JPH0654293U - 水中ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 放熱板２と、この放熱板２に密着されるヒー
タ３と、これら放熱板２及びヒータ３を収容するため
の、開口面１ａ・１ａ及び孔１ｂを有するケース１とを
備える。ヒータ３は、正特性サーミスタからなる発熱体
を内部に備え、発熱体の上面及び下面に電極を有し、各
電極にそれぞれ電気的に接続された一対の金属端子と、
これら金属端子にそれぞれ電気的に接続された一対のリ
ード線とを有し、周囲を絶縁ケースにて被覆してなる。 【効果】 防水機能を有し水中に安全に設置することが
できる。また、別途にサーモスタットを設けることな
く、水温を一定に保つことができる。さらに、局部加熱
の発生を抑制することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば鑑賞魚用水槽の水温を一定に保つために、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を有する定温ヒータ、例えばチタン酸バリウム 系磁器半導体からなるヒータを内蔵した水中ヒータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、例えば、熱帯魚や海水魚等を水槽で飼育する際には、これら魚にとっ て最適の環境とするために、ヒータ等を用いて水槽の水温を一定（２６℃〜２８ ℃）に保つことが行われている。このために使用される従来のヒータ２１は、図 ９に示すように、ニクロム線等の発熱体２２を巻き付けたアルミナ製の電気絶縁 板２３を、アルミナ製の中空管２４に収容し、この中空管２４の両端部にゴム製 のキャップ２５・２５を嵌め込んで内部を密閉し、発熱体２２と外部とを電気的 に絶縁することにより形成されている。また、発熱体２２と電気的に接続されて いるリード線２６は、キャップ２５に開口された図示しない孔を通して外部に引 き出されている。

【０００３】 上記のヒータ２１のリード線２６は、図１０に示すように、電源に接続された サーモスタット２９に電気的に接続されている。そして、ヒータ２１は、使用時 には、例えば水槽２７の底に敷き詰めた砂利２８上に載置され、サーモスタット ２９によって電源がＯＮ／ＯＦＦされることにより発熱温度が制御されて水温を 一定に保つようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のヒータ２１は、サーモスタット２９によって電源が ＯＮ／ＯＦＦされることにより発熱温度が制御されるようになっているため、サ ーモスタット２９が故障すると発熱温度が制御されなくなり、水温を一定に保つ ことが不可能となるという問題点を有している。

【０００５】 また、ヒータ２１が砂利２８に埋もれてしまった場合には、ヒータ２１で発生 した熱が水に伝わらないため水温が上がらず、電源が常時ＯＮとなるので、ヒー タ２１が局部過熱を起こして破損する虞れを有している。さらに、ヒータ２１が 水槽２７のガラスに接触した状態で局部過熱を起こした場合には、ヒータ２１で 発生した熱によりガラスが割れる虞れがあるという問題点を有している。

【０００６】 本考案は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、局部 過熱等を起こさず、かつ、水温を常に一定に保ち得る安全性の高い水中ヒータを 提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の水中ヒータは、上記の課題を解決するために、放熱板と、この放熱板 に密着されるヒータと、これら放熱板及びヒータを収容するための、開口を有す る筒状容器とを備えると共に、上記のヒータは、正特性サーミスタからなる発熱 体を内部に備え、この発熱体の上面及び下面に電極を有し、各電極にそれぞれ電 気的に接続された一対の金属端子と、これら金属端子にそれぞれ電気的に接続さ れた一対の給電線とを有し、周囲を電気絶縁性及び防水性被覆部材にて被覆して なることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、ヒータは、周囲が電気絶縁性及び防水性被覆部材にて被 覆されているので、外部と電気的に絶縁されると共に、防水機能を有する。この ため、ヒータを水中に安全に設置することができる。また、正特性サーミスタか らなる発熱体は自己温度制御機能を備えているので、別途に、発熱温度を一定に するための制御回路や過熱防止のための回路等のいわゆるサーモスタットを設け る必要がない。さらに、ヒータは放熱板に密着されているので、ヒータで発生し た熱を効率良く放熱板に伝えることができる。また、ヒータは開口を有する筒状 容器に収容されているので、開口を通して水が流通し対流する。したがって、例 えば、砂利に埋もれた場合や、ガラスに接触した場合において、局部加熱の発生 を抑制することができる。

【０００９】

【実施例】

本考案の一実施例について図１ないし図８に基づいて説明すれば、以下の通り である。

【００１０】 本実施例の水中ヒータは、図１に示すように、開口を有する筒状容器としての ケース１の内部に一枚の放熱板２が円を仕切る状態で設けられており、また、こ の放熱板２には、ヒータ３が密着されている。

【００１１】 上記のケース１は、円筒状に形成されていると共に、両端部が開口としての開 口面１ａ・１ａとなっている。したがって、ヒータ３が密着された放熱板２を挿 入することができると共に、水中ヒータを水槽に設置したときに、水がケース１ の円筒内を通過することができるようになっている。また、ケース１の外周面に は、多数の開口としての孔１ｂ…が穿設されており、水の対流を容易にするよう になっている。さらに、ケース１は、ヒータ３の保護等の役割を果たすため、プ ラスチックからなっているが、金属製にすることも可能である。ケース１を金属 製にした場合には、このケース１自体も放熱板としての機能を果たすことが可能 となる。なお、ケース１は、上記の目的から必ずしも円筒状に形成する必要はな く、例えば、図２（ａ）（ｂ）に示すように、筒状に形成してあれば、角筒状の ケース２０として形成することも可能である。

【００１２】 上記の放熱板２は、熱伝導性に優れた金属板、例えばアルミニウム板で作製さ れており、ケース１の直径幅及び筒長さを有する長方形に形成されている。この 放熱板２には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、水の対流を考慮して、長手方向 の３ヵ所に貫通孔２ａ…が穿設されている。

【００１３】 また、放熱板２には、ヒータ３を取り付けるための取付穴２ｂが、放熱板２に おける長手方向の例えば２個所に穿設されており、２個のヒータ３を取り付ける ことが可能になっている。

【００１４】 そして、ヒータ３の放熱板２への取り付けは、図４に示すように、例えば皿ネ ジ６とナット７とで行われている。なお、放熱板２は、本実施例のように必ずし も１枚に限らず、例えば、図５に示すように、ヒータ３の上下に２枚設けること が可能であり、これによって、放熱を上下均一にすることができ、熱の伝達効率 を高めることが可能となる。

【００１５】 一方、上記のヒータ３は、図６及び図７に示すように、発熱体４、金属端子８ ・８、給電線としてのリード線９・９及び電気絶縁性及び防水性被覆部材として の絶縁ケース１０で構成されている。

【００１６】 発熱体４は、正温度係数（Positive Temperature Coefficient）を有する素材 、例えばチタン酸バリウム等を主原料としたセラミックス半導体からなり、室温 からキュリー温度Ｔc （抵抗急変温度）までは低抵抗であるが、キュリー温度Ｔ c を越えると急峻に抵抗値が増大する特性を有する感熱素子としての正特性サー ミスタである。この特性により発熱体４は自己温度制御機能を備える。なお、こ の発熱体４は、材料組成によりキュリー温度Ｔc が、およそ３０〜３００℃の範 囲で任意に設定できる。したがって、例えば、ヒータ３を用いて熱帯魚や海水魚 等を飼育する水槽の水温を２６〜２８℃に保つためには、水量にもよるがキュリ ー温度Ｔc を３６〜３８℃に設定すればよい。

【００１７】 上記の発熱体４は、偏平な円筒状をなし、図７に示すように、上面及び下面に 、例えば銀塗料を塗布して形成された電極４ａ・４ａを備えている。

【００１８】 金属端子８・８は、上記電極４ａ・４ａのそれぞれに密着されており、発熱体 ４の外径にほぼ等しい径の円形平板状をなし、中央部に発熱体４の内径にほぼ等 しい穴を有している。また、各金属端子８・８には、リード線９・９を接続する ための給電部８ａ・８ａがそれぞれ形成されている。これら給電部８ａ・８ａは 、互いに平行となり、対応するリード線９・９の導入方向へ延びている。

【００１９】 金属端子８・８と発熱体４との電気的な接続は、発熱体４の電極４ａと金属端 子８とを、例えばエポキシ／銀混合の導電性接着剤で貼着することにより行われ ている。また、給電部８ａ・８ａとリード線９・９との電気的な接続は、給電部 ８ａ・８ａの対向面側にそれぞれ対応するリード線９・９を例えば半田付けする ことより行われている。

【００２０】 絶縁ケース１０は、被覆基体としての絶縁ケース下部１０ａと、絶縁ケース上 部１０ｂとで構成されている。この絶縁ケース１０は、発熱体４及び金属端子８ ・８を被覆して密封、即ちシールしており、中央部にはヒータ３を放熱板２にネ ジ止めする際に用いる固定穴３ａが形成されている。なお、この固定穴３ａには 必要に応じて雌ネジ溝を形成してもよい。また、絶縁ケース１０は、リード線９ と金属端子８の給電部８ａとの半田付け部分に力学的負荷が掛かって断線等が起 こらないように、リード線９・９の金属端子８側末端部も覆うようになっている 。

【００２１】 上記の絶縁ケース１０は、射出成形等により予め成形された絶縁ケース下部１ ０ａに発熱体４等を収容し、射出成形用金型に設置した後、絶縁ケース上部１０ ｂ部分となるプラスチックスを射出成形することにより、絶縁ケース下部１０ａ と絶縁ケース上部１０ｂとを一体化して形成される。これにより、発熱体４等は 絶縁ケース１０内部に密封され、固定される。

【００２２】 絶縁ケース１０は、熱収縮率が小さく、熱伝導性や機械的強度に優れるととも に、発熱体４の発熱温度に耐え得る耐熱性、水蒸気等の水分を内部に通さない防 水性及び空気を内部に通さない気密性を備えること、及びリード線９・９の被覆 材料との密着性が良好であることが必要であり、例えば、ナイロン、ポリプロピ レン及びガラスからなるポリマアロイによって形成されている。

【００２３】 また、金属端子８に接続されているリード線９・９は、図示しない電源コード と接続され、この電源コードを通じて外部電源と接続されている。

【００２４】 上記の構成を有する水中ヒータの製造方法について説明する。

【００２５】 まず、放熱板２にヒータ３を取り付けるには、図４に示すように、皿ネジ６を 放熱板２の裏面２ｂから取付穴２ａに差し込む。続いて、放熱板２の表面２ｃか ら突出した皿ネジ６のネジ部６ｂにヒータ３の固定穴３ａを嵌める。その後、皿 ネジ６をナット７で締め付けて、ヒータ３と放熱板２とを密着させる。なお、皿 ネジ６をナット７で締め付ける際に、必要に応じて、ヒータ３とナット７との間 に、座金やワッシャー等を配してもよい。

【００２６】 続いて、図８（ａ）（ｂ）に示すように、２つのヒータ３・３が取り付けられ た放熱板２を、ケース１の開口面１ａから挿入し、ケース１の接触部を接着剤１ １又は半田付け（ケース１が金属製の場合）にて取り付けることにより、水中ヒ ータが完成する。

【００２７】 このように、本実施例の水中ヒータは、ヒータ３が、周囲が樹脂からなる電気 絶縁性及び防水性被覆部材としての絶縁ケース１０にて被覆されているので、外 部と電気的に絶縁されると共に、防水機能を有する。このため、ヒータ３を水中 に安全に設置することができる。

【００２８】 また、正特性サーミスタからなる発熱体４は自己温度制御機能を備えているの で、通電後に迅速に温度上昇し、所定の温度に達すると、その温度を保つことに なる。この結果、水槽の水温が上昇し一定温度を保つことが可能となる。また、 これによって、別途に、発熱温度を一定にするための制御回路や過熱防止のため の回路等のいわゆるサーモスタットを設ける必要がない。

【００２９】 さらに、ヒータ３は放熱板２に密着されているので、ヒータ３にて発生した熱 を効率良く放熱板２に伝えることができ、水に対しての伝熱面積を拡大すること が可能となり、熱の伝達効率をより一層向上させることができる。

【００３０】 また、ヒータ３は開口面１ａ・１ａ及び孔１ｂ…を有する筒状容器に収容され ているので、開口面１ａ・１ａ及び孔１ｂ…水が流通し対流する。したがって、 例えば、砂利に埋もれた場合や、ガラスに接触した場合において、局部加熱の発 生を抑制することができる。また、ヒータ３が直接ガラスに接触しないので、ガ ラスが割れるのを回避することができる。

【００３１】 なお、放熱板２へのヒータ３の取り付けは、ねじ止めに限定されることなく、 例えば接着剤にて行ってもよい。従って、この場合には、発熱体４、即ちヒータ ３の固定穴３ａは不要となる。また、発熱体４及びヒータ３に形成する固定穴３ ａの位置や個数も、上記の実施例に限定されるものではなく、ヒータの大きさ等 により変更することが可能である。その上、ヒータ３の放熱板２上での配置や個 数も限定されるものではない。

【００３２】 さらに、本実施例においては、ケース１における開口を両端部の開口面１ａ・ １ａ及び円周面に形成された孔１ｂにて構成しているが、必ずしもこれに限らな い。すなわち、例えば、両端部の開口面１ａ・１ａのみでも、水の流通が確保で きるので、本考案の効果を妨げるものではない。

【００３３】

【考案の効果】

本考案の水中ヒータは、以上のように、放熱板と、この放熱板に密着されるヒ ータと、これら放熱板及びヒータを収容するための、開口を有する筒状容器とを 備えると共に、上記のヒータは、正特性サーミスタからなる発熱体を内部に備え 、この発熱体の上面及び下面に電極を有し、各電極にそれぞれ電気的に接続され た一対の金属端子と、これら金属端子にそれぞれ電気的に接続された一対の給電 線とを有し、周囲を電気絶縁性及び防水性被覆部材にて被覆してなる構成である 。

【００３４】 これにより、ヒータは、外部と電気的に絶縁されると共に防水機能を有するの で、ヒータを水中に安全に設置することができる。また、正特性サーミスタから なる発熱体は自己温度制御機能を備えているので、別途に、いわゆるサーモスタ ットを設けることなく、水温を一定に保つことができる。

【００３５】 さらに、ヒータは放熱板に密着されているので、ヒータで発生した熱を効率良 く放熱板に伝えることができる。また、ヒータは開口を有する筒状容器に収容さ れているので、開口を通して水が流通し対流する。したがって、例えば、砂利に 埋もれた場合や、ガラスに接触した場合において、局部加熱の発生を抑制するこ とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における水中ヒータ構造を示
す一部破断斜視図である。

【図２】上記水中ヒータの角筒状のケースを示すもので
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図３】上記水中ヒータにおけるヒータの放熱板への取
り付け状態を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は正面図である。

【図４】上記水中ヒータにおけるヒータの放熱板への取
り付け状態を示す縦断面図である。

【図５】ヒータの上下に２枚の放熱板が設けられた状態
を示す正面図である。

【図６】上記の水中ヒータにおけるヒータの一部を破断
して示す平面図である。

【図７】上記ヒータの断面図である。

【図８】上記水中ヒータの構造を示すものであり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。

【図９】従来のヒータの構造を示す説明図である。

【図１０】上記従来のヒータの使用状態を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ケース（筒状容器） １ａ 開口面（開口） １ｂ 孔（開口） ２ 放熱板 ２ａ 貫通孔 ３ ヒータ ４ 発熱体 ４ａ 電極 ７ ナット ８ 金属端子 ９ リード線（給電線） １０ 絶縁ケース（電気絶縁性及び防水性被覆部材） １０ａ 絶縁ケース下部 １０ｂ 絶縁ケース上部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】放熱板と、この放熱板に密着されるヒータ
   と、これら放熱板及びヒータを収容するための、開口を
   有する筒状容器とを備えると共に、上記のヒータは、正
   特性サーミスタからなる発熱体を内部に備え、この発熱
   体の上面及び下面に電極を有し、各電極にそれぞれ電気
   的に接続された一対の金属端子と、これら金属端子にそ
   れぞれ電気的に接続された一対の給電線とを有し、周囲
   を電気絶縁性及び防水性被覆部材にて被覆してなること
   を特徴とする水中ヒータ。