JPH11299389A - 水槽用水温調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水槽との間で水を循環させて水温調節を行う
装置において、冷却速度を高めると共に、冷却可能温度
を引き下げる。 【解決手段】 観賞魚用水槽71との間で水を循環させる
と共に、内部を循環される水と外気との間で熱交換を行
うペルチェ素子43を備える水温調節槽41と、外気との熱
交換効率を高めるための多数の放熱フィン45と、放熱フ
ィン45に向かって空気を送り込むファン46とを本体シャ
ーシ10内に収納すると共に、本体シャーシ10に、空気取
り入れ口14から放熱フィン45の近傍まで、ファン46の周
囲を囲い込む様にして伸びる第１のダクト部51と、第１
のダクト部51に連続すると共に、放熱フィン45の周囲を
囲い込む様にして空気吹き出し口16へと伸びる第２のダ
クト部52とにより、本体シャーシ10内に、空気取り入れ
口14から空気吹き出し口16に至る空気の通り道を、他の
区画と仕切って形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水槽用水温調節装
置に係り、詳しくは、水槽と水温調節槽との間で水を循
環させながら水槽内の水温を設定値に調節する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱帯魚等の観賞魚飼育用の水槽の
水温を調節するために用いる水温調節装置として、水槽
から水をくみ出して水温調節槽内を循環させて再び水槽
へ戻し、水温調節槽内で水の加熱・冷却を行うものが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来の水温調節装置では、夏場に水温調節槽内で水を冷却
する際に、水温調節槽の上部に設置した放熱フィンにフ
ァンで空気を送り込む様にしたものがあるが、家庭用の
ものでは、室温３２℃のときに水温を２５℃程度までは
冷却できるものの、これ以上低い温度まで冷却を行うこ
とができないのが一般的である。また、この様な従来の
水温調節装置では、水温２５℃まで水を冷却するのに、
半日以上を要するのが実状である。

【０００４】また、こうした循環型の水温調節装置で
は、水槽と水温調節装置との間を連絡するホースが折れ
曲がっていたり、家具等に踏みつけられるなどの理由に
より、良好な水の循環が行われなくなる場合がある。こ
の様な状態になると、水温調節装置では、水槽の水温が
なかなか低下しないことから、水温調節槽内の水が過冷
却となって氷ってしまう場合がある。

【０００５】そこで、本発明では、水槽との間で水を循
環させて水温調節を行う装置において、冷却速度を高め
ると共に、冷却可能温度を引き下げることを第１の目的
とする。また、第１の目的に加えて、水槽と水温調節装
置との間での水の循環が良好に実行されなくなった場合
に、警報を発することができる様にすることを第２の目
的とする。さらに、これらの目的に加えて、騒音の小さ
い水温調節装置を提供することを第３の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めになされた本発明の水槽用水温調節装置は、水槽との
間で水を循環させると共に、内部を循環される水と外気
との間で熱交換を行う熱交換器を備える水温調節槽と、
前記熱交換器に取り付けられ、外気との熱交換効率を高
めるための多数の放熱フィンと、該放熱フィンに向かっ
て空気を送り込むファンとを本体シャーシ内に収納する
と共に、該本体シャーシに、前記ファンによる空気の取
り入れ口と、前記放熱フィンの間を通過した空気の吹き
出し口とを備える水槽用水温調節装置において、前記空
気の取り入れ口から前記放熱フィンの近傍まで、前記フ
ァンの周囲を囲い込む様にして伸びる第１のダクト部
と、該第１のダクト部に連続すると共に、前記放熱フィ
ンの周囲を囲い込む様にして前記空気の吹き出し口へと
伸びる第２のダクト部とにより、前記本体シャーシ内
に、前記空気の取り入れ口から前記空気の吹き出し口に
至る空気の通り道を、他の区画と仕切って形成したこと
を特徴とする。

【０００７】この水槽用水温調節装置によれば、水槽内
の水を冷却する際には、ファンによって送り込まれる空
気は、第１のダクト部を通って、ほぼ全部が、放熱フィ
ンに対して直接送り込まれる。そして、放熱フィンに送
り込まれた空気は、放熱フィン間の溝を通過しつつ、第
２のダクト部を通って、空気の吹き出し口へと直接導か
れ、本体シャーシ外に排出される。この様に、ファンに
よって送り込まれる空気は、第１のダクト部と第２のダ
クト部とによって形成された空気の通り道を通過し、他
の区画へはほとんど漏れ出さないので、冷却時の放熱を
効率よく実行することができる。この結果、後述する様
に、急冷能力が向上すると共に、冷却可能温度を引き下
げることが可能になる。

【０００８】また、さらに第２の目的をも達成するため
になされた本発明の水槽用水温調節装置は、上述の水槽
用水温調節装置において、前記水槽内の水温を検出する
第１の水温検出センサと、前記水温調節槽内の水温を検
出する第２の水温検出センサと、前記第１，第２の水温
検出センサが検出する水温の温度差が所定値以上となっ
たときに警報を発生する警報装置とを備えることを特徴
とする。

【０００９】この水槽用水温調節装置によれば、例えば
冷却中に水槽と水温調節槽との間で正常に水が循環され
なくなると、水槽内の温度が下がらないので、水温調節
槽内の熱交換器による冷却運転が定常化せず、水温調節
槽内の水の温度だけが下がっていく。この結果、第１の
水温検出センサと第２の水温検出センサによる検出値の
差が徐々に増大していく。そして、この温度差が所定値
以上になった場合には警報装置が警報を発して、本装置
の利用者に対し、水槽と水温調節装置との間の水の循環
が正常に行われていないことを報知する。この警報を受
けて、利用者が循環ホースの点検等を行うことにより、
水温調節槽の過冷却による凍結等の発生を未然に防ぐこ
とができる。

【００１０】また、さらに第３の目的をも達成するため
になされた本発明の水槽用水温調節装置は、上述の水槽
用水温調節装置において、前記熱交換器としてペルチェ
素子を用いると共に、前記ファンに対して、起動時には
所定の高速回転動作を実行させ、前記水槽内の水温が設
定値に収束した後は、前記高速回転動作よりも低い回転
速度へと制御条件を変更するファン制御装置を備えるこ
とを特徴とする。

【００１１】まず、熱交換器としてペルチェ素子を用い
ることにより、コンプレッサを利用した冷却装置の様な
騒音の発生を防止することができる。また、ファンの運
転条件を、上述の様に、起動時には高出力運転とし、定
常時には低出力運転とする様に切り換えることにより、
ファンによる騒音も最小限にすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態につ
いて説明する。この実施の形態は、観賞魚用水槽の水温
調節装置に関するもので、水槽との間で水を循環させな
がら装置内に設けた水温調節槽内で水を冷却又は加熱す
る様にしたものである。この水温調節装置１は、図１，
図２に示す様に、前面壁１１に操作パネル１２を、天井
壁１３に空気取り入れ口１４を、左右の側壁１５に空気
吹き出し口１６を備える本体シャーシ１０内に、各種部
品を収納している。なお、空気取り入れ口１４は、針金
で形成したフィンガーガード１７で覆われている。

【００１３】操作パネル１２には、図１（Ａ）に示す様
に、電源スイッチ２１と、水温設定値を定める際に操作
するカーソルキー２２，２３と、このカーソルキー２
２，２３の操作に対応して水温設定値を表示する表示パ
ネル２４と、表示パネル２４に表示されている水温を設
定値として確定させる際に押下する設定キー２５と、水
温調節の状態が冷却状態にあるときに点灯するクール表
示用ＬＥＤ２６と、加熱状態にあるときに点灯するヒー
ト表示用ＬＥＤ２７と、後述する異常の発生時に点灯す
るアラーム用ＬＥＤ２８とが備えられている。

【００１４】本体シャーシ１０においては、天井壁１３
及び左右の側壁１５は金属板を曲げ加工して一体に成形
されている。また、図１（Ｂ）に示す様に、底面壁１７
と背面壁１８も金属板を曲げ加工して一体に成形されて
いる。そして、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示す様に、前
面壁１１から所定距離後方の位置に、底面壁１７から立
設された金属製の中間隔壁３１が取り付けられている。
この中間隔壁３１は、その下部中央に長方形の開口部３
２を有すると共に、左右上部に長方形に切り欠かれた切
欠部３３，３３を備えている。そして、図１（Ｂ）、図
２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す様に、この中間隔壁３１と
背面壁１８との間には、切欠部３３，３３に一致する様
に、垂直隔壁３４，３４及び上部水平隔壁３５，３５が
取り付けられている。なお、左右の各垂直隔壁３４及び
上部水平隔壁３５は、それぞれ断面Ｌ字型に折り曲げた
金属板によって構成されている。また、中間隔壁３１と
背面壁１８との間には、切欠部３３，３３に一致する様
に、垂直隔壁３４，３４及び上部水平隔壁３５，３５が
取り付けられている。なお、左右の各垂直隔壁３４及び
上部水平隔壁３５は、開口部３２の上面とほぼ一致する
高さで、開口部３２の側縁から本体シャーシ１０の左右
の側壁１５まで伸びる下部水平隔壁３６，３６が取り付
けられている。

【００１５】そして、中間隔壁３１と背面壁１８の間に
は、アクリル樹脂製の水温調節槽４１が収納されてい
る。この水温調節槽４１は、その上面をアルミ合金製の
熱伝導プレート４２で閉じられており、この熱伝導プレ
ート４２の上面に、ペルチェ素子４３，４３，…が設置
されている。そして、ペルチェ素子４３，４３，…の上
面には、アルミ合金製の熱伝導プレート４４が設置され
ている。そして、この熱伝導プレート４４の上面には、
アルミ合金製の放熱フィン４５が、前後方向に所定の隙
間をあけて多数立設されている。また、この放熱フィン
４５の上方には、ファン４６，４６が、放熱フィン４５
に向かって空気を送り込める様に、本体シャーシ１０の
天井壁１３の下面にネジ止め固定されている。なお、符
号４７は、発泡スチロール等の断熱材である。

【００１６】以上の様に構成されているので、冷却時に
ファン４６，４６を運転すると、空気取り入れ口１４か
ら取り込まれた空気は、背面壁１８、中間隔壁３１及び
左右の垂直隔壁３４，３４によってファン４６，４６を
囲い込む様に形成され、放熱フィン４５の上面近くまで
伸びる第１のダクト部５１を通って、ほぼ全部が放熱フ
ィン４５に対して送り込まれる。そして、放熱フィン４
５に送り込まれた空気は、各フィンから熱を奪いつつフ
ィン間の溝を通過して、背面壁１８、中間隔壁３１、上
部水平隔壁３５，３５及び下部水平隔壁３６，３６によ
って、放熱フィン４５をの周囲を囲い込む様にして空気
吹き出し口まで伸びる第２のダクト部５２，５２を通っ
て本体シャーシ１０の外へと排出される。この様に、本
実施の形態によれば、空気取り入れ口１４から放熱フィ
ン４５の近傍まで、ファン４６の周囲を囲い込む様にし
て伸びる第１のダクト部５１と、この第１のダクト部５
１に連続すると共に、放熱フィン４５の周囲を囲い込む
様にして空気吹き出し口１６へと伸びる第２のダクト部
５２とにより、本体シャーシ１０内に、空気取り入れ口
１４から空気吹き出し口１６に至る空気の通り道を、他
の区画と仕切って形成することで、冷却運転時の放熱効
率を高め、冷却能力を大幅に上昇させている。

【００１７】図３は、本実施の形態により冷却能力が向
上していることを確認するために実施した実験結果のグ
ラフを示している。実験は、家庭用電源を使用し、室温
３２℃の状態で、容量１６０リットルの観賞魚用水槽に
対して、本実施の形態に係る装置１の一実施例と、ダク
ト部５１，５２を備えていない他社製品とを用いて実際
に初期水温３０℃から冷却を行った結果を示している。
なお、実施例としては、定格消費電力３５０Ｗの能力を
有するものを作成して使用し、他社製品についてもこれ
に準ずるものを使用した。このグラフから明らかな様
に、実施例では、６時間という短い時間で、３０℃から
２５℃まで水温を下げることができ、しかも、冷却可能
温度の下限も２２℃となり、各比較例に比べて急速冷却
能力が大幅に向上すると共に、冷却温度の下限も大幅に
下げることができた。この様に、本実施の形態において
ダクト部５１，５２を採用して空気取り入れ口１４から
空気吹き出し口１６に至る空気の通り道を、本体シャー
シ１０内で他の区画と仕切って形成するという一見簡単
な構成により、予想をはるかに越える冷却能力のアップ
が実現できることが分かる。

【００１８】次に、本実施の形態の水温調節装置１にお
けるその他の付随的な効果等について説明する。まず、
上述の様に、ダクト部５１，５２で本体シャーシ１０内
を仕切ることにより、本体の左右の両肩部分に電源装置
６１，６１を配置することができ、スペースの有効利用
による装置の小型化が可能になっている。また、中間隔
壁３１と正面壁１１との間のスペースに、制御装置６２
を納めることができ、ここでもスペースの有効利用が図
られている。

【００１９】次に、本実施の形態の水温調節装置１の具
体的な使用方法と、そこでの温度制御上の特徴について
説明する。本実施の形態の水温調節装置１は、図４に示
す様に、観賞魚用水槽７１から水をくみ出して水温調節
槽４１内に形成した流路内を矢印の如く循環させつつ冷
却又は加熱を行い、再び観賞魚用水槽７１へと水を戻す
ことによって観賞魚用水槽７１内の水温を調節する。こ
のため、水温調節槽４１と観賞魚用水槽７１との間に
は、水を循環させるためのホース７２，７２と、循環ポ
ンプ７３とが設置される。また、観賞魚用水槽７１内の
水温調節は、制御装置６２に備えられているＣＰＵ６３
が、観賞魚用水槽７１内に設置された温度センサ７４か
らの検出値に基づいて、ペルチェ素子４３をフィードバ
ック制御することによって実施されている。

【００２０】また、ＣＰＵ６３は、図４に示した様に、
水温調節槽４１内の水温を検出する温度センサ７５から
の検出信号も入力する様に構成されている。なお、図４
には示されていないが、ＣＰＵ６３は、操作パネル１２
に設けられているカーソルキー２２，２３、表示パネル
２４、設定キー２５、クール表示用ＬＥＤ２６、ヒート
表示用ＬＥＤ２７及びアラーム用ＬＥＤ２８に対する制
御や、ファン４６に対する制御も実行している。

【００２１】次に、ＣＰＵ６３による水温制御の内容に
ついて、冷却時を対象とした図５のフローチャートに基
づいて説明する。まず、最初に、カーソルキー２２，２
３の操作及び設定キー２５の操作に従って、観賞魚用水
槽７１に対する設定温度を確定する（Ｓ１０）。次に、
観賞魚用水槽１７内に設置された温度センサ７４の検出
値から現在の水温を算出し（Ｓ２０）、設定温度と現在
の水温との差Ｔａを算出する（Ｓ３０）。そして、この
温度差が所定値Ａ（例えばＡ＝０．５℃）以下か否かを
判定する（Ｓ４０）。夏場であれば、最初は、このＳ４
０の判定が「ＮＯ」となるので、ペルチェ素子４３に対
して水温調節槽４１内を冷却する方向に電圧を印加して
冷却を開始する（Ｓ５０）。また、ファン４６を高速回
転させる（Ｓ６０）。次に、鑑賞魚用水槽７１内の温度
センサ７４と水温調節槽４１内の温度センサ７５の検出
温度の差Ｔｂを算出する（Ｓ７０）。そして、この温度
差Ｔｂが所定値Ｂ（例えば、Ｂ＝２０℃）以下か否かを
判定する（Ｓ８０）。このＳ８０の判定が「ＮＯ」とな
った場合には、カウンタＣをインクリメントする（Ｓ９
０）。そして、カウンタＣの値が危険値Ｃcr（例えば、
Ｃｃｒ＝２０分）以上である否かを判定する（Ｓ１０
０）。ここで、「ＹＥＳ」と判定されたときは、アラー
ム用ＬＥＤ２８を点灯させると共にブザー音を鳴動さ
せ、冷却運転を中止するといったアラーム処理を実行す
る（Ｓ１１０）。一方、Ｓ８０で「ＹＥＳ」と判定され
るか、Ｓ１００で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４０
へ戻る。また、Ｓ４０において、Ｔａ≦Ａと判定された
場合は、ファン４６の運転条件を低速運転に切り換える
（Ｓ１２０）。

【００２２】以上の様な制御処理を実行することによ
り、本実施の形態の水温調節装置１によれば、ホース７
２が折れ曲がる等の原因によって観賞魚用水槽７１と水
温調節槽４１との間で正常に水が循環されないような事
態が発生したことを、温度センサ７４，７５を用いるこ
とによって検出し、水温調節槽４１の過冷却による凍結
を防止している。また、冷却運転の初期は、ファン４６
を高速運転して急速冷却を補助し、一旦設定温度に収束
した後は、ファン４６を低速運転に切り換えて騒音を低
減している。なお、本実施の形態においては、ペルチェ
素子４３を用いているので、図６に示す様に、クーラ
ー、ヒーター切替器によって印可電圧を逆転させるだけ
で、冬場における観賞魚用水槽７１の保温をも実行する
ことができる。

【００２３】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限られるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内においてさらに種々の
形態を採用することができることはもちろんである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、水
槽との間で水を循環させて水温調節を行う装置におい
て、冷却速度を高めると共に、冷却可能温度を引き下げ
ることができる。また、請求項２の発明によれば、これ
に加えて、水槽と水温調節装置との間での水の循環が良
好に実行されなくなった場合に、警報を発して過冷却に
よる凍結事故等を防止することができる。さらに、請求
項３の発明によれば、これらの効果に加えて、騒音の小
さい水温調節装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態の水温調節装置を示し、（Ａ）は
外観を示す斜視図、（Ｂ）は内部の特徴を示す斜視図で
ある。

【図２】 実施の形態の水温調節装置を模式的に示し、
（Ａ）は横断面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ縦断面図である。

【図３】 実施の形態の水温調節装置により冷却能力が
向上することを実験的に確かめた結果を示すグラフであ
る。

【図４】 実施の形態の水温調節装置の使用状態を示す
模式図である。

【図５】 実施の形態の水温調節装置における冷却時の
温度制御処理の内容を示すフローチャートである。

【図６】 実施の形態におけるペルチェ素子による冷却
・加熱の切換機構を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・水温調節装置、１０・・・本体シャーシ、１４
・・・空気取り入れ口、１６・・・空気吹き出し口、２
８・・・アラーム用ＬＥＤ、３１・・・中間隔壁、３４
・・・垂直隔壁、３５・・・上部水平隔壁、３６・・・
下部水平隔壁、４１・・・水温調節槽、４２・・・熱伝
導プレート、４３・・・ペルチェ素子、４４・・・熱伝
導プレート、４５・・・放熱フィン、４６・・・ファ
ン、５１・・・第１のダクト部、５２・・・第２のダク
ト部、６２・・・制御装置、６３・・・ＣＰＵ、７１・
・・観賞魚用水槽、７２・・・ホース、７３・・・循環
ポンプ、７４・・・温度センサ、７５・・・温度セン
サ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽との間で水を循環させると共に、内
   部を循環される水と外気との間で熱交換を行う熱交換器
   を備える水温調節槽と、 前記熱交換器に取り付けられ、外気との熱交換効率を高
   めるための多数の放熱フィンと、 該放熱フィンに向かって空気を送り込むファンとを本体
   シャーシ内に収納すると共に、 該本体シャーシに、前記ファンによる空気の取り入れ口
   と、前記放熱フィンの間を通過した空気の吹き出し口と
   を備える水槽用水温調節装置において、 前記空気の取り入れ口から前記放熱フィンの近傍まで、
   前記ファンの周囲を囲い込む様にして伸びる第１のダク
   ト部と、 該第１のダクト部に連続すると共に、前記放熱フィンの
   周囲を囲い込む様にして前記空気の吹き出し口へと伸び
   る第２のダクト部とにより、 前記本体シャーシ内に、前記空気の取り入れ口から前記
   空気の吹き出し口に至る空気の通り道を、他の区画と仕
   切って形成したことを特徴とする水槽用水温調節装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の水槽用水温調節装置にお
   いて、 前記水槽内の水温を検出する第１の水温検出センサと、 前記水温調節槽内の水温を検出する第２の水温検出セン
   サと、 前記第１，第２の水温検出センサが検出する水温の温度
   差が所定値以上となったときに警報を発生する警報装置
   とを備えることを特徴とする水槽用水温調節装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の水槽用水温
   調節装置において、 前記熱交換器としてペルチェ素子を用いると共に、 前記ファンに対して、起動時には所定の高速回転動作を
   実行させ、前記水槽内の水温が設定値に収束した後は、
   前記高速回転動作よりも低い回転速度へと制御条件を変
   更するファン制御装置を備えることを特徴とする水槽用
   水温調節装置。