JPH09308408A - 水槽の水温制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒーター25、異常検出センサ30を空中に放
置した状態で誤って電源の投入を行った場合のヒーター
25の空炊きを抑制または防止する。 【解決手段】 前述のように誤って電源を投入する
と、タイマー53は電源投入時から一定時間ヒーター25に
対する通電を停止させる。このとき、補助ヒーター32が
断熱作用を有する空気に囲まれた異常検出センサ30を加
熱するため、前述の一定時間が経過する時期付近となる
と、検出回路48に温度の上昇した異常検出センサ30から
検出信号が入力され、検出回路48は異常状態が発生した
と判定してヒーター25への通電を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、観賞魚の飼育等
を行う水槽内の水を所定温度に制御する制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の水槽の水温制御装置としては、例
えば、通電により発熱して水槽内の水を加熱するヒータ
ーと、水槽内の水の温度を検出する水温検出センサと、
水温検出センサからの検出信号を基にヒーターに対する
通電を制御することにより、前記水温を所定温度に制御
する制御部と、を備えたものが知られている。そして、
この制御装置は、水温検出センサによって検出した水槽
の水温が所定温度未満であると、水温検出センサからの
検出信号を基づいて制御部がヒーターに対して無条件で
通電することにより、該ヒーターを加熱して水槽内の水
を加熱し、一方、水温検出センサによって検出した水槽
の水温が所定温度を超えるまで上昇すると、水温検出セ
ンサからの検出信号を基づいて制御部がヒーターに対す
る通電を停止させ、これにより、水槽内の水を所定温度
に制御して観賞魚の飼育に適した環境を提供するように
している。

【０００３】しかしながら、このような水温制御装置
は、ヒーターが水中に埋没している状態を前提としてい
るため、例えば地震等により水槽内の水が流出してヒー
ターが通電中に空中に露出したり、あるいは、水槽清掃
のためにヒーターを通電中に誤って水槽内から空中に取
り出したりした場合に、水温検出センサが検出した気温
（空中の温度）が所定温度未満であると、制御部はヒー
ターに対して通電を継続し、この結果、ヒーターが空炊
き状態となって高温まで加熱されるという問題点があ
る。

【０００４】このような問題点を解決するため、本出願
人は特願平７ー２４５１３８号において、発熱源と異常
検出センサを熱的に接続して設けるとともに、異常検出
センサの検出温度が水温検出センサの検出温度よりも高
くなった異常状態を検出する検出回路をさらに設けた水
温制御装置を提案した。このものは、通電中にヒータ
ー、異常検出センサが空中に露出すると、断熱効果を有
する空気に囲まれることになるため、異常検出センサと
熱的に接続している発熱源の熱が放熱され難くなり、こ
れにより、異常検出センサの検出温度が上昇して異常検
出回路が異常状態を検出するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水温制御装置は、ヒーター、異常検出センサを空中
に放置した状態で誤って電源の投入を行った場合、発熱
源による異常検出センサの加熱がこの電源投入時からと
なるため、異常検出センサが加熱されて異常状態を検出
するまでに、即ち異常検出センサ自身の温度が水温検出
センサの検出温度（空中の温度）より高くなって異常状
態を検出するまでに、ある程度の時間が必要となり、こ
の結果、ヒーターに対して電源投入から前記ある程度の
時間だけ通電が行われ、これにより、ヒーターが空炊き
状態となって高温に加熱されてしまうという問題点があ
る。

【０００６】この発明は、ヒーター、異常検出センサを
空中に放置した状態で誤って電源の投入を行ってもヒー
ターの空炊きを抑制または防止することができる水槽の
水温制御装置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】このような目的は、通電
により発熱して水槽内の水を加熱するヒーターと、水槽
内の水の温度を検出する水温検出センサと、水温検出セ
ンサからの検出信号を基にヒーターに対する通電を制御
することにより、前記水温を所定温度に制御する制御部
と、を備えた水槽の水温制御装置において、電源投入時
以後常時発熱源によって加熱されるとともに、水槽内の
水の温度を検出することができる異常検出センサを設
け、かつ、該異常検出センサからの検出信号に基づいて
異常状態を検出する検出回路を設け、さらに、電源投入
時から一定時間だけ制御部を制御してヒーターに対する
通電を停止させるタイマーを設けることにより達成する
ことができる。ここで、発熱源としては、請求項２に記
載のように、異常検出センサの近傍に配置されている前
記ヒーターとは別の補助ヒーターを用いることができ
る。

【０００８】ヒーター、異常検出センサを空中に放置さ
れている状態のときに誤って電源の投入を行うと、タイ
マーが制御部を制御して前記電源投入時から一定時間だ
けヒーターに対する通電を停止させる。このとき、発熱
源は、前記電源投入時以後、異常検出センサを常時加熱
するが、この異常検出センサは前述のように空中に放置
されている、即ち、断熱作用を有する空気に囲まれてい
るため、前記発熱源からの熱を受けて温度が上昇する。
そして、前述の一定時間が経過する時期付近となると、
異常検出センサからの検出信号に基づいて検出回路は異
常状態を検出するが、このとき、検出回路は、例えば、
表示器に異常状態を表示させて使用者に電源の遮断を求
めたり、あるいは、制御部を制御してヒーターに対する
通電を停止させる。これにより、ヒーター、異常検出セ
ンサを空中に放置した状態で誤って電源の投入を行って
も、ヒーターの空炊きが抑制あるいは防止される。

【０００９】また、請求項３に記載のように構成すれ
ば、異常状態を早期にかつ正確に検出することができ
る。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、先願
の水温制御装置に比較して芯線の本数を１本減らすこと
ができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、
異常状態を速やかに使用者に知らせることができる。さ
らに、請求項６に記載のように構成すれば、全体を小型
化することができる。また、請求項７に記載のように構
成すれば、コードからの熱を遮断することができるた
め、水温検出センサの検出精度を向上させることができ
る。さらに、請求項８に記載のように構成すれば、異常
検出センサの温度検出能力を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１、２において、11は観賞魚
の飼育等を行う水槽内の水の温度を所定温度に制御する
水温制御装置であり、この水温制御装置11は水槽内の水
に埋没されるヒーターユニット12を有する。このヒータ
ーユニット12は両端が解放した円筒状のセラミック管13
を有し、このセラミック管13はその両端に嵌合されたゴ
ムキャップ14、15により密閉されている。前述したセラ
ミック管13、ゴムキャップ14、15は全体として密閉パイ
プ16を構成する。前記セラミック管13の内部でその両端
部には仕切板17、18がそれぞれ配置され、これら仕切板
17、18とゴムキャップ14、15との間のセラミック管13内
にはシリコンからなるシール材19、20が充填されてい
る。

【００１１】前記セラミック管13の内部でその中央部に
は仕切板24が設置され、この仕切板24より一端側のセラ
ミック管13内には、大電力が通電されたとき発熱して水
槽内の水を加熱するヒーター25が設置されている。そし
て、このヒーター25の周囲には絶縁砂26が充填されてい
るが、この絶縁砂26は省略してもよい。28は前記仕切板
24より他端側、詳しくはゴムキャップ15と仕切板18との
間のセラミック管13内に配置された水温検出センサであ
り、この水温検出センサ28はセラミック管13の内面に密
着したサーミスタからなり、セラミック管13を介して外
部、即ち、水槽内の水あるいは空気の温度を検出し、検
出結果を検出信号として出力する。29は仕切板24より他
端側、詳しくは仕切板18、24間のセラミック管13内に配
置されたセンサ基板であり、このセンサ基板29には異常
検出センサ30が取り付けられている。この異常検出セン
サ30も前記水温検出センサ28と同様にサーミスタから構
成され、外部、即ち水槽内の水または空気の温度を検出
するとともに、検出結果を検出信号として出力する。ま
た、この異常検出センサ30のリード線には熱伝導性が良
好な金属、例えば銅からなる結合プレート31がハンダ付
け等により直接固着され、この結合プレート31はセラミ
ック管13の内面に密着している。この結果、異常検出セ
ンサ30はセラミック管13の温度（換言すれば、セラミッ
ク管13の外側の水あるいは空気の温度）に正確に追従変
化し、これにより、温度検知能力が向上する。32は前記
異常検出センサ30近傍のセンサ基板29に取り付けられた
発熱源としての補助ヒーターであり、この補助ヒーター
32には後述するように電源投入時以後は常時小電力が通
電されている。33は前記補助ヒーター32の周囲を囲む円
筒状の熱誘導板であり、この熱誘導板33は熱伝導性の良
好な金属、例えば銅から構成され、前記異常検出センサ
30に結合されている。この結果、異常検出センサ30は熱
誘導板33を介して補助ヒーター32に熱結合され、該補助
ヒーター32からの熱を受けて常時加熱される。なお、こ
のような補助ヒーター32を省略し、異常検出センサ30あ
るいはヒーター25に小電力を供給して異常検出センサ30
を加熱するようにしてもよい。

【００１２】34はその一部が密閉パイプ16内に挿入さ
れ、該挿入された部分が密閉パイプ16の他端からヒータ
ー25まで延びるコードであり、このコード34は５本の芯
線から構成され、そのうちの２本の芯線には前記ヒータ
ー25が接続されている。この結果、コード34の芯線を通
じてヒーター25に大電力が供給されると、該ヒーター25
は発熱して水槽内の水を加熱する。ここで、前述のよう
にコード34の芯線を大電流が流れると、該コード34が発
熱して水温検出センサ28を加熱し、該水温検出センサ28
の温度検出に誤差を発生させるおそれがある。このた
め、この実施形態では、コード34の周囲を円筒状をした
断熱材35によって被覆することにより、水温検出センサ
28とコード34との間に該断熱材35を配置し、これによ
り、コード34からの熱を遮断して水温検出センサ28の検
出精度を向上させるとともに、検出動作を安定させてい
る。前記コード34の芯線のうち、残り２本の芯線にはそ
れぞれ並列配置された前記水温検出、異常検出センサ2
8、30が接続されている。また、前記補助ヒーター32は
ヒーター25に対して並列配置されるとともに、前記水温
検出、異常検出センサ28、30に対して直列接続されてい
る。このように水温検出センサ28、異常検出センサ30同
士を並列に配置するとともに、これら水温、異常検出セ
ンサ28、30と前記補助ヒーター32とを直列接続すれば、
先願の水温制御装置において必要としていた補助ヒータ
ーと回路用電源部とを接続する芯線が不要となり、コー
ド34を構成する芯線の本数を１本減らすことができる。
また、前述のようにヒーター25を密閉パイプ16の一端側
に、水温、異常検出センサ28、30を他端側に配置すると
ともに、一部が前記密閉パイプ16の他端からヒーター25
まで密閉パイプ16内を延びるコード34を設けるようにす
れば、全体が小型となる。

【００１３】41は前記コード34が接続された制御ユニッ
トであり、この制御ユニット41のケース42の外側には水
温の設定を行う回転可能な水温設定ダイヤル43および表
示体としての１個の表示灯44が設けられている。また、
このケース42内には前記ヒーター25に直列接続されたト
ライアック45が設置され、このトライアック45はトリガ
回路46によって制御され、ヒーター25への大電力の通電
またはその停止を行う。ここで、前記補助ヒーター32は
ヒーター25と並列に配置されているので、トライアック
45の影響を受けることはなく、電源投入時（後述するブ
ラグ55が商用電源のコンセントに差し込まれたとき）以
後は常時通電される。47、48はケース42内に設置された
制御回路および検出回路であり、この制御回路47には前
記水温設定ダイヤル43からの設定信号および水温検出セ
ンサ28からの検出信号が、一方、検出回路48には前記異
常検出センサ30からの検出信号および水温検出センサ28
からの検出信号が入力される。そして、前記制御回路47
は水温検出センサ28が検出した温度と設定ダイヤル43に
よって設定された所定温度とを比較し、検出温度が所定
温度未満である場合には、前記トリガ回路46を通じてト
ライアック45を駆動することでヒーター25に大電力を通
電するとともに、ケース42内に設置された駆動回路49を
駆動して前記表示灯44を連続点灯させ、一方、検出温度
が所定温度を超えると、トライアック45によるヒーター
25への通電を停止させるとともに、表示灯44を消灯させ
る。また、前記検出回路48は水温検出センサ28が検出し
た温度と異常検出センサ30が検出した温度とを比較し、
後者が前者より高く、かつその差が設定温度以上となる
と、異常状態が発生したと判定して、トライアック45に
よるヒーター25への大電力の通電を停止させるととも
に、駆動回路49を駆動して前記表示灯44を点滅させる。
ここで、前記検出回路48に異常検出センサ30からの検出
信号のみを入力させるとともに、この検出信号に基づい
て異常状態を検出するようにしてもよいが、前述のよう
に水温検出、異常検出両センサ28、30からの検出信号を
比較することで異常状態を検出するようにすれば、外部
の気温が高い場合等であっても、異常検出を早期にしか
も確実に行うことができる。また、前述のように表示灯
44を１個だけとし、ヒーター25への通電時、通電停止
時、異常状態発生時のそれぞれに異なった表示を行わせ
るようにしているので、全体の構造を簡単とすることが
できる。なお、前述のような表示灯を２個設け、そのう
ちの１個でヒーター25への通電、停止を表示し、残り１
個で異常状態の発生の有無を表示するようにしてもよ
く、このようにすれば通電、停止と異常発生とを区別す
ることができ誤認を抑制することができる。前述した設
定ダイヤル43、トライアック45、トリガ回路46、制御回
路47は全体として、水温検出センサ28からの検出信号を
基にヒーター25に対する通電を制御することにより、水
槽の水温を所定温度に制御する制御部50を構成する。

【００１４】52はケース42に内蔵された断線検知回路で
あり、この断線検知回路52は異常検出センサ30の断線の
有無を検出する。そして、該異常検出センサ30が断線し
ていると、断線検知回路52は駆動回路49を通じて表示灯
44を点滅させ、断線が発生したことを報知する。53はケ
ース42に内蔵されたタイマーであり、このタイマー53は
電源投入時、即ち、制御ユニット41にコード54を介して
接続されたプラグ55が商用電源のコンセントに差し込ま
れた時から一定時間だけ、例えば数十秒程度、制御部50
のトリガ回路46、トライアック45を制御してヒーター25
に対する大電力の通電を停止させるとともに、駆動回路
49を駆動して表示灯44を点滅させる。

【００１５】次に、この発明の一実施形態の作用につい
て説明する。今、プラグ55は商用電源のコンセントに差
し込まれており、ヒーターユニット12は水槽の水に埋没
されているとする。このとき、水温検出センサ28が水槽
の水温を検出し、検出信号を制御回路47に出力する。こ
のため、制御回路47は前記水温検出センサ28が検出した
水温と設定ダイヤル43によって設定された所定温度とを
比較し、水温が所定温度未満である場合には、トリガ回
路46を通じてトライアック45を駆動しヒーター25に大電
力を通電して発熱させ、水槽内の水を加熱するととも
に、駆動回路49を駆動して前記表示灯44を連続点灯させ
る。一方、異常検出センサ30は、このとき、補助ヒータ
ー32からの熱を受けるが、その熱は水槽内を循環してい
る水に急速に吸収されるため、該異常検出センサ30が検
出する温度は水温より僅かに高い温度である。そして、
この異常検出センサ30および前記水温検出センサ28から
の検出信号が共に検出回路48に入力されるため、検出回
路48は水温検出センサ28が検出した温度と異常検出セン
サ30が検出した温度とを比較するが、前者と後者との差
が設定温度未満であるため、検出回路48は通常状態であ
ると判定する。なお、このとき、水槽内の水を循環して
いるポンプが故障して水の循環が停止すると、水中の酸
素が不足するため、観賞魚にとって劣悪な環境となる
が、このような状態が発生すると、水槽内の水による熱
の吸収が低下するため、異常検出センサ30の検出温度が
上昇し、これにより、前記差が設定温度以上となること
がある。この場合には、検出回路48は異常状態であると
判定し、駆動回路49を通じて表示灯44を点滅させ異常状
態となったことを使用者に報知するとともに、ヒーター
25への通電を停止させる。このように異常検出センサ3
0、検出回路48は水槽内の環境をモニタリングする機能
も有するのである。前述のようにして水槽内の水が所定
温度を超えるまで加熱されると、制御回路47はトライア
ック45によるヒーター25への通電を停止させるととも
に、表示灯44を消灯させる。これにより、水槽内の水は
所定温度に制御され、観賞魚の飼育に適した環境が提供
される。

【００１６】次に、例えば地震等により水槽内の水が流
出してヒーターユニット12、詳しくはヒーター25、異常
検出センサ30が通電中に空中に露出したり、あるいは、
水槽清掃のためにヒーター25、異常検出センサ30を通電
中に誤って水槽内から空中に取り出したりすることがあ
る。このときには、セラミック管13の周囲が断熱効果を
有する空気に囲まれることになるため、異常検出センサ
30に熱的に接続されている補助ヒーター32からの熱が放
熱され難くなり、これにより、異常検出センサ30の検出
温度が上昇する。そして、異常検出センサ30が検出した
温度が水温検出センサ28が検出した温度より設定温度以
上高くなると、検出回路48は異常状態が発生したと判定
して、トライアック45によるヒーター25への大電力の通
電を停止させるとともに、駆動回路49を駆動して前記表
示灯44を点滅させ、使用者に異常状態の発生を報知す
る。この結果、水温検出センサ28が検出した温度（空中
の温度）が所定温度未満であっても、ヒーター25に対す
る通電が停止し、ヒーター25が空炊き状態となるような
事態が防止される。このようにしてヒーター25への通電
が停止すると、ヒーターユニット12の温度が低下するた
め、異常検出センサ30が検出した温度と水温検出センサ
28が検出した温度との差が設定温度未満となり、これに
より、検出回路48が通常状態と判定してヒーター25に対
する通電を再開するおそれがあるが、前述のように異常
検出センサ30を補助ヒーター32によって常時加熱するよ
うにしておけば、ヒーター25、異常検出センサ30が空中
に位置している間は異常検出センサ30がこの補助ヒータ
ー32によって加熱されるため、前記温度差は常に設定温
度以上となり、ヒーター25への間欠通電が防止される。

【００１７】次に、ヒーターユニット12、詳しくはヒー
ター25、異常検出センサ30が空中に放置されているにも
拘らず誤ってプラグ55をコンセントに差し込み水温制御
装置11に電源の投入を行うと、タイマー53はこの電源投
入時から一定時間、例えば数十秒程度、トリガ回路46、
トライアック45を制御してヒーター25に対する大電力の
通電を停止させるとともに、駆動回路49を駆動して表示
灯44を点滅させる。このとき、補助ヒーター32は、前記
電源投入時以後、異常検出センサ30を常時加熱するが、
この異常検出センサ30は前述のように空中に放置されて
いる、即ち、断熱作用を有する空気に囲まれているた
め、前記補助ヒーター32からの熱を受けて温度が上昇す
る。そして、前述の一定時間が経過する時期付近、即
ち、一定時間の経過直前、直後または経過時となると、
異常検出センサ30が検出した温度が水温検出センサ28が
検出した温度（空中の温度）より設定温度以上高くなり
異常値となる。このため、検出回路48は水温、異常検出
センサ28、30からの検出信号に基づいて異常状態が発生
したと判定し、トライアック45によるヒーター25への大
電力の通電を停止させるとともに、駆動回路49を駆動し
て前記表示灯44を点滅させ使用者に異常状態の発生を報
知する。このようにヒーター25、異常検出センサ30を空
中に放置した状態のときに誤って電源の投入を行って
も、ヒーター25の空炊きを抑制あるいは防止することが
できるのである。

【００１８】なお、前述の実施形態においては、ヒータ
ー25と水温、異常検出センサ28、30を共に密閉パイプ16
に収納するようにしたが、この発明においては、ヒータ
ーと水温、異常検出センサとを別々の密閉パイプ内に収
納すると共に、これら２つの密閉パイプ同士を連結した
状態で使用するようにしてもよい。このようにすれば、
ヒーターと異常検出センサとを一緒に水中に埋没あるい
は空中に引き出すことができる。また、前述の実施形態
においては、トライアック45、トリガ回路46、制御回路
47、検出回路48、駆動回路49、断線検知回路52、タイマ
ー53を制御ユニット41のケース42に内蔵するようにした
が、これらのうちの少なくともいずれか１つをヒーター
ユニット12の密閉パイプ16内に収納するようにしてもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ヒーター、異常検出センサを空中に放置した状態で
誤って電源投入を行った場合にも、ヒーターの空炊きを
抑制または防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す一部が破断された
正面図である。

【図２】その機能ブロック図である。

【符号の説明】 11…水温制御装置 16…密閉パイプ 25…ヒーター 28…水温検出センサ 30…異常検出センサ 31…結合プレート 32…発熱源（補助ヒーター） 34…コード 35…断熱材 44…表示体 48…検出回路 50…制御部 53…タイマー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電により発熱して水槽内の水を加熱する
   ヒーターと、水槽内の水の温度を検出する水温検出セン
   サと、水温検出センサからの検出信号を基にヒーターに
   対する通電を制御することにより、前記水温を所定温度
   に制御する制御部と、を備えた水槽の水温制御装置にお
   いて、電源投入時以後常時発熱源によって加熱されると
   ともに、水槽内の水の温度を検出することができる異常
   検出センサを設け、かつ、該異常検出センサからの検出
   信号に基づいて異常状態を検出する検出回路を設け、さ
   らに、電源投入時から一定時間だけ制御部を制御してヒ
   ーターに対する通電を停止させるタイマーを設けたこと
   を特徴とする水槽の水温制御装置。
2. 【請求項２】前記発熱源は前記異常検出センサの近傍に
   配置されている前記ヒーターとは別の補助ヒーターであ
   る請求項１記載の水槽の水温制御装置。
3. 【請求項３】前記検出回路に水温検出センサからの検出
   信号も入力させ、異常検出センサからの検出信号と水温
   検出センサからの検出信号とを比較することで異常状態
   を検出するようにした請求項１記載の水槽の水温制御装
   置。
4. 【請求項４】前記水温検出センサ、異常検出センサ同士
   を並列に配置するとともに、これら水温、異常検出セン
   サと前記補助ヒーターとを直列接続した請求項３記載の
   水槽の水温制御装置。
5. 【請求項５】前記検出回路に表示体を接続し、異常状態
   が発生したとき該表示体に表示するようにした請求項１
   記載の水槽の水温制御装置。
6. 【請求項６】前記ヒーターを密閉パイプの一端側に、水
   温、異常検出センサを他端側に配置するとともに、一部
   が前記密閉パイプの他端からヒーターまで密閉パイプ内
   を延びるとともに該ヒーターに電力を供給することがで
   きるコードを設けた請求項１記載の水槽の水温制御装
   置。
7. 【請求項７】前記密閉パイプ内のコードと水温検出セン
   サとの間に断熱材を配置してコードからの熱を遮断する
   ようにした請求項６記載の水槽の水温制御装置。
8. 【請求項８】前記異常検出センサをサーミスタから構成
   するとともに、密閉パイプ内面に密着している熱伝導性
   が良好な結合プレートを該サーミスタのリード線に直接
   固着し、温度検知能力を向上させるようにした請求項６
   記載の水槽の水温制御装置。