JPH11200431A - 凍結防止ヒータ用節電コントローラ - Google Patents

凍結防止ヒータ用節電コントローラ

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JPH11200431A
JPH11200431A JP114898A JP114898A JPH11200431A JP H11200431 A JPH11200431 A JP H11200431A JP 114898 A JP114898 A JP 114898A JP 114898 A JP114898 A JP 114898A JP H11200431 A JPH11200431 A JP H11200431A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感温スイッチ・オン/オフ状態の検出と複数
本接続のヒータのうち断線不良のヒータの特定とが可能
の凍結防止ヒータ用節電コントローラの提供。 【解決手段】 水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ
130は、電源プラグ121から電気的に分岐して互い
に並列であって、各端末に水道凍結防止ヒータ101
103 を接続すべき接続雌コネクタ1221 〜1223
を具えた複数の中継系統1351 〜1353 と、サーモ
スタット3の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルX
を励磁するべきコイル励磁回路136と、各中継系統の
一方の中継線1331 〜1333 に介装されて電磁コイ
ルXの励磁により閉成する可動スイッチ接点a,b,c
と、サーモスタット3に対し並列接続したサーモスタッ
ト・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 と、可動スイ
ッチ接点a,b,cに対しそれぞれ並列接続したヒータ
別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 とを有す
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、水道管等の凍結防
止技術に関し、特に、水道管等に使用される凍結防止ヒ
ータの断線又は供電状況を検出できる凍結防止ヒータ用
節電コントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷地等において電熱で水道管の凍結を
防止する水道凍結防止技術には、一般に図4(a)に示
すように、水道管に巻き付け又は添接して接触固定され
る発熱帯(ヒータ)1と、差込み電源プラグ2aを持ち
発熱帯1に供電するための交流電源コード2と、このコ
ード2の途中の防水接続プラグ2bで分岐接続された過
熱防止及び節電のためのサーモスタット(感温スイッ
チ)3とを備えた水道凍結防止ヒータ10が用いられて
いる。発熱帯1はその端部にコード接続部1aと端末封
止部1bを有しており、端末封止部1bの貫通孔には、
発熱帯の掛止又は固定用の可撓性芯線入り樹脂被覆帯
(いわゆるビニールタイ)1cが結び付けられている。
【0003】発熱帯1は一般に図4(b)に示す断面構
造を有しており、等間隔で並行した一対の電熱線(電気
抵抗線)L1 ,L2 を軟質耐熱性の電気絶縁樹脂部Sで
押出成形法により連続被覆したものであり、電気絶縁樹
脂部Sは電熱線L1 ,L2 の周囲の山形被覆部(突条被
覆部)S1 ,S2 とそれらを連結する肉薄連結部S0
からなり、山形被覆部(突条被覆部)S1 ,S2 との間
には谷部Vが形成されている。
【0004】発熱帯1としては上記の電気抵抗線タイプ
のものに限らず、最近では自己温度制御式タイプのもの
が使用されるようになって来ており、この自己温度制御
式タイプにおいては、L1 ,L2 が導電線(リード線)
に相当し、Sが周囲温度に応じて発熱量を変化させるポ
リマー発熱体(コア)となっており、そのポリマー発熱
体の周囲がポリマー絶縁外皮(図示せず)で被覆された
ものである。等価回路的には、2本の導電線L1 ,L2
に沿って無数の並列可変抵抗回路が分布しており、コア
の温度が下がると、微少収縮して電気抵抗が下がり、ヒ
ータ出力を上げ、逆に、コアの温度が上がると、微少膨
張して電気抵抗が上がり、ヒータ出力を下げるようにな
っている。従って、自己温度制御式タイプの凍結防止帯
では感温スイッチ等のサーモスタット3が不要となって
いる。
【0005】このような水道凍結防止ヒータ10は、発
熱帯1を水道管に巻付け又は添接して接触させながら、
接着テープで固定した後、発泡スチロール保温筒,保温
テープ等の保温材で覆って固定されるものである。
【0006】ところで、水道凍結防止ヒータ10の発熱
帯1は2本の電熱線(電気抵抗線)又は導電線で構成さ
れているため、これらの供電線が断線していると、発熱
不能により寒冷下では水道管が凍結してしまう。また、
サーモスタット3がオフ状態で故障している場合も、水
道管が凍結してしまう。
【0007】このような実情から、水道凍結防止ヒータ
の施工時や使用中において発熱帯1の供電線の断線不良
等を検出する目的で、水道凍結防止ヒータとは別に、水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラが用いられて来
た。
【0008】図5は水道凍結防止ヒータに使用される水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラを示す回路図であ
る。この水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ20
は、交流電源(例えばAC100V)から水道凍結防止
ヒータ10へ中継接続するためのものであり、商用交流
電源のコンセントに接続される差込み電源プラグ21
と、水道凍結防止ヒータ10の差込み電源プラグ2aが
差込み接続される雌型接続コネクタ22と、差込みプラ
グ21とコネクタ22とを導通するための2本の供電線
23,24と、一方の供電線23に介在し設定温度でオ
ン・オフするサーモスタット(感温スイッチ)3と、供
電線23,24間に介在し、サーモスタット3に直列接
続すると共に水道凍結防止ヒータ10に並列接続してお
り、サーモスタット3に近接配置された小形の模擬(ダ
ミー)発熱抵抗器Rと、供電線23,24間に介在する
ヒータ供電検出回路25とから成る。
【0009】通常、バイメタル・サーモスタットのオン
温度は6±3°Cで、オフ温度は13±3°Cとなって
いるが、ケース3aに内蔵されて模擬発熱抵抗器Rが近
接付帯したサーモスタット3のオン作動は発熱帯1の外
気温度に実質上感応するものであり、またそのオフ作動
は、後述するように、実質的に発熱帯1付近の水道管温
度に近似したサーモスタット環境温度(擬似水道管温
度)に感応するものである。感温スイッチ・オン/オフ
検出回路25は、電流制限抵抗器rと電源パイロット・
ランプの発光ダイオード(LED)Lと整流ダイオード
Dとの直列接続回路である。
【0010】節電コントローラ20と水道凍結防止ヒー
タ10の使用態様は、コネクタ22と水道凍結防止ヒー
タ10の差込み電源プラグ2aとを接続し、コントロー
ラ20の差込み電源プラグ21を商用交流電源のコンセ
ントに差し込んでおくものである。水道管は長く引き回
れているため、現実には水道管の部位が異なるとその部
位の温度は多少異なるものであるが、発熱帯1の非発熱
期間では平均的な水道管温度としては外気温度と略等し
く、外気温度の変化に応じて水道管温度も変化する。ま
たケース3a内のサーモスタット3の環境温度は外気温
度に追従する。
【0011】他方、発熱帯1の発熱期間では水道管温度
が上昇するが、発熱帯1に対し並列接続の模擬発熱抵抗
器Rも発熱するため、ケース3a内のサーモスタット3
の環境温度も上昇する。寒風のときは無風のときよりも
水道管から熱が奪われるため、水道管が凍結し易いもの
であるが、寒風にケース3aが曝されると、その分、ケ
ース3a内のサーモスタット3の環境温度は上昇し難く
なるので、発熱期間ではサーモスタット3の環境温度は
水道管温度をトレースしている。
【0012】例えば、寒冷地で昼間から夜間にかけて、
図6(B)の実線で示す如く、外気温度Ts が除々に降
下し、サーモスタット3のオン温度を下回ると、時刻t
1 でサーモスタット3がオンするので、発光ダイオード
Lが点灯し、図6(A)に示す如く、発熱帯1への供電
により発熱帯1が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器
Rも発熱し始める。水道管自身は熱容量が相当大きいた
め、発熱帯1の発熱による水道管温度TS (図6(B)
の1点鎖線で図示)の上昇変化率は比較的小さいもの
の、ケース3a内の模擬発熱抵抗器Rが発熱すると、そ
れに近接配置されたサーモスタット3の環境温度T
D (図6(B)の2点鎖線で図示)は比較的速く上昇す
るので、速やかにオフ温度に到達し、時刻t2 でサーモ
スタット3がオフする。この発熱帯1の発熱時間(t2
−t1 )では水道管が加温されるものの、水道管温度T
P がオン温度迄は昇温しない。
【0013】サーモスタット3が時刻t2 でオフする
と、外気温度Ts がなおもオン温度よりも低いため、サ
ーモスタット3の環境温度TD がまた降下し始め、再
度、オン温度を下回るので、時刻t3 でサーモスタット
3がオンし、発熱帯1が発熱し始めると共に、模擬発熱
抵抗器Rも発熱し始め、やがて環境温度TD の昇温によ
りオフ温度に達するので、時刻t4 でサーモスタット3
がオフする。この第2回目の発熱期間(t4 −t3
は、外気温度Ts が第1回目よりも低くなっており、サ
ーモスタット3の環境温度TD が昇温し難くなっている
ため、第1回目の発熱期間(t2 −t1 )よりも長くな
る。
【0014】更に、サーモスタット3が時刻t4 でオフ
すると、外気温度Ts がなおも低いため、サーモスタッ
ト3の環境温度TD が急激に降下して、再々度、オン温
度を下回るので、時刻t5 でサーモスタット3がオン
し、発熱帯1が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器R
も発熱し始め、やがてオフ温度に達し、時刻t6 でサー
モスタット3がオフする。この第2回目の非発熱期間た
る間歇休止期間(t5 −t4 )は、外気温度Ts が第1
回目よりも低くなっており、サーモスタット3の環境温
度TD が急激に降温するため、第1回目の発熱期間(t
3 −t2 )よりも短くなる。
【0015】そしてまた、サーモスタット3が時刻t6
でオフすると、外気温度Ts がなおも一層低いため、サ
ーモスタット3の環境温度TD が急激に降下してオン温
度を下回り、時刻t7 でサーモスタット3がオンし、発
熱帯1が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Rも発熱
し始めるが、外気温度Ts が例えば−10°C以下の酷
寒冷であったり、寒風が強い場合は、サーモスタット3
の環境温度TD の上昇が起こり難くなるため、サーモス
タット3はオンし続け、発熱帯1の発熱がそのまま継続
する。
【0016】このように、サーモスタット3のオフ期間
では外気温度Ts に見立てたサーモスタット3の環境温
度TD がオン温度以下になると、サーモスタット3がオ
ンして発熱帯1及び模擬発熱抵抗器Rが発熱し始め、水
道管の凍結を未然に防止し、他方、サーモスタット3の
オン期間では発熱帯1で加温される水道管の水道管温度
P に見立てたサーモスタット3の環境温度TD がオフ
温度以上になると、サーモスタット3がオフして発熱帯
1及び模擬発熱抵抗器Rの発熱が休止し、水道管の過剰
加温が抑制されて消費電力の節約が図られる。
【0017】そして、サーモスタット3がオンすると、
発光ダイオードLが点灯し、サーモスタット3がオフす
ると、発光ダイオードLが消灯する。しかしながら、水
道凍結防止ヒータ10がコントローラ20に接続されて
いなかったり、発熱帯1に断線が発生している場合で
も、サーモスタット3がオンすると、発光ダイオードL
が点灯してしまうため、この感温スイッチ・オン/オフ
検出回路25はサーモスタット3のオン・オフを検出で
きるに過ぎず、実際の発熱帯1への供電有無を検出でき
るものではない。
【0018】図7は水道凍結防止ヒータに使用される水
道凍結防止ヒータ用(3本用)節電コントローラ20を
示す回路図である。なお、図5に示す節電コントローラ
20の部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説
明を省略する。この水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ30は、交流電源(例えばAC100V)から3本
の水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 へ中継接
続するためのものであり、互いに並列の雌形接続コネク
タ221 ,222 ,223 を供電線23,24の端末に
接続したものである。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
水道凍結防止ヒータ用(3本用)節電コントローラ30
においては、それぞれ次のような問題点があった。
【0020】 節電コントローラ20と同様に、感温
スイッチ・オン/オフ検出回路25の発光ダイオードL
が発光している場合、サーモスタット3がオン状態にあ
ることは判るものの、水道凍結防止ヒータ101 ,10
2 ,103 に実際供電されて発熱していることは検出で
きない。ヒータ101 ,102 ,103 がコントローラ
30に接続されていなかったり、ヒータ101 ,1
2 ,103 のいずれかに断線が発生していても、サー
モスタット3がオンすると、発光ダイオードLが点灯し
てしまうからである。
【0021】 また、水道凍結防止ヒータ101 ,1
2 ,103 のいずれかに断線不良が生じていても、そ
の断線不良に係る水道凍結防止ヒータを特定することは
できない。
【0022】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、感温スイッチ・オン/オフ状態の検出と複数本接続
のヒータのうち断線不良に係るヒータの特定とが可能の
凍結防止ヒータ用節電コントローラを提供することにあ
る。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る凍結防止ヒータ用節電コントローラ
は、凍結防止ヒータを端末に接続すべき中継系統におい
て感温スイッチの閉成による電源付勢により連動する電
磁スイッチを介在させたことを特徴とする。
【0024】即ち、本発明の第1の手段は、電源プラグ
からの一方の中継線に介装された感温スイッチ及び端末
に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた主
中継系統と、上記電源プラグから電気的に分岐して端末
に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた副
中継系統と、上記感温スイッチの閉成による電源付勢に
基づき電磁コイルを励磁すべきコイル励磁回路と、上記
副中継系統の一方の中継線に介装されて前記電磁コイル
の励磁により閉成する可動スイッチ接点と、上記感温ス
イッチに直列接続すると共に上記主中継系統の上記接続
コネクタに並列接続する第1の整流路と、この第1の整
流路に介在する感温スイッチ・オン/オフ検出表示灯
と、上記感温スイッチに対し並列接続し、上記第1の整
流路の整流極性とは逆極性で整流する第2の整流路と、
この第2の整流路に介在する上記主中継系統のヒータ別
供電表示灯と、上記可動スイッチ接点に対し並列接続し
た上記副中継系統のヒータ別供電表示灯と、を有して成
ることを特徴とする。
【0025】第1の手段では、電源プラグをコンセント
に接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタに凍
結防止ヒータを接続した使用状態において、外気温度が
オン温度以上であると、感温スイッチが開成しているた
め、これに並列接続の第2の整流路を介して整流電流が
流れるので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が点灯す
ると共に、可動スイッチ接点に対し並列接続した副中継
系統のヒータ別供電表示灯も点灯する。この第2の整流
路に整流電流が流れる極性では第1の整流路には電流が
流れず、また第2の整流路に整流電流が流れない逆極性
では第2の整流路によって第1の電流路は電流遮断状態
となっているため、感温スイッチ・オン/オフ検出表示
灯は消灯状態となっている。なお、感温スイッチの開成
期では、各ヒータ別供電表示灯を介して凍結防止ヒータ
へ電流が流れているが、通常、ヒータ別供電表示灯に対
し直列の電流制限抵抗を接続しておくことで、電流値を
絞り込み、表示電力を抑制することができる。
【0026】他方、外気温度がオン温度以下になると、
感温スイッチが閉成するため、第2の整流路が短絡する
ので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が消灯すると共
に、主中継系統に接続された凍結防止ヒータの発熱が開
始する。また、第1の整流路に整流電流が流れ、感温ス
イッチ・オン/オフ検出表示灯は点灯状態となる。更
に、感温スイッチの閉成による電源付勢に基づきコイル
励磁回路が電磁コイルを励磁するので、副中継開系統の
可動スイッチ接点が閉成し、副中継開系統の端末に接続
された凍結防止ヒータが通電して発熱が開始される。
【0027】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など(施工時に感温スイッチの周
囲を暖めた場合も含む)において、感温スイッチ・オン
/オフ検出表示灯が消灯状態である場合には、感温スイ
ッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、
感温スイッチ・オン/オフ検出表示灯が点灯状態である
場合は、感温スイッチがオン故障となっていることを検
出できる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である
場合、コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータ
が接続されていることを確認できる。逆に、いずれかの
ヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒータ
別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続さ
れていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続さ
れていてもその凍結防止ヒータが断線故障となっている
ことを検出できる。
【0028】外気温度がオン温度以下である場合(施工
時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場
合も含む)、感温スイッチ・オン/オフ検出表示灯が点
灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態で
あることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン/オ
フ検出表示灯が消灯状態であるときは、感温スイッチの
オフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ
別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線
故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状
態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別
供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電
表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
ないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
てもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出で
きる。
【0029】このように、本発明の第1の手段の凍結防
止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・オン
/オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯
の点灯・消灯とは排他的な表示を行うようになっている
ので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン/オフ検
出表示灯と各ヒータ別供電表示灯の排他的な点灯・消灯
状態を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプ
レー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転する
場合には、すべて正常(感温スイッチのオン・オフ故障
無し、凍結防止ヒータの接続不良無し、凍結防止ヒータ
の断線不良無し)であることを確認できる。
【0030】更に、主中継系統に感温スイッチが介装さ
れており、且つ第1及び第2の整流路に表示灯が介在し
ているため、可動スイッチ接点の接点数を少なくでき、
低コスト化に寄与する。
【0031】本発明の第2の手段は、感温スイッチを介
して電源プラグに接続された一方の供電線及び上記電源
プラグに接続された他方の供電線から電気的に分岐して
互いに並列であって、各端末に凍結防止ヒータを接続す
べき接続コネクタを具えた複数の中継系統と、上記感温
スイッチの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励
磁するべきコイル励磁回路と、上記各中継系統の一方の
中継線に介装されて上記電磁コイルの励磁により閉成す
る可動スイッチ接点と、上記感温スイッチに対し並列接
続した感温スイッチ・オン/オフ表示灯と、上記可動ス
イッチ接点に対し並列接続したヒータ別供電状況表示灯
とを有して成ることを特徴とする。
【0032】この第2の手段でも、電源プラグをコンセ
ントに接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタ
に凍結防止ヒータを接続した状態において、外気温度が
オン温度以上であると、感温スイッチが開成しているた
め、これに並列接続の感温スイッチ・オン/オフ検出表
示灯が点灯していると共に、中継開系統の可動スイッチ
接点に並列接続のヒータ別供電表示灯が点灯している。
【0033】他方、外気温度がオン温度以下になると、
感温スイッチが閉成するため、感温スイッチ・オン/オ
フ検出表示灯が点灯していると共に、感温スイッチの閉
成による電源付勢に基づいててコイル励磁回路が電磁コ
イルを励磁するので、中継開系統の可動スイッチ接点が
閉成し、各中継開系統に接続された凍結防止ヒータへ通
電し発熱が開始される。
【0034】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など(施工時に感温スイッチの周
囲を暖めた場合も含む)において、感温スイッチ・オン
/オフ検出表示灯が点灯状態である場合、感温スイッチ
が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温
スイッチ・オン/オフ検出表示灯が消灯状態である場合
は、感温スイッチがオン故障になっていることを検出で
きる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である場
合、端末コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒー
タが接続されていることを確認できる。逆に、いずれか
のヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒー
タ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続
されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続
されていてもその凍結防止ヒータが断線故障であること
を検出できる。
【0035】外気温度がオン温度以下である場合(施工
時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場
合も含む)、感温スイッチ・オン/オフ検出表示灯が消
灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態で
あることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン/オ
フ検出表示灯が点灯状態であるときは、感温スイッチの
オフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ
別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線
故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状
態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別
供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電
表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
ないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
てもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出で
きる。
【0036】このように、本発明の第2の手段に係る凍
結防止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・
オン/オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表
示灯の点灯・消灯とは同表示モードで動作するようにな
っているので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン
/オフ検出表示灯及び各ヒータ別供電表示灯の点灯状態
を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプレー
等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて正常
(感温スイッチのオン・オフ故障無し、凍結防止ヒータ
の接続不良無し、凍結防止ヒータの断線不良無し)であ
ることを確認できる。
【0037】この第2の手段では、各中継開系統がそれ
ぞれ平等の並列関係にあるため、第1の手段における第
1及び第2の整流路を特に設けなくて済む。
【0038】通常は、各表示灯として安価な発光ダイオ
ードが用いられる。発光ダイオードの故障率は殆ど問題
とならないが、中継系統の可動スイッチ接点の故障対策
については顧慮する必要がある。しかし、ヒータ別供電
表示灯が並列に接続されているので、例えば、凍結防止
ヒータを接続しない状態において、複数のヒータ別供電
表示灯の表示モードの横並び異同を照合することで、可
動スイッチ接点の不良をも発見できる。
【0039】感温スイッチ・オン/オフ検出表示灯やヒ
ータ別供電表示灯は電流定格の大きいものならば、感温
スイッチや可動スイッチ接点に直列接続しても構わな
い。しかし、表示電力が元々無効電力であることから、
表示灯を直列に接続する場合は、電流制限抵抗や整流ダ
イオードを更に直列に接続し、表示電流を低減すること
が必要になる。ところが、凍結防止ヒータが通電して発
熱する期間では、これらの表示灯に比較的大きな電流を
流す必要があることから、電流制限抵抗等が却って障害
となり、高出力の凍結防止ヒータをコントローラに接続
し難くなる。また接続すべき凍結防止ヒータの出力如何
により電流制限抵抗の抵抗値の最適化を余儀無くされ、
汎用性のあるコントローラの実現が困難となる。
【0040】このような事情から、本発明では、表示灯
を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続し、ヒー
タへの通電時の障害にならないようにしており、非通電
時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わることか
ら、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に
も寄与する。
【0041】第1及び第2の手段において、電磁コイル
と複数の可動スイッチ接点とは接点電磁リレーを用いて
構成できるため、部品点数の削減と低コスト化に寄与す
る。
【0042】また、第1及び第2の手段において、感温
スイッチに直列接続すると共に中継系統の接続コネクタ
に並列接続する模擬(ダミー)発熱素子を当該感温スイ
ッチに近接配置して成ることが好ましい。外気温度に近
似の感温スイッチの環境温度に感応して感温スイッチが
オンすることは勿論であるが、感温スイッチがオフする
のは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱素子が
凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱しているため、模
擬発熱素子の発熱による感温スイッチの環境温度に感応
するものである。つまり、オン・オフするときはヒータ
加温対象の温度をトレースした形で行われるので、ヒー
タ加温対象の無駄な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱
制御により、消費電力の大幅低減を達成できる。
【0043】感温スイッチとしては、サーマル・リード
・スイッチやバイメタル・サーモスタットが通常使用さ
れる。感温スイッチの故障率は非常に低いものの、その
スイッチ故障率のうち約80%はオン故障であるとの報
告がある。感温スイッチがオン故障である場合、夏期で
も、凍結防止ヒータが発熱し続けているため、ヒータの
保温材等の火災発生を招く虞れがある。
【0044】そこで、本発明においては、感温スイッチ
に直列接続した感温フューズを模擬発熱素子に近接配置
して成る。このように、模擬発熱素子に近接させて温度
フューズを設けることにより、外気温度がオン温度より
も高くなっても、なおも感温スイッチのオン故障により
凍結防止ヒータが発熱し続けている場合、模擬発熱素子
も同時的に発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍
温度が高温になるので、感温フューズが溶断し、感温ス
イッチへは供電されなくなる。これにより、コイル励磁
回路の電源付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁と
なり、可動スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が
停止して発熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障
による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができ
る。また、感温フューズが溶断すると、すべての表示灯
が消灯状態となるので、感温フューズの溶断を発見でき
る。
【0045】第1及び第2の手段において、コイル励磁
回路としては半波整流平滑回路を採用できる。部品点数
の少ない簡素な直流電源で済ませることができるため、
低コスト化に寄与する。
【0046】更に、模擬発熱素子には、その半波整流平
滑回路の半波整流回路を直列接続して成ることが好まし
い。模擬発熱素子は感温スイッチに近接配置されている
ことから、微弱発熱でも構わないものである。そこで、
半波整流回路から模擬発熱素子に印加するのは交流半波
電流であるため、消費電力の低減を図ることができる。
【0047】なお、本発明の節電コントローラは端末に
複数の接続コネクタを備えており、これに凍結防止ヒー
タを適宜接続できるようになっているが、本発明には接
続コネクタを設けずに、予めに凍結防止ヒータが接続固
定されているものも含まれる。
【0048】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を添付図面
に基づいて説明する。
【0049】〔実施形態1〕図1は本発明の実施形態1
に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの外観を
示す斜視図、図2は実施形態1に係る水道凍結防止ヒー
タ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。
【0050】本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ(断線チェッカー)120は、後述の電子部品を内
蔵した樹脂製のコントローラ・ボックス120Aと、こ
の一側端から延び出る接続コード121aの先端に設け
られ、商用交流電源のコンセントに接続すべき電源プラ
グ121と、コントローラ・ボックス120Aの他側端
から延び出る3本の接続コード122a,122b,1
22cの先端に設けられ、水道管凍結防止ヒータを接続
すべき雌形接続コネクタ1221 ,1222 ,1223
とを有している。コントローラ・ボックス120Aの表
面側において、接続コード121a寄りでそれに対応す
る位置にはサーモスタット・オン/オフ検出用緑色発光
ダイオードL0 が設けられており、また各接続コード1
22a,122b,122c寄りでそれぞれに対応する
位置にはヒータ別供電検出用赤色発光ダイオードL1
2 ,L3 が設けられている。
【0051】本例の回路構成は、図2に示す如く、電源
プラグ121からの一方の中継線1231 にて介装され
たサーモスタット3及び端末に水道凍結防止ヒータ10
1 を接続すべき接続コネクタ1221 を具えた主中継系
統1251 と、電源プラグ121から電気的に分岐して
互いに並列であって各端末に水道凍結防止ヒータ1
2 ,103 を接続すべき接続コネクタ1222 ,12
3 を具えた副中継系統1252 ,1253 と、サーモ
スタット3の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルX
を励磁すべきコイル励磁回路126と、副中継系統12
2 ,1253 の一方の中継線1232 ,1233 に介
装されて電磁コイルXの励磁により閉成する可動スイッ
チ接点a,bと、サーモスタット3に直列接続すると共
に主中継系統1251 の接続コネクタ1221 に並列接
続する第1の整流路127と、サーモスタット3に対し
並列接続し、第1の整流路127の整流極性とは逆極性
で整流する第2の整流路128と、第1の整流路127
に介在するサーモスタット・オン/オフ検出用発光ダイ
オードL0 と、第2の整流路128に介在する主中継系
統のヒータ別供電検出用発光ダイオードL1 と、可動ス
イッチ接点a,bに対しそれぞれ並列接続した副中継系
統のヒータ別供電検出用発光ダイオードL2 ,L3 と、
を有して成る主中継系統1251 は一方の中継線123
1 と他方の中継線1241 とから成る開回路である。ま
た、第1の副中継系統1252 は一方の中継線1232
と他方の中継線1242 とから成る開回路である。更
に、第2の副中継系統1253も一方の中継線1233
と他方の中継線1243 とから成る開回路である。
【0052】コイル励磁回路126は、整流ダイオード
Dと、抵抗器r及び蓄電コンデンサCの積分回路とから
成る半波整流平滑回路である。第1の整流路127は、
整流ダイオードD0 と電流制限抵抗器r0 とサーモスタ
ット・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 との直列回
路である。第2の整流路128も、整流ダイオードD1
と電流制限抵抗器r1 とヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードL1 との直列回路である。また、ヒータ別供電検出
用発光ダイオードL2 ,L3 には直列に整流ダイオード
2 ,D3 と電流制限抵抗器r2 ,r3 が接続されてい
る。電磁コイルXと可動スイッチ接点a,bとは2接点
電磁リレーRY2 を構成している。
【0053】主中継系統1251 において、サーモスタ
ット3に直列接続すると共に接続コネクタ1221 に並
列接続する小形の模擬(ダミー)発熱抵抗器(発熱素
子)Rがサーモスタット3に近接配置されている。この
模擬発熱抵抗器Rには、コイル励磁回路126の整流ダ
イオードDが直列接続されている。そして、サーモスタ
ット3に直列接続した感温フューズFが模擬発熱抵抗器
Rに近接配置されている。
【0054】このような構成の水道凍結防止ヒータ用節
電コントローラ120は、電源プラグ121を商用交流
電源の壁面コンセントに接続すると共に、中継系統12
1,1252 ,1253 の端末の接続雌コネクタ12
1 ,1222 ,1223 に水道凍結防止ヒータ1
1 ,102 ,103 をそれぞれ接続して使用する。
【0055】外気温度がオン温度以上であると、サーモ
ストッタ3が開成しているため、これに並列接続の第2
の整流路128を介して整流電流が流れているので、主
中継系統1251 のヒータ別供電検出用発光ダイオード
1 が赤色点灯していると共に、可動スイッチ接点a,
bに対し並列接続した副中継系統1252 ,1253
ヒータ別供電検出用発光ダイオードL2 ,L3 も赤色点
灯している。この第2の整流路128に整流電流が流れ
る半波極性では第1の整流路127には電流が流れず、
また第2の整流路128に整流電流が流れない半波逆極
性では第2の整流路128によって第1の電流路127
は電流遮断状態となっているため、サーモスタット・オ
ン/オフ検出用発光ダイオードL0 は消灯状態となって
いる。なお、このサーモストッタ3の開成期では、各ヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 を介
して凍結防止ヒータへ半波整流が流れているが、ダイオ
ードL1 ,L2 ,L3 に対し直列の電流制限抵抗r1
2 ,r3 が接続されているため、電流値が絞り込まれ
ており、表示電力が抑制されている。
【0056】他方、外気温度がオン温度以下になると、
サーモストッタ3が閉成するため、第2の整流路128
が短絡するので、主中継系統1251 のヒータ別供電検
出用発光ダイオードL1 が消灯すると共に、主中継系統
1251 に接続された水道凍結防止ヒータ101 の発熱
が開始する。また、第1の整流路127に整流電流が流
れ、サーモスタット・オン/オフ検出用発光ダイオード
0 は緑色点灯状態となる。更に、サーモストッタ3の
閉成による電源付勢に基づきコイル励磁回路126が電
磁コイルXを励磁するので、副中継開系統1252 ,1
253 の可動スイッチ接点a,bが閉成し、副中継開系
統1252 ,1253 の端末に接続された水道凍結防止
ヒータ102 ,103 が通電して発熱が開始される。
【0057】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など(施工時にサーモスタット3
の周囲を暖めた場合も含む)において、サーモスタット
・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 が消灯状態であ
る場合には、サーモスタット3が正常に開成状態である
ことを確認できる。逆に、サーモスタット・オン/オフ
検出用発光ダイオードL0 が点灯状態である場合は、サ
ーモスタット3がオン故障となっていることを検出でき
る。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L
2 ,L3 が点灯状態である場合、コネクタ1221 ,1
222 ,1223 に断線故障の無い正常の水道凍結防止
ヒータ101 ,102 ,103 が接続されていることを
確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光
ダイオードL1 ,L2 ,L3 が消灯状態である場合、そ
のコネクタ1221 ,1222 ,1223 に水道凍結防
止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに水道凍
結防止ヒータ101 ,102 ,103 が接続されていて
もその水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 が断
線故障となっていることを検出できる。
【0058】外気温度がオン温度以下である場合(施工
時にサーモスタット3の周囲を冷却スプレー等で冷やし
た場合も含む)、サーモスタット・オン/オフ検出用発
光ダイオードL0 が点灯状態であるときは、サーモスタ
ット3が正常に開成状態であることを確認できる。逆
に、サーモスタット・オン/オフ検出用発光ダイオード
0 が消灯状態であるときは、サーモスタット3のオフ
故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供
電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 が消灯状態で
あるときは、コネクタ1221 ,1222 ,1223
断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ101 ,10
2 ,103 が接続されて、発熱状態であることを確認で
きる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードL1 ,L2 ,L3 が点灯状態であるときは、その雌
コネクタ1221 ,1222 ,1223 に水道凍結防止
ヒータ101 ,102 ,103 が接続されていないか、
そのコネクタ1221 ,1222 ,1223 に水道凍結
防止ヒータ101 ,102 ,103 が接続されていても
その水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 が断線
故障であることを検出できる。
【0059】このように、本例の水道凍結防止ヒータ用
節電コントローラ120では、サーモスタット・オン/
オフ検出用発光ダイオードL0 の点灯・消灯状態と各ヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 の点
灯・消灯状態とは排他的な表示を行うようになっている
ので、夏場での施工時にはサーモスタット・オン/オフ
検出用発光ダイオードL0 と各ヒータ別供電検出用発光
ダイオードL1 ,L2,L3 の排他的な点灯・消灯モー
ドを視認すると共に、サーモスタット3の周囲を冷却ス
プレー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転す
る場合には、サーモスタット3は、すべて正常(サーモ
スタット3のオン・オフ故障無し、水道凍結防止ヒータ
101 ,102 ,103 の接続不良無し、水道凍結防止
ヒータ101 ,102 ,103 の断線不良無し)である
ことを確認できる。
【0060】本例では、発光ダイオードL0 ,L1 ,L
2 ,L3 をサーモスタット3や可動スイッチ接点a,b
に並列接続し、ヒータ101 ,102 ,103 への通電
時では電流制限しないようにしており、非通電時ではそ
のヒータ負荷が発光ダイオードL0 ,L1 ,L2 ,L3
に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮さ
れ、表示電力の低減に寄与している。
【0061】ここに、発光ダイオードL0 ,L1
2 ,L3 の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統
の可動スイッチ接点a,bの故障対策については顧慮す
る必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオード
1 ,L2 ,L3 が並列に接続されているので、例え
ば、水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 を接続
しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオー
ドL1 ,L2 ,L3 の点灯・消灯モードの横並び異同を
照合することで、可動スイッチ接点a,bの不良をも発
見できる。
【0062】また、副中継開系統1252 ,1253
感温開閉は2接点電磁リレーRY2を用いて達成してい
るため、部品点数の削減と低コスト化に寄与している。
【0063】更に、本例においては、サーモスタット3
に直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接
続する模擬発熱抵抗器Rがサーモスタット3に近接配置
されている。前述したように、模擬発熱抵抗器Rにより
サーモスタット環境温度が模擬水道管温度として見立て
られるため、図6に示す間歇発熱制御が行われる。即
ち、外気温度に近似のサーモスタット3の環境温度に感
応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、サ
ーモスタット3がオフするのは、外気温度に感応するの
ではなく、模擬発熱抵抗器Rが水道凍結防止ヒータ10
1 ,102 ,103 の発熱と同時的に発熱しているた
め、模擬発熱抵抗器Rの発熱によるサーモスタット3の
環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフす
るときは水道管の温度をトレースした形で行われるの
で、水道管の無駄な過熱(オン/オフ・マージン間の発
熱)を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費電
力の大幅低減を達成できる。
【0064】これに加え、本例では、サーモスタット3
に直列接続した感温フューズF(溶断温度約60°C)
が模擬発熱抵抗器Rに近接配置されている。このような
温度フューズFを設けることにより、外気温度がオン温
度よりも高くなっても、サーモスタット3のオン故障に
より水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 が発熱
し続けている場合、模擬発熱抵抗器Rも同時的に発熱し
続けているため、模擬発熱抵抗器Rの近傍温度が高温に
なるので、感温フューズFが溶断し、サーモスタット3
へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路1
26の電源付勢が消滅するため、電磁コイルXが非励磁
となり、可動スイッチ接点a,bが開成し、各中継系統
1251 ,1252 ,1253 の通電が停止して発熱が
止む。従って、サーモスタット3のオン故障による火災
発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感
温フューズFが溶断すると、すべての発熱ダイオードL
0〜L3 が消灯状態となるため、感温フューズFの溶断
を発見でき、コントローラの交換を促すに役立つ。
【0065】コイル励磁回路126としては半波整流平
滑回路が採用されているため、部品点数の少ない簡素な
回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模擬発熱
抵抗器Rには、コイル励磁回路126の整流ダイオード
Dから半波整流が印加されるようになっているので、模
擬発熱抵抗器Rの消費電力の低減も図ることができる。
【0066】更に、本例では、主中継系統1251 にサ
ーモスタット3が介装されており、また第1の整流路1
27及び第2の整流路128に発光ダイオードL0 ,L
1 が介在しているため、2接点電磁リレーRY2 で3中
継系統の通電制御ができ、低コスト化に寄与する。
【0067】〔実施形態2〕図3は実施形態2に係る水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す
回路図である。
【0068】本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ(断線チェッカー)130も、図1に示す如くの外
観構成を有している。またその回路構成は、サーモスタ
ット3を介して電源プラグ121に接続された一方の供
電線133及び電源プラグ121に接続された他方の供
電線134から電気的に分岐して互いに並列であって、
各端末に水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103
接続すべき雌形接続コネクタ1221 ,1222 ,12
3 を具えた複数の中継系統1351 ,1352 ,13
3 と、サーモスタット3の閉成による電源付勢に基づ
き電磁コイルXを励磁するべきコイル励磁回路136
と、各中継系統1351 ,1352 ,1353 の一方の
中継線1331 ,1332 ,1333 に介装されて電磁
コイルXの励磁により閉成する可動スイッチ接点a,
b,cと、サーモスタット3に対し並列接続したサーモ
スタット・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 と、可
動スイッチ接点a,b,cに対しそれぞれ並列接続した
ヒータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3
を有して成る。
【0069】第1の中継系統1351 は一方の中継線1
331 と他方の中継線1341 とから成る開回路であ
る。また、第2の中継系統1352 は一方の中継線13
2 と他方の中継線1342 とから成る開回路である。
更に、第3の中継系統1353も一方の中継線1333
と他方の中継線1343 とから成る開回路である。
【0070】コイル励磁回路136は、整流ダイオード
Dと、抵抗器r及び蓄電コンデンサCの積分回路とから
成る半波整流平滑回路である。また、ヒータ別供電検出
用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 には直列に整流ダイ
オードD1 ,D2 ,D3 と電流制限抵抗器r1 ,r2
3 が接続されている。電磁コイルXと可動スイッチ接
点a,b,cとは3接点電磁リレーRY3 を構成してい
る。
【0071】供電線133においては、サーモスタット
3に直列接続すると共に接続雌コネクタ1221 〜12
3 に並列接続する小形の模擬(ダミー)発熱抵抗器
(発熱素子)Rがサーモスタット3に近接配置してい
る。この模擬発熱抵抗器Rには、コイル励磁回路136
の整流ダイオードDが直列接続されている。そして、サ
ーモスタット3に直列接続した感温フューズFが模擬発
熱抵抗器Rに近接配置されている。
【0072】この水道凍結防止ヒータ用コントローラ1
30も、電源プラグ121を商用交流電源の壁面コンセ
ントに接続すると共に、中継系統1351 ,1352
1353 の端末の接続コネクタ1221 ,1222 ,1
223 に水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103
接続して使用される。
【0073】外気温度がオン温度以上であると、サーモ
スタット3が開成しているため、これに並列接続のサー
モスタット・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 が緑
色点灯していると共に、中継開系統1351 ,13
2 ,1353 の可動スイッチ接点a,b,cに並列接
続のヒータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L
が赤色点灯している。
【0074】他方、外気温度がオン温度以下になると、
サーモスタット3が閉成するため、サーモスタット・オ
ン/オフ検出用発光ダイオードLが消灯していると
共に、サーモスタット3の閉成による電源付勢に基づい
ててコイル励磁回路136が電磁コイルXを励磁するの
で、中継開系統1351 ,1352 ,1353 の可動ス
イッチ接点a,b,cが閉成し、ヒータ別供電検出用発
光ダイオードL1 ,L2,L3 が消灯すると共に、各中
継開系統1351 ,1352 ,1353 に接続された水
道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 へ通電し発熱
が開始される。
【0075】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など(施工時にサーモスタット3
の周囲を暖めた場合も含む)において、サーモスタット
・オン/オフ検出用発光ダイオードL0 が点灯状態であ
る場合、サーモスタット3が正常に開成状態であること
を確認できる。逆に、サーモスタット・オン/オフ検出
用発光ダイオードL0 が消灯状態である場合は、サーモ
スタット3のオン故障になっていることを検出できる。
また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードL1,L2
3 が点灯状態である場合、端末コネクタ1221 ,1
222 ,1223 に断線故障の無い正常の水道凍結防止
ヒータ101 ,102 ,103 が接続されていることを
確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が消
灯状態である場合、そのヒータ別供電表示灯に係るコネ
クタ1221 ,1222 ,1223 にヒータ別供電検出
用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 が接続されていない
か、そのコネクタ1221 ,1222 ,1223 に水道
凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 が接続されてい
てもその水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103
断線故障であることを検出できる。
【0076】外気温度がオン温度以下である場合(施工
時にサーモスタット3の周囲を冷却スプレー等で冷やし
た場合も含む)、サーモスタット・オン/オフ検出用発
光ダイオードL0 が消灯状態であるときは、サーモスタ
ット3が正常に開成状態であることを確認できる。逆
に、サーモスタット・オン/オフ検出用発光ダイオード
0 が点灯状態であるときは、サーモスタット3のオフ
故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供
電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 が消灯状態で
あるときは、コネクタ1221 ,1222 ,1223
断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ101 ,10
2 ,103 が接続されて、発熱状態であることを確認で
きる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードL1 ,L2 ,L3 が点灯状態であるときは、そのヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードに係るコネクタ122
1 ,1222 ,1223 に水道凍結防止ヒータ101
102 ,103 が接続されていないか、そのコネクタ1
221 ,1222 ,1223に水道凍結防止ヒータ10
1 ,102 ,103 が接続されていてもその水道凍結防
止ヒータ101 ,102 ,103 が断線故障であること
を検出できる。
【0077】このように、本例では、サーモスタット・
オン/オフ検出用発光ダイオードL0 の点灯・消灯状態
と各ヒータ別供電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L
3 の点灯・消灯状態とは同表示モードで動作するように
なっているので、夏場での施工時にはサーモスタット・
オン/オフ検出用発光ダイオードL0 及び各ヒータ別供
電検出用発光ダイオードL1 ,L2 ,L3 の点灯モード
を視認すると共に、サーモスタット3の周囲を冷却スプ
レー等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて
正常(サーモスタット3のオン・オフ故障無し、水道凍
結防止ヒータ101 ,102 ,103 の接続不良無し、
水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 の断線不良
無し)であることを確認できる。
【0078】本例では、各中継開系統1351 ,135
2 ,1353 がそれぞれ平等の並列関係にあるため、実
施形態1における第1及び第2の整流路127,128
を特に設けなくて良い。
【0079】また実施形態1と同様に、発光ダイオード
0 ,L1 ,L2 ,L3 をサーモスタット3や可動スイ
ッチ接点a,b,cに並列接続し、ヒータ101 ,10
2 ,103 への通電時では電流制限しないようにしてお
り、非通電時ではそのヒータ負荷が発光ダイオード
0 ,L1 ,L2 ,L3 に直列に加わることから、電流
制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に寄与して
いる。
【0080】ここに、発光ダイオードL0 ,L1
2 ,L3 の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統
の可動スイッチ接点a,bの故障対策については顧慮す
る必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオード
1 ,L2 ,L3 が並列に接続されているので、例え
ば、水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 を接続
しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオー
ドL1 ,L2 ,L3 の点灯・消灯を異同を照合すること
で、可動スイッチ接点a,b,cの不良をも発見でき
る。
【0081】また、中継開系統1351 ,1352 ,1
353 の感温開閉は3接点電磁リレーRY3 を用いて達
成しているため、部品点数の削減と低コスト化に寄与し
ている。
【0082】更に、サーモスタット3に直列接続すると
共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱抵
抗器Rがサーモスタット3に近接配置されている。前述
した理由により、図6に示す間歇発熱制御が行われる。
即ち、外気温度に近似のサーモスタット3の環境温度に
感応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、
サーモスタット3がオフするのは、外気温度に感応する
のではなく、模擬発熱抵抗器Rが水道凍結防止ヒータ1
1 ,102 ,103 の発熱と同時的に発熱しているた
め、模擬発熱抵抗器Rの発熱によるサーモスタット3の
環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフす
るときは水道管の温度をトレースした形で行われるの
で、水道管の無駄な過熱を防止でき、間歇発熱制御によ
り消費電力の大幅低減を達成できる。
【0083】これに加え、本例では、サーモスタット3
に直列接続した感温フューズF(溶断温度約60°C)
が模擬発熱抵抗器Rに近接配置されている。このような
温度フューズFを設けることにより、外気温度がオン温
度よりも高くなっても、サーモスタット3のオン故障に
より水道凍結防止ヒータ101 ,102 ,103 が発熱
し続けている場合、模擬発熱抵抗器Rも同時的に発熱し
続けているため、模擬発熱抵抗器Rの近傍温度が高温に
なるので、感温フューズFが溶断し、サーモスタット3
へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路1
36の電源付勢が消滅するため、電磁コイルXが非励磁
となり、可動スイッチ接点a,b,cが開成し、各中継
系統1351 ,1352 ,1353 の通電が停止して発
熱が止む。従って、サーモスタット3のオン故障による
火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。ま
た、感温フューズFが溶断すると、すべての発光ダイオ
ードL0 〜L3 が消灯状態となるので、感温フューズF
の溶断を早期に発見でき、コントローラの交換を促すに
役立つ。
【0084】更に、コイル励磁回路136としては半波
整流平滑回路が採用されているため、部品点数の少ない
簡素な回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模
擬発熱抵抗器Rには、コイル励磁回路136の整流ダイ
オードDから半波整流が印加されるようになっているの
で、模擬発熱抵抗器Rの消費電力の低減も図ることがで
きる。
【0085】なお、上記各実施形態では3本のヒータを
接続できる節電コントローラを説明してあるが、2本の
ヒータだけを接続できる節電コントローラや4本以上の
ヒータを接続できる節電コントローラも中継系統を増減
するだけで容易に実現することができる。
【0086】また、本実施形態では水道凍結防止ヒータ
に用いる例を説明してあるが、水道管の凍結に限らず、
一般に、凍結(氷化)を生じさせたくない箇所のために
用いるヒータ(防凍器)に広く適用できることは言う迄
もない。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る凍結
防止ヒータ用節電コントローラは、凍結防止ヒータを端
末に接続すべき中継系統において感温スイッチの閉成に
よる電源付勢により連動する電磁スイッチと、感温スイ
ッチ及び可動スイッチ接点に並列接続した表示灯とを有
する点を特長とするものであるから、次のような効果を
奏する。
【0088】(1) 本発明では、感温スイッチ・オン
/オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯
の点灯・消灯とは排他的又は同時的な表示を行うように
なっているので、感温スイッチのオン・オフ故障、特定
の凍結防止ヒータの接続不良、又は特定の凍結防止ヒー
タの断線不良を検出できる。しかも、複数のヒータ別供
電表示灯の点灯・消灯モードの横並び異同を照合するこ
とで、可動スイッチ接点の不良をも発見できる。また、
表示灯を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続
し、ヒータへの通電時の障害にならないようにしてお
り、非通電時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わ
ることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力
の低減に寄与する。
【0089】(2) 特に第1の手段では、主中継系統
に感温スイッチが介装されており、且つ第1及び第2の
整流路に表示灯が介在しているため、可動スイッチ接点
の接点数を少なくでき、低コスト化に寄与する。
【0090】(3) 特に第2の手段では、各中継開系
統がそれぞれ平等の並列関係にあるため、第1の手段に
おける第1及び第2の整流路を特に設けなくて済む。
【0091】(4) 電磁コイルと複数の可動スイッチ
接点とが接点電磁リレーを用いて構成されて成る場合、
部品点数の削減と低コスト化に寄与する。
【0092】(5) 感温スイッチに直列接続すると共
に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱素子
を当該感温スイッチに近接配置して成る場合、感温スイ
ッチがオフするのは、外気温度に感応するのではなく、
模擬発熱素子が凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱し
ているため、模擬発熱素子の発熱による感温スイッチの
環境温度に感応する。このため、ヒータ加温対象の無駄
な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費
電力の大幅低減を達成できる。
【0093】(6) 感温スイッチに直列接続した感温
フューズを模擬発熱素子に近接配置して成る場合、感温
スイッチがオン故障のときは、模擬発熱素子も同時的に
発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍温度が高温
になるので、感温フューズが溶断し、感温スイッチへは
供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路の電源
付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁となり、可動
スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が停止して発
熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障による火災
発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感
温フューズが溶断すると、すべての表示灯が消灯状態と
なるので、感温フューズの溶断を発見でき、コントロー
ラの交換を促すに役立つ。
【0094】(7) コイル励磁回路を半波整流平滑回
路で構成した場合、部品点数の少ない簡素な直流電源で
済ませることができるため、低コスト化に寄与する。
【0095】(8) 模擬発熱素子にはその半波整流平
滑回路の半波整流回路を直列接続して成る場合、模擬発
熱素子は感温スイッチに近接配置されていることから、
微弱発熱でも構わないものである。半波整流回路から模
擬発熱素子に印加するのは交流半波電流であるため、消
費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る水道凍結防止ヒータ
用節電コントローラの外観を示す斜視図である。
【図2】実施形態1に係る水道凍結防止ヒータ用節電コ
ントローラの回路構成を示す回路図である。
【図3】実施形態2に係る水道凍結防止ヒータ用節電コ
ントローラの回路構成を示す回路図である。
【図4】(a)は水道凍結防止ヒータの一例を示す平面
図、(b)は(a)中のA−A′線に沿って切断した状
態を示す断面図である。
【図5】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒ
ータ用(1本用)節電コントローラの回路構成を示す回
路図である。
【図6】(A)は模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止
ヒータ用節電コントローラのヒータ発熱制御の経時変化
を示すグラフで、(B)はそのヒータ間歇発熱制御によ
る水道管等の温度推移を示すグラフである。
【図7】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒ
ータ用(3本用)節電コントローラの回路構成を示す回
路図である。
【符号の説明】
1…発熱帯 2a…電源プラグ 3…サーモスタット(感温スイッチ) 101 ,102 ,103 …水道凍結防止ヒータ 120,130…水道凍結防止ヒータ用節電コントロー
ラ 120A…コントローラ・ボックス 121a,122a,122b,122c…接続コード 121…電源プラグ 1221 ,1222 ,1223 …雌形接続コネクタ 1231 ,1232 ,1233 ,1331 ,1332
1333 …一方の中継線 1241 ,1242 ,1243 ,1341 ,1342
1343 …他方の中継線 1251 …主中継系統 1252 ,1253 …副中継系統 126,136…コイル励磁回路 127…第1の整流路 128…第2の整流路 133…一方の供電線 134…他方の供電線 1351 ,1352 ,1353 …中継系統 X…電磁コイル a,b,c…可動スイッチ接点 L0 …サーモスタット・オン/オフ検出用発光ダイオー
ド L1 ,L2 ,L3 …ヒータ別供電検出用発光ダイオード D,D0 ,D1 ,D2 ,D3 …整流ダイオード r…抵抗器 r0 ,r1 ,r2 ,r3 …電流制限抵抗器 C…蓄電コンデンサ RY2 …2接点電磁リレー RY3 …3接点電磁リレー R…模擬発熱抵抗器 F…感温フューズ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源プラグからの一方の中継線に介装さ
    れた感温スイッチ及び端末に凍結防止ヒータを接続すべ
    き接続コネクタを具えた主中継系統と、前記電源プラグ
    から電気的に分岐して端末に凍結防止ヒータを接続すべ
    き接続コネクタを具えた副中継系統と、前記感温スイッ
    チの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励磁すべ
    きコイル励磁回路と、前記副中継系統の一方の中継線に
    介装されて前記電磁コイルの励磁により閉成する可動ス
    イッチ接点と、前記感温スイッチに直列接続すると共に
    前記主中継系統の前記接続コネクタに並列接続する第1
    の整流路と、この第1の整流路に介在する感温スイッチ
    ・オン/オフ検出表示灯と、前記感温スイッチに対し並
    列接続し、前記第1の整流路の整流極性とは逆極性で整
    流する第2の整流路と、この第2の整流路に介在する前
    記主中継系統のヒータ別供電表示灯と、前記可動スイッ
    チ接点に対し並列接続した前記副中継系統のヒータ別供
    電表示灯と、を有して成ることを特徴とする凍結防止ヒ
    ータ用節電コントローラ。
  2. 【請求項2】 感温スイッチを介して電源プラグに接続
    された一方の供電線及び前記電源プラグに接続された他
    方の供電線から電気的に分岐して互いに並列であって、
    各端末に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具
    えた複数の中継系統と、前記感温スイッチの閉成による
    電源付勢に基づき電磁コイルを励磁するべきコイル励磁
    回路と、前記各中継系統の一方の中継線に介装されて前
    記電磁コイルの励磁により閉成する可動スイッチ接点
    と、前記感温スイッチに対し並列接続した感温スイッチ
    ・オン/オフ表示灯と、前記可動スイッチ接点に対しそ
    れぞれ並列接続したヒータ別供電表示灯とを有して成る
    ことを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、前記電
    磁コイルと前記可動スイッチ接点とに接点電磁リレーを
    用いて成ることを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コン
    トローラ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に
    おいて、前記感温スイッチに直列接続すると共に前記中
    継系統の前記接続コネクタに並列接続する模擬発熱素子
    を当該感温スイッチに近接配置して成ることを特徴とす
    る凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に
    おいて、前記感温スイッチに直列接続した感温フューズ
    を前記模擬発熱素子に近接配置して成ることを特徴とす
    る凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
    おいて、前記コイル励磁回路は半波整流平滑回路である
    ことを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
  7. 【請求項7】 請求項6において、前記模擬発熱素子に
    は、前記半波整流平滑回路の半波整流回路が直列接続さ
    れて成ることを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コント
    ローラ。
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