上に露出したと
き、電熱部材は空焚き状態となって異常な高温度に達
し、火災発生の原因となる。また地震の発生により水槽
が転倒したときも、水槽内の水がこぼれて水中ヒーター
が露出するため、同様に、電熱部材が空焚き状態とな
り、火災発生の原因となる。

【０００５】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、電源制御回路中に温度ヒューズを設けることに
より、たとえ水槽外で作動させる事態が生じても、空焚
きによる電熱部材の異常発熱を防止した鑑賞用水槽の水
中ヒーターを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、耐熱性を有
する筒状管の内部に電熱部材が封入された鑑賞用水槽の
水中ヒーターにおいて、前記電熱部材への通電を制御す
る電源制御回路中に温度ヒューズが介装されると共に、
前記温度ヒューズは前記筒状管の内部の電熱部材の近傍
に配設されて成る。

【０００７】請求項２の発明に係る水中ヒーターでは、
前記電源制御回路は、水槽内の水の温度を検出する温度
センサと、温度センサの動作に応じて前記電熱部材への
通電を制御して水温を設定値に保持する温度制御回路部
とを含み、前記筒状管の内部、前記電熱部材と、前記温
度センサおよび温度制御回路部が実装された実装基板と
が領域を分けて封入されている。前記温度ヒューズは、
電熱部材に近い実装基板の端部位置に実装され、前記温
度センサは、電熱部材に遠い実装基板の端部位置に実装
されている。

【０００８】

【作用】水中ヒーターが水槽外で作動して電熱部材が空
焚き状態になったとき、電熱部材の異常発熱に温度ヒュ
ーズが感応して電源制御回路を断路し、電熱部材への通
電を遮断する。

【０００９】請求項２の発明に係る水中ヒーターでは、
水中ヒーターが水中で作動するとき、温度センサは電熱
部材より離れて位置するので、水槽内の水の温度を検知
し、この温度センサの動作に応じて温度制御回路部が前
記電熱部材への通電を制御して水温を設定値に保持す
る。水中ヒーターが水槽外で作動して電熱部材が空焚き
状態になったとき、温度センサは電熱部材より離れて位
置するので、温度センサが感応する前に、温度ヒューズ
が電熱部材の異常発熱に感応して電源制御回路を断路
し、電熱部材への通電を遮断する。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明の一実施例である水中ヒー
ター１の使用状態を示す。図中、２は水が満たされた鑑
賞用水槽であり、前記水中ヒーター１は水槽２の内部の
底部上に設置されている。水中ヒーター１からは電源コ
ード３が引き出され、この電源コード３の先端には、１
００ボルトの電源コンセントに差し込まれる電源プラグ
４が装着されている。

【００１１】なお、図示例の水中ヒーター１は、水槽２
内の水の温度を固定された設定値（たとえば２６°Ｃ）
に保持するよう構成されているが、これに限らず、ボリ
ュームなどで任意の設定値に調節して水温を保持するよ
う構成することも可能である。また図示例の水槽２に
は、熱帯魚のような鑑賞魚が収容されているが、これに
限らず、その他の水中動物や水藻のような水中植物など
を収容してもよい。

【００１２】図２は、水中ヒーター１の外観を示す。図
示例の水中ヒーター１は、筒状管１０の両端部にゴムキ
ャップ１１，１２が被着されており、一方のゴムキャッ
プ１１には、前記電源コード３が外部へ引き出される引
出部１３が一体形成されている。

【００１３】各ゴムキャップ１１，１２は、鍔状部１４
を備えており、水中ヒーター１を水槽２内の底部上に水
平に設置したとき、筒状管１０の外周面が底部と直接接
触しないようになっている。前記電源コード３上には、
２個の吸盤４，４が移動自由に装着されており、これら
吸盤ゴム４を水槽２の内壁面または外壁面に吸着させ
て、水中ヒーター１や電源コード３を固定できるように
してある。

【００１４】前記筒状管１０として、耐熱性を有する不
透明なミラクロン管が用いられており、この筒状管１０
の内部には、図３に示すように、ニクロム線より成る電
熱部材２０と、多数の部品が実装された実装基板２１と
が左右に領域を分けて装填される共に、内部空間の全体
には、熱伝導性を高めるために、マグネシア粉末のよう
な充填剤２３が充填されている。筒状管１０は、両端が
開口しており、一方の開口端には、ゴムパッキング２４
およびシリコンシール２５が、他方の開口端には、セラ
ミックスペーパー２６およびシリコンシール２７が、そ
れぞれ嵌め込まれると共に、両開口端の外側へ前記ゴム
キャップ１１，１２をそれぞれ被せることにより、水密
構造となしている。

【００１５】前記実装基板２１は、プリント基板２２の
表面に、温度センサとしてのサーミスタ３０や、後記す
る温度制御回路部３１を構成する抵抗，コンデンサ，Ｉ
Ｃなどの電気回路部品３２が実装され、またプリント基
板２２の裏面には、温度ヒューズ３３が実装されてい
る。

【００１６】前記温度ヒューズ３３は、筒状管１０の長
さ中央部であって、電熱部材２０に近い実装基板２１の
端部位置に実装される。また前記サーミスタ３０は、筒
状管１０の端部であって、電熱部材２０に遠い実装基板
２１の端部位置に実装される。温度ヒューズ３３の一方
のリードは直接電熱部材２０に接続され、他方のリード
は、絶縁のためにガラスチューブ２８に被覆されて、プ
リント基板２２に接続されている。なお温度ヒューズ３
３の感応速度を高めるために、前記ガラスチューブ２８
に代えて、熱伝導特性の優れたシリコンチューブを用い
ることもできる。また温度ヒューズ３３は、電熱部材２
０の近傍位置であれば、図示例の位置に限らず、電熱部
材２０の中間位置（図中、Ａで示す）や他の端部位置
（図中、Ｂで示す）に配置することもできる。

【００１７】図４は、前記電熱部材２０への通電を制御
するための電源制御回路４０の回路構成例を示す。図示
例の電源制御回路４０は、電熱部材２０と、温度センサ
としてのサーミスタ３０と、サーミスタ３０の動作に応
じて前記電熱部材２０への通電を制御して水温を設定値
に保持する温度制御回路３１とを含んでおり、温度制御
回路３１の出力回路３４には、トライアックより成る半
導体スイッチ３５，電流ヒューズ３６，前記温度ヒュー
ズ３３，および電熱部材２０が設けられている。

【００１８】前記温度制御回路３１は、電源回路３７，
ＩＣ制御回路３８，および基準電圧設定回路３９などを
含む。前記電源回路３７は、半波整流用のダイオード４
１および抵抗Ｒ４と平滑用のコンデンサＣ１とから成
り、電源プラグ４より入力される交流電源電圧を直流電
圧に変換する。

【００１９】前記ＩＣ制御回路３８は、コンパレータ４
２およびゼロクロス制御回路４３を含み、コンパレータ
４２は入力電圧Ｖを基準電圧端子Ｅ₀と比較し、その比
較出力をゼロクロス制御回路４３へ与える。前記コンパ
レータ４２の入力電圧Ｖとして、負性抵抗素子であるサ
ーミスタ３０と基準電圧設定回路３９の第１の抵抗Ｒ１
との分圧が、また基準電圧Ｅ₀として、基準電圧抵抗回
路３９の第２の抵抗Ｒ２と第３の抵抗Ｒ３との分圧が、
それぞれ与えられる。水槽２内の水の温度が設定値以下
のときは、入力電圧Ｖは基準電圧Ｅ₀以上となり、また
水の温度が設定値を越えれば、入力電圧Ｖは基準電圧Ｅ
₀より小さくコンパレータ４１の比較出力は反転する。

【００２０】前記ゼロクロス制御回路４３は、前記半導
体スイッチ３５のゲートＧへ抵抗Ｒ５を介してゲート信
号を与えるもので、ノイズの発生を抑えるために、交流
電源電圧のゼロクロスのタイミングでゲート信号を生成
して半導体スイッチ３５へ出力する。なお図中、コンデ
ンサＣ２と抵抗Ｒ６との直列回路は、前記ゼロクロス制
御回路４３に対し、ゼロクロスのタイミングを与えると
共に、ゲート信号のパルス幅を設定する。また図中、コ
ンデンサＣ３〜Ｃ５は、ノイズカット用のコンデンサで
ある。

【００２１】図５は、この発明の他の実施例を示すもの
で、水中ヒーター１と、この水中ヒーター１にコード線
５０を介して電気接続されたコントローラ５１と、この
コントローラ５１に電気接続されたセンサ部５２とで構
成されている。前記コントローラ５１は、温度設定用の
つまみ５３を有し、ケース内部に前記電源制御回路４０
の構成部品が実装された実装基板が組み込まれて成る。
またセンサ部５２は、棒状体の下端部に温度センサとし
ての前記サーミスタ３０が設けられて成る。水槽２の内
部の底部上に水中ヒーター１を設置し、下端部のサーミ
スタ３０水中に浸漬した状態でセンサ部５２を水槽２に
固定した後、コントローラ５１より引き出された電源コ
ード３の先端の電源プラグ４を電源コンセントへ差し込
む。

【００２２】前記水中ヒーター１は、耐熱性を有する筒
状管１０の内部に、ニクロム線より成る電熱部材２０を
全長にわたって封入し、その端部位置に温度ヒューズ３
３を電熱部材２０に接近させて配置して成る。前記温度
ヒューズ３３は、感応速度を高めるために、ニクロム線
を２分してその中間に介装してあるが、これに限らず、
ニクロム線の端部に電気接続してもよい。なお、図中、
１１，１２は筒状管の両端に装着されたゴムキャップ、
２３は管内に充填されたマグネシアより成る充填剤であ
る。また電源制御回路の構成は、前記した第１実施例の
同様であり、ここでは説明を省略する。

【００２３】つぎに上記した実施例についての動作を説
明する。水中ヒーター１を水槽２の内部の底部上に設置
した後、電源プラグ４を電源コンセントに差し込んで電
熱部材２０に通電すると、電熱部材２０の発熱動作によ
り、水槽２内の水が加熱される。電源制御回路４０中の
サーミスタ３０は、水槽２内の水の温度が上昇するに従
って抵抗値が小さくなるが、水槽２内の水の温度が設定
値以下のときは、サーミスタ３０の両端の電圧、すなわ
ちコンパレータ４２の入力電圧Ｖは基準電圧Ｅ₀以下で
あるため、半導体スイッチ３５はオン状態にあり、電熱
部材２０への通電は保持される。

【００２４】水槽２内の水の温度が設定値を越えると、
サーミスタ３０の両端の電圧、すなわちコンパレータ４
２への入力電圧Ｖは基準電圧Ｅ₀を越えるため、半導体
スイッチ３５はオフ状態となり、電熱部材２０への通電
は遮断される。電熱部材２０の発熱停止により水槽２内
の水が自然冷却され、その結果、水温が設定値以下にな
ると、再び半導体スイッチ３５はオン状態となり、電熱
部材２０への通電が行われる。これにより水槽２内の水
の温度は設定値に保持される。この場合、サーミスタ３
０は、電熱部材２０から十分に離れた位置にあって電熱
部材２０の発熱の影響を直接受けることはない。実験に
よれば、水温が２６°Ｃのとき、電熱部材２０の表面温
度は約１００°Ｃであった。

【００２５】いま水中ヒーター１が水槽２外で作動して
空焚き状態になると、電熱部材２０の表面温度は、図７
に示すように、急激に温度上昇する。図７において、横
軸は経過時間（分）、縦軸は電熱部材２０の表面温度
（°Ｃ）である。またｔ０が電源投入時、ｔ１が水中ヒ
ーター１の水槽外への取出時、ｔ２が温度ヒューズ３３
の溶断時を示すもので、水中ヒーター１を水槽２より取
り出して空焚き状態に設定した後、１分を経過するまで
に、すでに電熱部材２０の表面温度は２００°Ｃを越え
ている。

【００２６】かくして電熱部材２０の表面温度が３００
°Ｃ近くに達すると、温度ヒューズ３３が溶断して電源
制御回路４０の出力回路３４は断路し、電熱部材２０へ
の通電が遮断される。この場合、電熱部材２０が空焚き
状態になっても、サーミスタ３０は電熱部材２０より十
分に離れて位置するので、サーミスタ３０が感応する前
に、温度ヒューズ３３が電熱部材２０の異常発熱に感応
して溶断する。

【００２７】

【発明の効果】この発明は上記の如く、耐熱性を有する
筒状管の内部に電熱部材が封入された鑑賞用水槽の水中
ヒーターにおいて、前記電熱部材への通電を制御する電
源制御回路中に温度ヒューズを介装すると共に、前記温
度ヒューズを前記筒状管の内部の電熱部材の近傍に配設
したから、過失や事故などにより、たとえ水中ヒータを
水槽外で作動させることがあっても、電熱部材が空焚き
状態になって異常な温度まで発熱動作するおそれがな
く、火災の発生を防止できる。

【００２８】また請求項２の発明では、筒状管の内部
に、電熱部材と、前記温度センサおよび温度制御回路部
が実装された実装基板とを領域を分けて封入し、温度ヒ
ューズは電熱部材に近い実装基板の端部位置に実装し、
一方温度センサは、電熱部材に遠い実装基板の端部位置
に実装したから、水中ヒーターを小型化できるだけでな
く、温度ヒューズおよび温度センサの確実かつ適正な動
作を実現できるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の水中ヒーターの使用状態を示す説明
図である。

【図２】この発明の水中ヒーターの外観を示す正面図で
ある。

【図３】この発明の水中ヒーターの内部構造を示す縦断
面図である。

【図４】この発明の水中ヒーターの電源制御回路を電気
回路図である。

【図５】この発明の他の実施例の使用状態を示す説明図
である。

【図６】図５の実施例の内部構造を示す縦断面図であ
る。

【図７】水中ヒーターの動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１水中ヒーター１０筒状管２０電熱部材２１実装基板３０サーミスタ３１温度制御回路３３温度ヒューズ４０電源制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性を有する筒状管の内部に電熱部材
が封入された鑑賞用水槽の水中ヒーターにおいて、前記電熱部材への通電を制御する電源制御回路中に温度
ヒューズが介装されると共に、前記温度ヒューズは前記
筒状管の内部の電熱部材の近傍に配設されて成る鑑賞用
水槽の水中ヒーター。
【請求項２】前記電源制御回路は、水槽内の水の温度
を検出する温度センサと、温度センサの動作に応じて前
記電熱部材への通電を制御して水温を設定値に保持する
温度制御回路部とを含み、前記筒状管の内部に、前記電
熱部材と、前記温度センサおよび温度制御回路部が実装
された実装基板とが領域を分けて封入されており、前記温度ヒューズは、電熱部材に近い前記実装基板の端
部位置に実装され、前記温度センサは、電熱部材に遠い
実装基板の端部位置に実装されている請求項１に記載さ
れた鑑賞用水槽の水中ヒーター。