JP2008142055A - 水中用ヒーター - Google Patents

Abstract

【課題】水温を高精度に制御することができると共に、水中での設置姿勢の自由度の大きい水中用ヒーターを提供する。
【解決手段】この発明に係る水中用ヒーターは、長さ方向の両端部が閉塞された筒状ヒーター管１０と、前記ヒーター管１０の内部に収容された発熱線１２、１３と、水温を検出する水温センサ２４とを備え、前記ヒーター管１０の長さ方向の端部から該長さ方向の外方に向けて中空突出部２３が突設され、この中空突出部２３の内部空間内に前記水温センサ２４が収容されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば観賞魚用水槽等において、水中浸漬状態で使用される水中用ヒーターに関する。

従来、この種の水中用ヒーターとして、両端閉塞の筒状ヒーター管内に発熱線を収容し、発熱線へ通電加熱して、水温が設定値を越えた時に、サーモスタットにより発熱線への給電を停止することで、水槽内の水温を一定に制御するように構成されたものが公知である（特許文献１参照）。
特開平１０−９８９８０号公報

ところで、この種の水中用ヒーターは、水槽内の水の温度を検出するために水温センサを備えている。従来では、この水温センサを筒状ヒーター管内に収容しているために、発熱線の発熱に伴ってヒーター管内の空気の温度が上昇することの影響を受けて、水温センサが実際の水温よりも高い温度を検出する傾向にある。即ち、実際の水温は、水温センサが検出した温度から、発熱線の発熱による管内の温度上昇の影響を割り引いて判断しなけれならず、水温を高精度に制御することは困難であった。

特に、水中用ヒーターを水槽内に縦姿勢で設置して使用する場合には、ヒーター管内の空気が発熱線の発熱によって温まって上昇するから、水温センサがヒーター管の上部位置に配置されていると、その温まった空気の影響を大きく受けることになり、一段と高い温度を検出することになる。従って、従来では、水中用ヒーターを設置する場合には、縦姿勢での設置を避けて横姿勢で設置する（水平に設置する）ことを余儀なくされており、このように設置姿勢の自由度が小さく使い勝手が悪いという問題もあった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであり、水温を高精度に制御することができると共に、水中での設置姿勢の自由度の大きい水中用ヒーターを提供することを目的する。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］長さ方向の両端部が閉塞された筒状ヒーター管と、
前記ヒーター管の内部に収容された発熱線と、
水温を検出する水温センサとを備え、
前記ヒーター管の長さ方向の端部から外方に向けて中空突出部が突設され、該中空突出部の内部空間内に前記水温センサが収容されていることを特徴とする水中用ヒーター。

［２］筒状のヒーター管本体の長さ方向の両端開口がそれぞれキャップ部材で閉塞されてなる筒状ヒーター管と、
前記ヒーター管の内部に収容された発熱線と、
水温を検出する水温センサとを備え、
前記ヒーター管の一端側のキャップ部材の端面から該ヒーター管の長さ方向の外方に向けて中空突出部が突設され、この中空突出部の内部空間内に前記水温センサが収容されていることを特徴とする水中用ヒーター。

［１］の発明では、ヒーター管の長さ方向の端部から外方に向けて中空突出部が突設され、この中空突出部の内部空間内に水温センサが収容されているから、水温センサによる温度検出が、発熱線の発熱に伴うヒーター管内部の温度上昇の影響を受け難く、これにより水温を高精度に検出することができるので、精度の高い水温制御が可能となる。

また、水温センサによる温度検出が、ヒーター管内部の温度上昇の影響を受け難いので、水中において横姿勢、縦姿勢（上向き・下向き）等いかなる姿勢で配置しても水温を高精度に検出することができる。即ち、水中での設置姿勢の自由度の大きい水中用ヒーターが提供される。

［２］の発明では、ヒーター管の一端側のキャップ部材の端面から該ヒーター管の長さ方向の外方に向けて中空突出部が突設され、この中空突出部の内部空間内に水温センサが収容されているから、水温センサによる温度検出が、発熱線の発熱に伴うヒーター管内部の温度上昇の影響を受け難く、これにより水温を高精度に検出することができるので、精度の高い水温制御が可能となる。

また、水温センサによる温度検出が、ヒーター管内部の温度上昇の影響を受け難いので、水中において横姿勢、縦姿勢（上向き・下向き）等いかなる姿勢で配置しても水温を高精度に検出することができる。即ち、水中での設置姿勢の自由度の大きい水中用ヒーターが提供される。

更に、ヒーター管は、ヒーター管本体の両端開口がキャップ部材で閉塞されたものからなると共に、一方のキャップ部材の端面から中空突出部が突設された構成が採用されているから、水中用ヒーターの製作が容易化される。

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は、この発明の一実施形態に係る水中用ヒーターを示す断面図である。

なお、この水中用ヒーターでは、説明の便宜上、電源コードが引き込まれている側を基端、その対極側を先端ということにする。

図１において、１０は、水中用ヒーターの外殻を構成するヒーター管であり、このヒーター管１０は、円筒状のガラス製ヒーター管本体１１と、該ヒーター管本体１１の長さ方向の両端開口をそれぞれ液密状態に封止する１対のキャップ部材（シール部材）１９、２５とから構成されている。

前記ヒーター管本体１１の内部には、同一長さに形成されて内蔵発熱体を構成するコイル状の第１発熱線１２および第２発熱線１３の他に、温度ヒューズ１４等が収容されている。また、前記ヒーター管本体１１の内部に、該本体１１の長さ方向に沿う態様で、絶縁材料からなる薄板状の発熱線支持部材１６が配置されている。

前記発熱線支持部材１６の一方の片面側に長さ方向へ沿う態様で第１発熱線１２が配置され、この第１発熱線１２の基端は、一方の接続端子２０ａを介して電源コード２１の一方のリード部２１ａに電気的に接続されている。

また、前記発熱線支持部材１６の他方の片面側に長さ方向へ沿う態様で第２発熱線１３が配置され、この第２発熱線１３の基端は、他方の接続端子２０ｂを介して電源コード２１の他方のリード部２１ｂに電気的に接続されている。

前記２本の発熱線１２、１３は、前記温度ヒューズ１４を介して直列に接続されており、これにより電源（図示しない）と発熱線１２、１３とを巡る通電回路が構成されている。

前記温度ヒューズ１４は、前記発熱線支持部材１６の先端側に配置されており、その両端部が第１発熱線１２及び第２発熱線１３の各先端部に接続端子２０ｃ、２０ｄを介してそれぞれ電気的に接続されている。

前記発熱線支持部材１６の基端部（電源コード２１側）は、略コ字形となるように切り欠かれており、このコ字形切り欠き部（図示しない）に電源コード２１の一方のリード部２１ａが嵌入されることで、該電源コード２１が位置決めされている。また、この発熱線支持部材１６の先端部は、略Ｌ字形に形成され、このＬ字形コーナー部に形成された略横Ｖ字状の切り欠き部（図示しない）に温度ヒューズ１４のリード線部が引っ掛けられて各発熱線１２、１３側に折り返されている。

前記一方のキャップ部材１９は、前記ヒーター管本体１１の基端開口を封止するシール部材であり、シリコーンゴム成形体からなる。また、前記他方のキャップ部材２５も、前記ヒーター管本体１１の先端開口を封止するシール部材であり、シリコーンゴム成形体からなる。

前記基端側のキャップ部材１９の端面中央部には、筒状のコード引き出し部２２が突出して形成されており、そのコード引き出し部２２の孔２２ａに前記電源コード２１が挿通されている。

また、通電回路が形成されたヒーター管本体１１の内部は、絶縁砂等の絶縁材１８が発熱線１２、１３を覆う態様で充填される一方、ヒーター管本体１１の先端部側内部は、仕切り部材１７で仕切られて温度ヒューズ収納空間１５として構成されている。前記温度ヒューズ１４は、この温度ヒューズ収納空間１５内に配置されている。

前記仕切り部材１７は、２枚の円板状絶縁性フェルト１７Ａ、１７Ｂが重ね合わされたものからなり、前記発熱線支持部材１６の先端部に取り付けられている。

前記一方のキャップ部材１９の端面には、図２、３に示すように、電源コード引き出し部２２に隣接し、かつヒーター管本体１１内部に連通する状態で水温センサ収納用の小室２３が設けられている。

前記小室２３は、前記キャップ部材１９の端面に一体形成されて、該端面から長さ方向外方へ突出する先端閉塞の筒状の中空突出部からなり、この中空突出部２３の中空部（内部空間）２３ａに棒状の水温センサ２４が収容されている。

なお、前記水温センサ２４の両端の各リード線２４ａ、２４ｂは、前記電源コード引き出し部２２の孔２２ａを利用して外部に導出されている（図２参照）。

前記中空突出部２３の外径は、前記ヒーター管本体１１の外径よりも小さい。また、本実施形態では、前記中空突出部２３の外径は、前記コード引き出し部２２の外径よりも小さくなるように設計されている。

次に、前記水中用ヒーターの組み立ての手順の一例を簡単に説明する。

発熱線支持部材１６の所定位置に、温度ヒューズ１４を介して直列に接続された第１発熱線１２及び第２発熱線１３と、仕切り部材１７とを配置せしめ、これをヒーター管本体１１内に挿入配置する。

そして、キャップ部材１９を装着するに先立って、このキャップ部材１９に形成されている中空突出部２３の中空部２３ａに、図２、３に示すように、水温センサ２４を収容するとともに、その両端リード線２４ａ、２４ｂを前記電源コード引き出し部２２の孔２２ａに貫通して外部に引き出しておく。

次いで、ヒーター管本体１１の基端開口部から絶縁材１８を充填してから、ヒーター管本体１１の基端開口部をキャップ部材１９で封止すると共に、電源コード引き出し部２２の孔２２ａから電源コード２１を引き出す。また、ヒーター管本体１１の先端開口部もキャップ部材２５で封止する。これにより、ヒーター管本体１１の内部には、仕切り部材１７から基端側にかけて絶縁材１８が充填されると共に、仕切り部材１７から先端側にかけて温度ヒューズ収容空間１５が形成される。

前記実施形態の水中用ヒーターは、その使用に際し、ヒーター管本体１１の全部または略全部が水槽内等の水中に浸漬されるように、例えば横姿勢（水平配置）や縦姿勢等の配置姿勢で設置される。

しかして、電源コード２１の先端のプラグ（図示しない）を商用電源に接続することにより、該商用電源からの電力が電源コード２１、第１発熱線１２、温度ヒューズ１４、第２発熱線１３を巡る閉回路に供給される。これにより、第１発熱線１２及び第２発熱線１３が発熱し、その熱はヒーター管本体１１から水中へと放出されて、水が温められて水温が上昇する。

水温は、水温センサ２４により検出されるのであるが、設定温度を超えると、前記通電が停止されるため、水温が設定値に保持されるように制御される。

この時、ヒーター管本体１１内部に連通する状態で前記キャップ部材１９の端面に設けられた中空突出部（小室）２３の中空部２３ａに、前記水温センサ２３が収容されているから、水温センサ２３による温度検出が、第１発熱線１２及び第２発熱線１３の発熱に伴うヒーター管本体１１内部の空気の温度上昇の影響を受けにくくなる。即ち、ヒーター管本体１１内部の温度の影響を殆ど受けることなく水中の温度を検出することができ、従って水温を高精度に制御することが可能となる。

また、水温センサ２４の温度検出がヒーター管本体１１内部の空気の温度上昇の影響を殆ど受けないことから、水中に横姿勢で設置する使用態様に限らず、縦姿勢で設置しても問題なく使用することが可能となる。即ち、水中において、横姿勢（水平配置）、縦姿勢（上向き・下向き）、斜め姿勢等のいかなる姿勢で配置した場合であっても、水温を高精度に検出することができる。

なお、第１発熱線１２及び第２発熱線１３の熱は、温度ヒューズ収容空間１５内の空気を介して温度ヒューズ１４に伝達される。水中用ヒーターの温度が異常に上昇するような事態が生じた場合、例えば地震等の災害やその他の原因により水中用ヒーターが水槽外へ放出された場合には、ヒーター管本体１１の内部温度が急に高くなって、温度ヒューズ１４の温度が異常に上昇する結果、温度ヒューズ１４が溶解温度に達して溶解する。これにより、第１発熱線１２及び第２発熱線１３への通電が遮断され、安全が確保される。

この発明において、前記中空突出部２３の内径は、前記棒状水温センサ２４を収容できる程度の大きさに設定されるのが好ましい。即ち、前記中空突出部２３の内径は、前記棒状水温センサ２４の外径より大きく且つ該外径の３倍以下であるのが好ましく、この場合には、発熱線１２、１３の発熱に伴うヒーター管１０内部の温度上昇の影響をより受け難くすることができるので、水温をより高精度に検出することができる。中でも、前記中空突出部２３の内径は、前記棒状水温センサ２４の外径より大きく且つ該外径の２倍以下であるのが特に好ましく、このような構成を採用することで水温をより一層高精度に検出することが可能となる。

なお、上記実施形態では、中空突出部２３は、円筒形状に形成されているが、特にこのような形状に限定されるものではない。上記実施形態では、中空突出部２３は、棒状の水温センサ２４に対応して円筒形状に形成されているが、例えば、水温センサ２４が偏平な楕円筒状であれば、中空突出部２３の形状も同様の偏平な楕円筒状に形成しても良い。

また、上記実施形態では、中空突出部（小室）２３は、前記キャップ部材１９の端面に一体形成されているが、特にこのような構成に限定されるものではない。例えば、キャップ部材１９の端面に形成した孔に対して、別体の先端閉塞の中空体を液密状態に接続した構成も採用することができる。

また、上記実施形態では、中空突出部（小室）２３は、基端側のキャップ部材１９に設けられていたが、特にこのような構成に限定されるものではなく、先端側のキャップ部材２５に設けられていても良い。また、ヒーター管本体１１として、一端側が閉塞された構造のものを用いる場合には、中空突出部（小室）２３は、該ヒーター管本体１１の他端側に取付固定されたキャップ部材に設けられても良いし、或いは該ヒーター管本体１１の前記閉塞端面に設けられていても良い。

また、上記実施形態では、発熱部が第１発熱線１２及び第２発熱線１３からなる構成であるが、特にこのような構成に限定されるものではなく、発熱部は１本の発熱線からなる構成であっても良い。

この発明の一実施形態に係る水中用ヒーターを示す断面図である。 水中用ヒーターにおける中空突出部（小室）が設けられた基端側の拡大断面図である。 中空突出部（小室）が設けられたキャップ部材の外観斜視図である。

符号の説明

１０…ヒーター管
１１…ヒーター管本体
１２…発熱線
１３…発熱線
１９…キャップ部材
２３…中空突出部（小室）
２３ａ…中空部（内部空間）
２４…水温センサ
２５…キャップ部材

Claims (2)

1. 長さ方向の両端部が閉塞された筒状ヒーター管と、
   前記ヒーター管の内部に収容された発熱線と、
   水温を検出する水温センサとを備え、
   前記ヒーター管の長さ方向の端部から外方に向けて中空突出部が突設され、該中空突出部の内部空間内に前記水温センサが収容されていることを特徴とする水中用ヒーター。
2. 筒状のヒーター管本体の長さ方向の両端開口がそれぞれキャップ部材で閉塞されてなる筒状ヒーター管と、
   前記ヒーター管の内部に収容された発熱線と、
   水温を検出する水温センサとを備え、
   前記ヒーター管の一端側のキャップ部材の端面から該ヒーター管の長さ方向の外方に向けて中空突出部が突設され、この中空突出部の内部空間内に前記水温センサが収容されていることを特徴とする水中用ヒーター。

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