JPH10262496A - 水槽用加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルプロテクター34の接点が溶着しオ
ン状態のままで故障しているにも拘らずヒーターユニッ
ト12を気中通電させたとき、早期に主発熱体26への通電
を遮断して温度上昇を確実に抑制する。 【解決手段】 前述のような状態のときにヒーターユ
ニット12を気中通電させると、副発熱体27からの熱の逃
げ場がなくなってケース17内にこもるが、この熱はセラ
ミック管13を通じて温度ヒューズ35に直ちに付与され、
該温度ヒューズ35を加熱する。この結果、温度ヒューズ
35は設定温度まで迅速に加熱されて溶断し主発熱体26へ
の通電を遮断する。

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、観賞魚等を飼育
する水槽の水を加熱する加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水槽用加熱装置としては、例え
ば、内部に密閉されている収納空間が形成された細長い
ケースと、該収納空間の一側部に収納され、通電された
とき発熱して水槽内の水を加熱する発熱体と、商用電源
に接続される電源プラグが一端に設けられるとともに、
他端部がケースの他端を貫通して収納空間に挿入された
接続コードと、前記収納空間の他側部に収納されるとと
もに、発熱体の一端と接続コードの他端との間に介装さ
れ、気中通電によって動作温度となったときオン、オフ
するバイメタル式サーマルプロテクターとを備えたもの
が知られている。

【０００３】そして、このものは発熱体に通電したまま
水槽の掃除等のために、加熱装置を誤って水槽内から空
中に取り出すと、ケースの周囲が断熱作用を行う空気に
囲まれるため、発熱体からの熱の逃げ場がなくなってケ
ースの温度が上昇するが、この熱によってサーマルプロ
テクターが遮断動作温度まで加熱されると、該サーマル
プロテクターはオフに切換わり、発熱体への通電を遮断
する。その後、ケース、サーマルプロテクターの温度が
復帰動作温度まで低下すると、サーマルプロテクターは
再びオンに切換わり、発熱体への通電を再開する。そし
て、このような動作は作業者が異常に気付いて電源プラ
グを抜くまで繰り返し行われる。

【０００４】しかしながら、このようなものは前述のよ
うに繰り返しサーマルプロテクターがオン、オフする
と、該サーマルプロテクターの接点が溶着してオン状態
のままで故障することがあるが、このような状態のとき
に加熱装置が気中通電されると、サーマルプロテクター
がオフに切換わることがないため、発熱体からの熱によ
り加熱装置が異常高温まで上昇してしまうのである。そ
こで、このような事態の発生を阻止するため、サーマル
プロテクターの動作温度より高い設定温度で溶断する温
度ヒューズを前記サーマルプロテクターに直列接続し、
加熱装置が異常高温となる前に温度ヒューズを溶断させ
て発熱体への通電を遮断することが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水槽用加熱装置にあっては、発熱体が通常絶縁砂内
に埋設されているため、発熱体の熱が絶縁砂を通じて遠
く離れた温度ヒューズに到達するまでに多少の時間がか
かり、この結果、温度ヒューズの温度が設定温度まで上
昇したときには、発熱体はこの設定温度よりかなり高い
温度まで上昇してしまい、加熱装置の温度上昇を充分に
抑制することができないという問題点がある。

【０００６】この発明は、サーマルプロテクターが故障
している加熱装置を気中通電させたとき、早期に主発熱
体への通電を遮断して温度上昇を確実に抑制することが
できる水槽用加熱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、内部
に密閉されている収納空間が形成された細長いケース
と、該収納空間の一側部に収納され、通電されたとき発
熱して水槽内の水を加熱する主発熱体と、商用電源に接
続される電源プラグが一端に設けられるとともに、他端
部がケースの他端を貫通して収納空間に挿入された接続
コードと、前記収納空間の他側部に収納されるととも
に、主発熱体の一端と接続コードの他端との間に介装さ
れ、気中通電によって動作温度となったときオン、オフ
するバイメタル式サーマルプロテクターと、前記収納空
間の他側部に収納されるとともに、サーマルプロテクタ
ーに直列に接続され、前記サーマルプロテクターの動作
温度より高温の設定温度となったとき溶断して通電を遮
断する温度ヒューズと、前記収納空間の他側部にケース
内面に押し付けられた状態で収納されるとともに、主発
熱体に直列に接続され、通電時に主発熱体とともに発熱
して温度ヒューズに熱を付与することができる副発熱体
とを備えることにより達成することができる。

【０００８】今、ケースが、例えば観賞魚を飼育する水
槽の水内に沈められ、また、電源プラグが商用電源に接
続されて主発熱体が通電により発熱し、水槽内の水が加
熱されているとする。このとき、副発熱体も通電によっ
て発熱するが、この副発熱体からの熱は、該副発熱体が
ケース内面に押し付けられているため、ケースを通じて
水槽の水に吸収され、これにより、サーマルプロテクタ
ーあるいは温度ヒューズがオフとなったりあるいは溶断
することはない。ここで、このような加熱装置を、主発
熱体に通電したまま水槽の掃除等のために、誤って水槽
内から空中に取り出すと、ケースの周囲が断熱作用を行
う空気に囲まれるため、主、副発熱体からの熱は逃げ場
がなくなってケースの温度を上昇させる。そして、この
熱によりサーマルプロテクターが遮断動作温度まで加熱
されると、該サーマルプロテクターはオフに切換わり、
主、副発熱体への通電を遮断する。このとき、温度ヒュ
ーズの溶断温度はサーマルプロテクターの動作温度より
高温の設定温度であるため、該温度ヒューズがサーマル
プロテクターのオフ動作に先立って溶断することはな
い。その後、ケース、サーマルプロテクターの温度が復
帰動作温度まで低下すると、サーマルプロテクターは再
びオンに切換わり、主、副発熱体への通電を再開する。
このようにサーマルプロテクターが繰り返しオン、オフ
すると、該サーマルプロテクターの接点が溶着してオン
状態のままで故障することがある。このような状態のと
きに加熱装置が気中通電されると、前述と同様に主、副
発熱体からの熱は逃げ場がないためケース内にこもる
が、このとき、前記副発熱体は温度ヒューズとともに収
納空間の他側部に配置されているため、この副発熱体か
らの熱は温度ヒューズに直ちに付与され該温度ヒューズ
を加熱する。この結果、温度ヒューズは設定温度まで迅
速に加熱されて溶断し、これにより、主発熱体への通電
が早期に遮断されて装置の温度上昇が確実に抑制され
る。

【０００９】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、副発熱体からサーマルプロテクター、温度ヒューズ
への熱の大部分がケースを通じて流れるようになるた
め、熱的ＳＮ比（信号対雑音比）が向上する。さらに、
請求項３に記載のように構成すれば、ケースの通じての
熱の流れる比率が高まり、ＳＮ比が向上する。また、請
求項４に記載のように構成すれば、副発熱体からの発熱
量を簡単、容易に調節することができる。さらに、請求
項５に記載のように構成すれば、副発熱体の表面温度が
低下するため、副発熱体と温度ヒューズとの間の温度勾
配が小さくなりＳＮ比が向上する。また、請求項６に記
載のように構成すれば、サーマルプロテクターと温度ヒ
ューズとの動作温度差を管理することが容易となり、こ
れにより、サーマルプロテクターがオフとなる前に温度
ヒューズが溶断するような事態を防止することができ
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加熱する加熱装置で
あり、この加熱装置11は水槽内の水に沈められるヒータ
ーユニット12を有する。このヒーターユニット12は両端
が解放した細長い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1
4、15により密閉されている。前述したセラミック管1
3、ゴムキャップ14、15は全体として、内部に密閉され
ている収納空間16が形成された細長いケース17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
18、19がそれぞれ配置され、これら仕切板18、19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20、21がそれぞれ充填されている。

【００１１】前記セラミック管13内には該セラミック管
13の軸方向に延びる隔壁23が設置され、この隔壁23の一
端および他端は仕切り板18、19に連結されている。ま
た、前記セラミック管13の軸方向中央部には隔壁23に取
り付けられた仕切り壁24が設置され、この仕切り壁24は
前記収納空間16をケース17の一側部に位置する一側空間
16ａと、ケース17の他側部に位置する他側空間16ｂとに
仕切る。25はコイル状に巻かれた発熱線からなる発熱体
であり、この発熱体25は前記収納空間16に収納されると
ともに、その途中が前記仕切り壁24を貫通している。そ
して、この発熱体25は一側空間16ａ内に位置する主発熱
体26と、他側空間16ｂ内に位置する副発熱体27とに区分
され、この結果、これら主発熱体26と副発熱体27とは直
列に接続されている。このように主、副発熱体26、27を
連続コイル状の発熱線から構成すれば、これらを別々に
設けて両者を継手で接続する場合に比較し、製作費を安
価とすることができるとともに、継手分だけケース17の
軸方向長さを短くすることができる。ここで、前記主発
熱体26は隔壁23に沿って延びるとともに該隔壁23の一端
において折り返されているため、その巻数は副発熱体27
の巻数より多く、この結果、通電されたとき主発熱体26
は副発熱体27より多量の熱を放出して水槽内の水を加熱
する。また、この主発熱体26の周囲の一側空間16ａには
絶縁砂28が充填されているが、この絶縁砂28は主発熱体
26から放出された熱をセラミック管13を通じて水槽内の
水に伝達し、これにより、主発熱体26の表面温度を低下
させてその長寿命化を図っている。30は２本の芯線30
ａ、30ｂから構成された接続コードであり、この接続コ
ード30の一端には商用電源に接続される電源プラグ31が
設けられている。また、この接続コード30の他端部はケ
ース17の他端に位置するゴムキャップ15を貫通して収納
空間16、詳しくは他側空間16ｂに挿入されている。

【００１２】34は収納空間16の他側部、即ち他側空間16
ｂに収納されたバイメタル式サーマルプロテクターであ
り、このサーマルプロテクター34は接続コード30の他
端、詳しくは一方の芯線30ａの他端と主発熱体26の一端
との間に介装されている。35は収納空間16の他側部、即
ち他側空間16ｂに収納された温度ヒューズであり、この
温度ヒューズ35は接続コード30の他端、詳しくは一方の
芯線30ａの他端と主発熱体26の一端との間、ここではサ
ーマルプロテクター34との間に介装されている。この結
果、前記サーマルプロテクター34と温度ヒューズ35とは
直列に接続されていることになり、このうちのいずれか
一方がオフとなると、発熱体25への通電が遮断される。
36は前記サーマルプロテクター34、温度ヒューズ35と副
発熱体27との間、ここでは隔壁23との間に介装されたシ
ート状の断熱体であり、この断熱体36は副発熱体27から
サーマルプロテクター34、温度ヒューズ35への他側空間
16ｂ（詳しくは内部の空気）を通じての熱の流れを抑制
する。また、この断熱体36はサーマルプロテクター34、
温度ヒューズ35をケース17、詳しくはセラミック管13の
内面に押し付け、これらサーマルプロテクター34、温度
ヒューズ35の温度をセラミック管13の温度（ヒーターユ
ニット12が水中にあるときには水温）に可能な限り近付
ける。37は前記サーマルプロテクター34と温度ヒューズ
35とに接触する金属製の導熱板であり、この導熱板37は
サーマルプロテクター34、温度ヒューズ35とセラミック
管13との間に介装されている。そして、この導熱板37は
サーマルプロテクター34と温度ヒューズ35とを両者が常
時ほぼ同一温度となるよう熱的に結合することで、両者
の動作温度差の管理を容易としている。ここで、前記サ
ーマルプロテクター34は発熱体25への気中通電によって
自身の温度が遮断動作温度まで上昇すると、オフとなっ
て発熱体25への通電を遮断し、一方、復帰動作温度まで
温度が低下すると、オンとなって発熱体25への通電を復
帰させる。また、前記温度ヒューズ35は発熱体25への気
中通電によって自身が前記動作温度より高温の設定温度
まで上昇したとき溶断して発熱体25への通電を遮断す
る。

【００１３】41はケース17（セラミック管13）の他側部
内面と前記副発熱体27との間に介装された金属製の熱拡
散板であり、この熱拡散板41は副発熱体27から温度ヒュ
ーズ35に向かってほぼ半周に亘って延びるとともに、セ
ラミック管13の内面に密着している。この結果、前記副
発熱体27から放出された熱は熱拡散板41を通じて急速に
セラミック管13に拡散し、該副発熱体27の表面温度を低
下させる。また、前記熱拡散板41と副発熱体27との間に
は副発熱体27と熱拡散板41との間での短絡を阻止する薄
肉の絶縁層42が介装されている。ここで、前記副発熱体
27は絶縁層42、熱拡散板41を介してケース17、詳しくは
セラミック管13の内面に押し付けられており、この結
果、該副発熱体27から放出された熱は絶縁層42、熱拡散
板41を通じてセラミック管13に導かれた後、サーマルプ
ロテクター34、温度ヒューズ35を加熱することができ
る。また、この副発熱体27は前記サーマルプロテクター
34、温度ヒューズ35から円周方向にほぼ半周離れた位置
に配置されており、この結果、この副発熱体27からサー
マルプロテクター34、温度ヒューズ35への他側空間16ｂ
を通じての熱の流れは該他側空間16ｂ内の空気によって
制限され、ケース17（セラミック管13）を通じての熱の
流れの比率が高くなる。さらに、前記副発熱体27は通電
時に主発熱体26とともに発熱するが、このときの発熱量
は他側空間16ｂに位置している発熱線の巻数、即ち抵抗
値を製造時に適宜調節することで簡単、容易に調節する
ことができる。

【００１４】次に、この発明の一実施形態の作用につい
て説明する。今、ヒーターユニット12が、例えば観賞魚
を飼育する水槽の水内に沈められ、また、電源プラグ31
が商用電源に接続されて主発熱体26が通電により発熱
し、水槽内の水が加熱されているとする。このとき、副
発熱体27も通電により発熱するが、この副発熱体27から
の熱は、該副発熱体27がケース17（セラミック管13）内
面に押し付けられているため、ケース17を通じて水槽の
水に吸収される。この結果、ヒーターユニット12が水中
に沈められているときには、サーマルプロテクター34あ
るいは温度ヒューズ35がオフとなったりあるいは溶断す
ることはない。

【００１５】ここで、前述のようなヒーターユニット12
を、主、副発熱体26、27に通電したまま、例えば水槽内
の掃除等のために誤って水槽内から空中に取り出すと、
ケース17の周囲が熱を吸収する水から断熱作用を行う空
気へと変化するため、主、副発熱体26、27からの熱は逃
げ場がなくなってケース17にこもり該ケース17の温度を
上昇させる。このとき、副発熱体27、サーマルプロテク
ター34がともにケース17のセラミック管13に押し付けら
れているため、この副発熱体27から放出された熱はセラ
ミック管13を通じてサーマルプロテクター34に付与され
る。そして、サーマルプロテクター34の温度が遮断動作
温度まで上昇すると、該サーマルプロテクター34がオフ
に切換わり、主、副発熱体26、27への通電が遮断されて
ヒーターユニット12の温度上昇が阻止される。このと
き、サーマルプロテクター34と温度ヒューズ35とは、こ
れらサーマルプロテクター34、温度ヒューズ35双方に接
触する導熱板37によって熱的に結合され常時ほぼ同一温
度となっており、しかも、温度ヒューズ35の溶断温度は
サーマルプロテクター34の遮断動作温度より高温の設定
温度であるため、サーマルプロテクター34がオフとなる
前に温度ヒューズ35が溶断するようなことはない。その
後、ケース17、サーマルプロテクター34の温度が復帰動
作温度まで低下すると、該サーマルプロテクター34は再
びオンに切換わり、主、副発熱体26、27への通電を再開
する。

【００１６】このようにサーマルプロテクター34が繰り
返しオン、オフすると、該サーマルプロテクター34は接
点が溶着しオン状態のままで故障することがあるが、こ
のような状態のときにヒーターユニット12が気中通電さ
れると、前述と同様に主、副発熱体26、27からの熱は逃
げ場がないため、ケース17内にこもり始める。このと
き、副発熱体27が温度ヒューズ35とともに他側空間16ｂ
に配置され、しかも、副発熱体27、温度ヒューズ35がと
もにケース17のセラミック管13に押し付けられているた
め、この副発熱体27から放出された熱はセラミック管13
を通じて温度ヒューズ35に直ちに付与され、該温度ヒュ
ーズ35を加熱する。この結果、温度ヒューズ35は副発熱
体27からの熱により設定温度まで迅速に加熱されて溶断
し、主発熱体26への通電を早期に遮断してヒーターユニ
ット12の温度上昇を確実に抑制する。このとき、前述の
ように副発熱体27を温度ヒューズ35から周方向にほぼ半
周離して配置することにより、温度ヒューズ35と副発熱
体27との間に長い空気の層を介在させるとともに、温度
ヒューズ35と副発熱体27との間に該副発熱体27から温度
ヒューズ35への空気を介しての熱の流れを遮断する断熱
体36を配置したので、副発熱体27から温度ヒューズ35に
流れる熱は、ケース17（セラミック管13）を通じて流れ
る比率が高くなって熱的ＳＮ比（信号対雑音比）が向上
し、温度ヒューズ35の溶断動作が正確となる。また、こ
のとき、ケース17の内面と副発熱体27との間に熱拡散板
41が介装されているため、該副発熱体27から放出された
熱は熱拡散板41を通じて急速にセラミック管13に拡散
し、該副発熱体27の表面温度が低下する。これにより、
副発熱体27から温度ヒューズ35への空気を通じての熱の
流れはさらに少なくなり、ＳＮ比がさらに向上する。

【００１７】なお、前述の実施形態においては、副発熱
体27、主発熱体26を連続コイル状の発熱線から構成した
が、この発明においては、副発熱体を、マイカ製円筒体
の外側に螺旋状に巻き付けた発熱線から構成してもよ
い。この場合には温度ヒューズは円筒体の内周面に押し
付けた状態で配置すればよい。また、この発明において
は、副発熱体をポリイミド樹脂製シートの片面に貼付け
られたステンレス箔、あるいはポリイミド樹脂製シート
によって両側から挟持されたステンレス箔から構成して
もよい。さらに、前述の実施形態においては、収納空間
16を仕切り壁24によって一側、他側空間16ａ、16ｂに仕
切るとともに、一側空間16ａのみに絶縁砂を充填するよ
うにしたが、この発明においては、前記仕切り壁24を取
り去って収納空間16全体、即ち一側、他側空間16ａ、16
ｂの双方に絶縁砂を充填するようにしてもよい。また、
前述の実施形態においては、一側空間16ａに絶縁砂28を
充填するようにしたが、この発明においては、このよう
な絶縁砂は充填しなくてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、サーマルプロテクターがオンのままで故障している
加熱装置が気中通電されても、早期に主発熱体への通電
を遮断して温度上昇を確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す正面断面図であ
る。

【図２】図１のＩーＩ矢視断面図である。

【符号の説明】

11…水槽用加熱装置 16…収納空間 16ａ…一側空間 16ｂ…他側空間 17…ケース 24…仕切り壁 26…主発熱体 27…副発熱体 30…接続コード 31…電源プラグ 34…サーマルプロテクター 35…温度ヒューズ 36…断熱体 37…導熱板 41…熱拡散板 42…絶縁層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に密閉されている収納空間が形成され
   た細長いケースと、該収納空間の一側部に収納され、通
   電されたとき発熱して水槽内の水を加熱する主発熱体
   と、商用電源に接続される電源プラグが一端に設けられ
   るとともに、他端部がケースの他端を貫通して収納空間
   に挿入された接続コードと、前記収納空間の他側部に収
   納されるとともに、主発熱体の一端と接続コードの他端
   との間に介装され、気中通電によって動作温度となった
   ときオン、オフするバイメタル式サーマルプロテクター
   と、前記収納空間の他側部に収納されるとともに、サー
   マルプロテクターに直列に接続され、前記サーマルプロ
   テクターの動作温度より高温の設定温度となったとき溶
   断して通電を遮断する温度ヒューズと、前記収納空間の
   他側部にケース内面に押し付けられた状態で収納される
   とともに、主発熱体に直列に接続され、通電時に主発熱
   体とともに発熱して温度ヒューズに熱を付与することが
   できる副発熱体とを備えたことを特徴とする水槽用加熱
   装置。
2. 【請求項２】前記温度ヒューズおよびサーマルプロテク
   ターをケースの他端部内面に押し付けた状態で配置する
   とともに、副発熱体を温度ヒューズから周方向にほぼ半
   周離して配置した請求項１記載の水槽用加熱装置。
3. 【請求項３】前記温度ヒューズと副発熱体との間に副発
   熱体から温度ヒューズへの収納空間を通じての熱の流れ
   を遮断する断熱体を配置した請求項１記載の水槽用加熱
   装置。
4. 【請求項４】前記主発熱体と副発熱体との境界に収納空
   間を一側空間と他側空間とに仕切る仕切り壁を配置する
   とともに、前記主、副発熱体をコイル状の発熱線から構
   成し、さらに、他側空間に位置する発熱線の巻数を調節
   することで副発熱体からの発熱量を調節するようにした
   請求項１記載の水槽用加熱装置。
5. 【請求項５】前記ケースの他側部内面と副発熱体との間
   に金属製熱拡散板を介装するとともに、該熱拡散板と副
   発熱体との間に薄肉絶縁層を介装した請求項１記載の水
   槽用加熱装置。
6. 【請求項６】前記サーマルプロテクターおよび温度ヒュ
   ーズ双方に接触する金属製導熱板を設け、該サーマルプ
   ロテクターと温度ヒューズとを熱的に結合した請求項１
   記載の水槽用加熱装置。