JP3857080B2

JP3857080B2 - Heating device such as water tank

Info

Publication number: JP3857080B2
Application number: JP2001206003A
Authority: JP
Inventors: 正志芝原
Original assignee: クマガイ電工株式会社
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP2003018940A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バケツや水槽内に投入して内部の水を所定温度にまで加熱し、その水温を保持するようにした加熱装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば熱帯魚などを鑑賞する水槽においては、水槽内の温度を一定温度に加熱、保持するための加熱装置が使用されている。この加熱装置は通電によって発熱するヒータと、このヒータに電力を供給、遮断するスイッチ素子と、温度検知センサ及び温度制御回路とを備えてあり、ヒータによって加熱された水温が設定温度以下においてはヒータに電力を供給して水槽内の水を加熱し、水槽内の水が設定温度に達するとスイッチ素子により通電を遮断してヒータに対する電力の供給を停止し、これを繰り返し行わせて水槽内の水の温度を所定温度に保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の加熱装置では水漏れや水槽の転倒、或いは、ヒータが誤って水槽外に出しておいた場合には空焚き状態となってヒータが異常に温度上昇し、火災が発生する等の極めて危険な事態となる虞れがある。このため、回路中に温度ヒューズを設けておき、異常に温度上昇した時にはその温度ヒューズを溶断させて電力を遮断するように構成しているが、一度、温度ヒューズが溶断すると加熱装置の構造上、その取り替えができないため、装置全体を破棄せざるを得ないという問題点がある。
【０００４】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な回路構成によって空焚き状態となった場合にはヒータへの通電を停止状態に保持し、電源プラグをコンセントから抜く等のリセット操作によって再使用可能な元の状態に復帰させることができるようにした水槽等の加熱装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の水槽等の加熱装置は、請求項１に記載したように、主ヒータと、この主ヒータに電力の通電、遮断を行う半導体スイッチと、水温が所定温度に達した時に上記半導体スイッチを非導通とし且つ所定温度以下になると該半導体スイッチを導通状態にする水温感知素子とによって水温制御回路を構成し、この水温制御回路に第１抵抗器の回路と補助ヒータである第２抵抗器の回路とを側路として接続すると共に、この第２抵抗器の回路にサイリスタを設けてこのサイリスタのゲートに上記第１抵抗器の回路を接続し、第１抵抗器の回路を正常時にはサイリスタ側に対して非導通状態にする一方、異常温度発生時には導通状態にして上記補助ヒータである第２抵抗器を水温以上に発熱させ、この第２抵抗器の加熱によって水温感知素子を作動させて上記半導体スイッチを開状態に保持すると共に、水温制御回路への電力の供給を停止させた時に元の状態に復帰させるように構成している。
【０００６】
上記水槽等の加熱装置において、半導体スイッチと水温感知素子は請求項２に記載したように、それぞれトライアックと感温リードスイッチからなり、トライアックのゲートに感温リードスイッチを接続している。
【０００７】
【作用】
加熱装置をバケツ或いは水槽等の水中に投入し、水温制御回路に通電すると、主ヒータが発熱して水を加熱する。水温が所定温度に達すると水温感知素子が開き、半導体スイッチを非導通状態にして主ヒータへの通電を遮断する。水温が低下すると再び水温感知素子が自動的に閉じて半導体スイッチを導通状態にし、主ヒータを発熱させて所定温度にまで水温を上昇させる。このように、水温感知素子の開閉によって主ヒータへの電力の供給、遮断を行いながら水温を所定温度に保持する。
【０００８】
次に、地震等によって水槽やバケツ内が水漏れや地震等による転倒、或いは、ヒータが誤って水槽外に出しておいた場合等のように空焚き状態となった時には、水温感知素子に近接して配設している抵抗器からなる補助ヒータに電力が通電されて補助ヒータが水温よりも僅かに高い温度にまで発熱し、その温度によって上記水温感知素子が開いて半導体スイッチを非導通状態にし、主ヒータへの電力の供給を遮断して主ヒータの発熱を停止状態に保持する。この保持は水温制御回路に電力を供給している電源プラグをコンセントから抜き取ることによって解除されると同時に、元の使用可能な状態に復帰する。
【０００９】
上記半導体スイッチはトライアックであり、水温感知素子は感温リードスイッチであって、この感温リードスイッチをトライアックのゲートに接続して該感温リードスイッチの開閉によりトライアックを介して水温制御回路を自動的に導通、非導通状態にするように構成している。
【００１０】
また、水温制御回路中に設けている上記感温リードスイッチの近接位置に配設した上記補助ヒータは抵抗器からなり、水温以上の温度に達した時にこの抵抗器側に電力を通電して発熱させ、その発熱によって感温リードスイッチを開放させるようにしている。詳しくは、上記水温制御回路に第１抵抗器の回路と上記補助ヒータを形成している第２抵抗器の回路とを側路として接続すると共に、この第２抵抗器の回路にサイリスタを設けてこのサイリスタのゲートに上記第１抵抗器の回路を接続し、第１抵抗器の回路を正常時にはサイリスタ側に対して非導通状態に、異常温度発生時には導通状態に保持するように構成している。
【００１１】
さらに、請求項２に記載したように、上記第１抵抗器の回路を、第４ダイオードと発光ダイオードとを直列に接続し且つこの発光ダイオードのアノードを第１抵抗器に接続している第１側路部と、第１、第２、第３ダイオードとを直列に接続し且つこの第３ダイオードのアノードを第１抵抗器に接続している第２側路部とから構成し、この第２側路部の第１ダイオードを第２抵抗器の回路中のサイリスタのゲートに接続しているので、所定の水温下では第１側路部における発光ダイオードのアノード電圧、即ち、発光ダイオードと第４ダイオードとの電圧の和が第２側路部の上記第１〜第３ダイオードとサイリストのゲート及びカソードの電圧の和よりも低くなっており、従って、電流は第２側路部に流れることなく第１側路部を通じて水温制御回路に流れ、補助ヒータである第２抵抗器は発熱しない。
【００１２】
一方、空焚き状態の時には、主ヒータの異常高温度によって第１側路部側の一個の発光ダイオードの電圧の変化よりも第２側路部側の第１〜第３ダイオードの電圧の変化が大きくなって、この第２側路部の第３ダイオードのアノード電圧が第１側路部の発光ダイオードのアノード電圧よりも低くなり、従って、電流は第２側路部に流れてこの第２側路部の第１ダイオードが接続している上記第２抵抗器の回路中のサイリスタが導通し、補助ヒータである第２抵抗器が発熱する。
【００１３】
この補助ヒータの発熱によって該補助ヒータの近接位置に設けている水温制御回路中の上記感温リードスイッチが開き、半導体スイッチであるトライアックを非導通状態にして電源からの主ヒータへの通電を停止させる。さらに、補助ヒータが一旦、水温よりも僅かに高い温度まで上昇すると、この補助ヒータからの加熱によって上記感温リードスイッチを開放状態に保持すると共に上記第２側路部側の第１〜第３ダイオードも加熱されてその第３ダイオードのアノード電圧を低いままにしてサイリスタを導通状態にし、従って、補助ヒータが発熱を続けて電源が切られるまで自己保持する。そして、加熱装置の電源プラグを電源コンセントから引き抜いたのち再び差し込む等のリセット操作を行うことによって上記自己保持が解消され、元の使用状態に復帰するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１はバケツや水槽（以下、水槽という）内に投入して水槽内に収容されている水を所定温度にまで加熱する加熱装置を示すもので、セラミック管からなる筒状本体１内の一半部内にニクロム線からなる主ヒータ２を配設していると共に、この筒状本体１内の他半部には感温リードスイッチからなる水温感知素子LS1 とこの水温感知素子LS1 に近接させた位置に配設している抵抗器からなる補助ヒータR2等を備えた温度制御回路を構成しているプリント基板３を設けてあり、この温度制御回路に圧着接続子H1、H2を介して上記主ヒータ２を接続している。なお、水温感知素子LS1 に対して補助ヒータR2を近接させた位置とは、補助ヒータR2の発熱を水温感知素子LS1 が感知し得る位置である。また、補助ヒータR2の能力は主ヒータ２が空気中で300 ℃以上になるのに対して30〜50℃であり、電力的には主ヒータ２が100 〜300 Ｗに対して補助ヒータR2は１〜２Ｗのものである。
【００１５】
さらに、筒状本体１の一半部内、即ち、主ヒータ２の部分にはマグネシア砂を充填していると共にその一端部内をシリコンで防水し、ゴム製キャップ４を筒状本体１の一端部外周面に被着して筒状本体１内を水密状態に保護している一方、筒状本体１の他半部内にはシリコンを充填して上記温度制御回路のプリント基板３の電気的絶縁を保持してあり、さらに、筒状本体１の他端部にゴム製キャップ５を被着して内部を水密状態に保護していると共にこのゴム製キャップ５から上記温度制御回路に接続して電源を供給するための先端に電源フラグ６を有する電源コード７を引き出している。
【００１６】
図２は上記主ヒータ２や補助ヒータR2等を備えた上記温度制御回路を示すもので、電源コード７から給電された電力は電源コード７側に接続した回路の接続子AC1 、AC2 における一方の接続子AC1 から主ヒータ２側の一方の接続子H1を通じて主ヒータ２に流れたのち、該主ヒータ２側の他方の接続子H2から電源コード７側の他方の接続子AC2 へと流れる回路10を有し、この回路10における主ヒータ２と電源コード７との他方の接続子H2、AC2 間にトライアックからなる半導体スイッチTC1 のT1、T2端子を接続していると共にこの半導体スイッチTC1 のT2端子側とゲート間に水感温リードスイッチからなる上記水温感知素子LS1 と抵抗R3とを有する回路10b を接続して水温制御回路10を構成している。
【００１７】
この水温制御回路10における上記半導体スイッチTC1 のT1端子側と上記主ヒータ２の接続子H1側との回路部間に第１抵抗器R1の回路11と、上記補助ヒータR2である第２抵抗器の回路12とを側路として接続している。この側路における第２抵抗器の回路12は、主ヒータ２の接続子H1側から半導体スイッチTC1 のT1端子側に向かって補助ヒータR2とサイリスタTy1 とを順次接続してなる。一方、第１抵抗器R1の回路11はこの第１抵抗器R1を主ヒータ２の接続子H1側に接続し、この第１抵抗器R1から第４ダイオードD4と発光ダイオードLED1とを直列に接続している第１側路部11a と、第１抵抗器R1から第１〜第３ダイオードD1、D2、D3と抵抗器R4とを直列に接続している第２側路部11b とから構成してあり、第１側路部11a の第４ダイオードと第２側路部11b の抵抗器R4、及び上記第２抵抗器R2の回路12におけるサイリスタTy1 のカソード側を上記水温制御回路10の半導体スイッチTC1 のT1端子側の回路部に接続している。
【００１８】
さらに、第１抵抗器R1の回路11における上記第２側路部11b の抵抗器R4と第１ダイオードD1との間の回路部を第２抵抗器の回路12におけるサイリスタTy1 のゲートに接続して第１抵抗器R1の回路11をサイリスタTy1 をトリガーする回路にしていると共に、この第２抵抗器からなる補助ヒータR2を上述したように、水温制御回路10における感温リードスイッチからなる上記水温感知素子LS1 の近傍位置、即ち、補助ヒータR2の発熱がこの水温感知素子LS1 によって感知し得る対向位置に配設している。
【００１９】
次に、上記構成を有する加熱装置の作用を述べる。主ヒータ２や補助ヒータR2等を内蔵している筒状本体１を水槽内に収容している水中に筒状本体１を投入すると共に電源プラグ６をコンセント（図示せず）に差し込むと、電源コード７に電力が給電されて電流が水温制御回路10における接続子AC1 から接続子H1、主ヒータ２、接続子H2、トライアックからなる半導体スイッチTC1 、接続子AC2 へと流れ、主ヒータ２が発熱して水を加熱すると共に加熱された水の温度は水温制御回路10中に設けている水温感知素子LS1 によって感知される。
【００２０】
水温感知素子LS1 として使用している感温リードスイッチは、所定の温度、例えば27℃になると開き、この温度よりも僅かに低く（例えば25℃）なると閉じるように構成されてあり、従って、水温が所定の温度に達すると、該感温リードスイッチが開いて水温制御回路10中のトライアックからなる半導体スイッチTC1 が導通しなくなって主ヒータ２への電力の供給が遮断され、水温が所定温度よりも僅かに低くなると、感温リードスイッチが閉じて半導体スイッチTC1 が導通し、主ヒータ２による水の加温が行われる。このように、感温リードスイッチの開閉の繰り返しによって水槽内の水が所定の温度に保持される。
【００２１】
一方、水温制御回路10の側路を構成している第１抵抗器R1の回路11において、通常温度（水温）下では、第１抵抗器R1から発光ダイオードLED1と第４ダイオードD4を順次接続してなる第１側路部11a における発光ダイオードLED1のアノードの電圧は、第４ダイオードD4の電圧(Vf)0.61Ｖと発光ダイオードLED1の電圧(Vf)1.8 Ｖの和であるから2.41Ｖであり、第２側路部11b における第３ダイオードD3のアノード電圧は、第１〜第３ダイオードD1〜D3と第２抵抗器R2の回路における半導体スイッチTC1 （トライアック）のゲートとカソード間との電圧の和、即ち、0.61×４＝2.44Ｖである。そして、これらの第１、第２側路部11a 、11b の発光ダイオードLED1と第３ダイオードD3のアノードとが共通で第１抵抗器R1に接続されている。
【００２２】
従って、主ヒータ２によって所定の水温に保持されている時には、第１抵抗器R1側の飽和電圧は、第１側路部11a の回路の方が第２側路部11b の回路側よりも低いから、電流は第１側路11a 側に流れて第２側路部11b の第１〜第３ダイオードD1〜D3側には流れなく、そのため、サイリスタTy1 は非導通となって補助ヒータR2は発熱することはない。
【００２３】
次に、水槽が水漏れや転倒、或いは、筒状本体１が誤って水槽外に出しておいた場合のように空気中での通電状態となった時には、水温制御回路10中の水温感知素子LS1 は閉じた状態を維持して主ヒータ２に電力が供給され、主ヒータ２が発熱を続けてこの主ヒータ２を内蔵している筒状本体１内が異常高温度に達することになる。
【００２４】
このように、筒状本体１内が異常高温度になると、筒状本体１に内蔵されている上記第１抵抗器R1の回路11もその温度の影響を受けて第１、第２側路11a 、11b における発光ダイオードLED1と第３ダイオードD3のアノードとの電圧が低下する。この場合、第１側路11a の発光ダイオードLED1のアノード側の電圧においては、発光ダイオードLED1と第４ダイオードD4との２個分に相当する電圧の変化があるが、第２側路11b の第３ダイオードD3のアノード側の電圧においては、第１〜第３ダイオードD1〜D3とサイリスタTy1 のゲート−カソード間との４個分に相当する電圧の変化が生じるから、第２側路11b の第３ダイオードD3側のアノード電圧は発光ダイオードLED1を通路とするアノード電圧よりも低くなる。
【００２５】
従って、電流は第２側路11b 側に流れてこの２側路11b の第１ダイオードD1から第２抵抗器R2の回路12中のサイリスタTy1 をトリガーして該サイリスタTy1 が導通し、補助ヒータR2に対する通電が開始される。この補助ヒータR2が抵抗器であり、気中での通電によって抵抗発熱して該補助ヒータR2に近接して配設されている上記感温リードスイッチからなる水温感知素子LS1 に伝熱し、この水温感知素子LS1 を所定温度、即ち、上述したように例えば27℃以上に保持する。そのため、水温感知素子LS1 は開いた状態を保持して水温制御回路10中のトライアックからなる半導体スイッチTC1 を非導通状態にし、主ヒータ２に対する通電を停止状態に維持する。
【００２６】
このように、気中において主ヒータ２が異常高温度になると、補助ヒータR2側に電流を流して該補助ヒータR2を発熱させ、この補助ヒータR2の近傍位置に設けている感温リードスイッチをその発熱温度により開いてトライアックを非導通状態にすることにより主ヒータ２に対する通電を停止状態に保持する。なお、補助ヒータR2の発熱温度は、感温リードスイッチを開放させるに必要な温度であればよく、従って、感温リードスイッチが開く温度よりも僅かに高い温度となるように設定されている。
【００２７】
また、この補助ヒータR2の抵抗発熱は、水温感知素子LS1 である上記感温リードスイッチを所定温度以上に保持して主ヒータ２への通電を停止するだけではなく、その発熱温度によって第１抵抗器R1の回路11における第２側路部11b の第１〜第３ダイオードD1〜D3をも加熱して所定温度に保ち、第３ダイオードD3のアノード電圧を第１側路部11a の発光ダイオードLED1のアノード電圧よりも低く保つことによって第１抵抗器R1から第１〜第３ダイオードD1〜D3、トライアックのゲート−カソードを通路にし、サイリスタTy1 を導通状態に保持して補助ヒータR2が抵抗発熱をし続け、電源が切られるまで自己保持をする役目も行っている。
【００２８】
そして、電源プラグ６をコンセントから抜き取る等により電源を切ると、その補助ヒータR2の抵抗発熱が停止して自己保持が解かれて元の状態となり、再び電源プラグ６をコンセントに差し込むと共に筒状本体１を水槽内に投入することによって上述したように、水温を所定温度にまで加熱、保持する加熱装置として使用するものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の水槽等の加熱装置によれば、主ヒータと、この主ヒータに電力の通電、遮断を行う半導体スイッチと、水温が所定温度に達した時に上記半導体スイッチを非導通にし且つ所定温度以下になると該半導体スイッチを導通させる水温感知素子とによって水温制御回路を構成し、この水温制御回路の上記水温感知素子の近傍位置に補助ヒータを配設して気中通電により異常温度となった時にこの補助ヒータを水温以上に発熱させ、この補助ヒータの加熱によって水温感知素子を作動させて上記半導体スイッチを非導通状態に保持すると共に、水温制御回路への電力の供給を停止させた時に元の状態に復帰させるように構成しているので、簡単な回路構成によって空焚き状態となった場合にはヒータへの通電を停止状態に保持することができ、従って、安全性を高めることができるものであり、その上、電源プラグをコンセントから抜く等の人為的動作によって簡単に再使用可能な状態に復帰させることができる。
【００３０】
上記加熱装置において、半導体スイッチと水温感知素子はそれぞれトライアックと感温リードスイッチからなり、トライアックのゲートに感温リードスイッチを接続しているので、水温を感知する感温リードスイッチの開閉によってトライアックを非導通と導通状態に切り換えて水温制御回路中の主ヒータにより水槽内等に収容されている水を所定の温度に加熱、保持することができる。
【００３１】
さらに、上記水温制御回路に第１抵抗器の回路と補助ヒータである第２抵抗器の回路とを側路として接続すると共に、この第２抵抗器の回路にサイリスタを設けてこのサイリスタのゲートに上記第１抵抗器の回路を接続し、第１抵抗器の回路を正常時にはサイリスタ側に対して非導通状態に、異常温度発生時には導通状態に保持するように構成しているので、水槽等の水中内での通常の使用状態では補助ヒータである第２抵抗器の回路側に電流を流すことはなく、水温を感知する上記感温リードスイッチによって水温制御回路中のトライアックを導通、非導通にしながら主ヒータによって所定の水温に加熱、保持することができる一方、加熱装置が空気中での通電によって空焚き状態になった場合には、サイリスタが導通して補助ヒータが発熱し、その発熱によって該補助ヒータに対して近接位置に設けている上記感温リードスイッチを水温以上に加熱して該感温リードスイッチを開放状態に保持することができ、従って、主ヒータに対する電力の供給をトライアックを介して遮断して主ヒータを切り、加熱装置を補助ヒータによる比較的低い温度に保持しておくことができる。
【００３２】
また、請求項２に係る発明によれば、上記第１抵抗器の回路を、第４ダイオードと発光ダイオードとを直列に接続し且つこの発光ダイオードのアノードを第１抵抗器に接続している第１側路部と、第１、第２、第３ダイオードとを直列に接続し且つこの第３ダイオードのアノードを第１抵抗器に接続している第２側路部とから構成し、この第２側路部の第１ダイオードを第２抵抗器の回路中のサイリスタのゲートに接続しているので、所定の水温下では第１側路部における発光ダイオードのアノード電圧、即ち、発光ダイオードと第４ダイオードとの電圧の和が第２側路部の上記第１〜第３ダイオードとサイリストのゲート及びカソードの電圧の和よりも低くなっており、従って、電流は第２側路部に流れることなく第１側路部を通じて水温制御回路に流れて補助ヒータである第２抵抗器を発熱しない状態に保持しておくことができる。
【００３３】
一方、空焚き状態の時には、主ヒータの異常高温度によって第１側路部側の一個の発光ダイオードの電圧の変化よりも第２側路部側の第１〜第３ダイオードの電圧の変化が大きくなって、この第２側路部の第３ダイオードのアノード電圧を第１側路部の発光ダイオードのアノード電圧よりも低下させることができ、従って、電流は第２側路部に流れてこの第２側路部の第１ダイオードが接続している上記第２抵抗器の回路中のサイリスタが導通し、補助ヒータである第２抵抗器を発熱させることができる。
【００３４】
この補助ヒータの発熱によって上述したように、該補助ヒータの近接位置に設けている水温制御回路中の上記感温リードスイッチが開き、半導体スイッチであるトライアックを非導通状態にして電源からの主ヒータへの通電を遮断させることができ、従って、安全性を高めることができる。さらに、補助ヒータが一旦、水温よりも僅かに高い温度まで上昇すると、この補助ヒータからの加熱によって上記感温リードスイッチを開放状態に保持すると共に上記第２側路部側の第１〜第３ダイオードも加熱されてその第３ダイオードのアノード電圧を低いままにしてサイリスタを導通状態に保持することができ、そのため、補助ヒータが発熱を続けて電源が切られるまで自己保持させることができ、再使用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱装置の簡略縦断側面図、
【図２】その回路図。
【符号の説明】
１筒状本体
２主ヒータ
６電源プラグ
７電源コード
10 水温制御回路
11 第１抵抗器の回路
12 第２抵抗器の回路
R1 第１抵抗器
R2 第２抵抗器（補助ヒータ）
LED1 発光ダイオード
Ty1 サイリスタ
TC1 半導体スイッチ（トライアック）
LS1 水温感知素子（感温リードスイッチ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a heating apparatus that is charged into a bucket or a water tank to heat the internal water to a predetermined temperature and maintain the water temperature.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an aquarium for appreciating tropical fish, a heating device for heating and maintaining the temperature in the aquarium at a constant temperature has been used. This heating device includes a heater that generates heat when energized, a switch element that supplies and cuts off power to the heater, a temperature detection sensor, and a temperature control circuit. When the temperature of water heated by the heater is below a set temperature, the heater When the water in the aquarium reaches the set temperature, the switch element cuts off the power supply and stops the power supply to the heater, and this is repeated until the water in the aquarium reaches the set temperature. The temperature of water is maintained at a predetermined temperature.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above heating device, such as water leakage or water tank overturning, or if the heater is out of the water tank by mistake, it will become empty and the heater will rise abnormally, causing a fire, etc. There is a risk of a very dangerous situation. For this reason, a temperature fuse is provided in the circuit, and when the temperature rises abnormally, the temperature fuse is blown to cut off the power, but once the temperature fuse blows, the structure of the heating device However, since the replacement cannot be performed, there is a problem that the entire apparatus must be discarded.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to maintain the energization of the heater in a stopped state when it is in an idle state with a simple circuit configuration, and It is an object of the present invention to provide a heating device such as a water tank that can be returned to an original state that can be reused by a reset operation such as removing a plug from an outlet.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heating apparatus such as a water tank according to the present invention includes a main heater, a semiconductor switch for energizing and shutting off the power to the main heater, and a water temperature of a predetermined temperature. A water temperature control circuit is constituted by a water temperature sensing element which makes the semiconductor switch non-conductive when the temperature reaches or exceeds a predetermined temperature, and makes the semiconductor switch conductive, and this water temperature control circuit includes a circuit of the first resistor and an auxiliary circuit. A second resistor circuit as a heater is connected as a side path, a thyristor is provided in the second resistor circuit, and the first resistor circuit is connected to the gate of the thyristor. When the circuit is normal, it is turned off from the thyristor side, and when an abnormal temperature occurs, the circuit is turned on so that the second resistor as the auxiliary heater generates heat above the water temperature. It is configured so as to return to the original state when together by operating the temperature sensitive device to hold the semiconductor switch in the open state, stopping the power supply to the water temperature control circuit by.
[0006]
In the heating device such as the water tank, the semiconductor switch and the water temperature sensing element are each composed of a triac and a temperature sensitive reed switch, and the temperature sensitive reed switch is connected to the gate of the triac.
[0007]
[Action]
When the heating device is put into water such as a bucket or a water tank and the water temperature control circuit is energized, the main heater generates heat and heats the water. When the water temperature reaches a predetermined temperature, the water temperature sensing element is opened, and the semiconductor switch is turned off to cut off the power supply to the main heater. When the water temperature is lowered, the water temperature sensing element is automatically closed again, the semiconductor switch is turned on, the main heater is heated, and the water temperature is raised to a predetermined temperature. In this way, the water temperature is kept at a predetermined temperature while supplying and shutting off the power to the main heater by opening and closing the water temperature sensing element.
[0008]
Next, when the water tank or bucket has fallen due to a water leak or an earthquake due to an earthquake, or when the heater has been blown out of the water tank by mistake, it is close to the water temperature sensing element. Power is supplied to the auxiliary heater consisting of the resistor, and the auxiliary heater generates heat up to a temperature slightly higher than the water temperature, and the water temperature sensing element is opened by that temperature, and the semiconductor switch is in a non-conductive state. Then, the power supply to the main heater is cut off and the heat generation of the main heater is held in a stopped state. This holding is released by removing the power plug that supplies power to the water temperature control circuit from the outlet, and at the same time returns to the original usable state.
[0009]
The semiconductor switch is a triac, and the water temperature sensing element is a temperature sensitive reed switch. The temperature sensing reed switch is connected to the gate of the triac, and the water temperature control circuit is automatically operated via the triac by opening and closing the temperature sensitive reed switch. It is configured to be in a conductive and non-conductive state.
[0010]
In addition, the auxiliary heater provided in the proximity of the temperature-sensitive reed switch provided in the water temperature control circuit is a resistor. When the temperature reaches a temperature higher than the water temperature, power is supplied to the resistor side to generate heat. The temperature sensitive reed switch is opened by the heat generation. Specifically, the circuit of the first resistor and the circuit of the second resistor forming the auxiliary heater are connected to the water temperature control circuit as a side path, and a thyristor is provided in the circuit of the second resistor. The first resistor circuit is connected to the gate of the thyristor so that the first resistor circuit is kept non-conductive with respect to the thyristor when it is normal and is kept conductive when an abnormal temperature occurs. .
[0011]
Furthermore, as described in claim 2, the circuit of the first resistor includes a first diode in which a fourth diode and a light emitting diode are connected in series, and an anode of the light emitting diode is connected to the first resistor. The second path portion is formed by connecting the side path portion and the first, second, and third diodes in series and connecting the anode of the third diode to the first resistor. Since the first diode in the side passage is connected to the gate of the thyristor in the circuit of the second resistor, the anode voltage of the light emitting diode in the first side passage, that is, the light emitting diode The sum of the voltage with the diode is lower than the sum of the voltages of the first to third diodes of the second side section and the gate and cathode of the thyristor, so that current flows through the second side section. Water temperature through the first side road Flows in the control circuit, the second resistor is an auxiliary heater does not generate heat.
[0012]
On the other hand, during the idling state, the voltage of the first to third diodes on the second side path side changes more than the change of the voltage of one light emitting diode on the first side path side due to the abnormally high temperature of the main heater. As a result, the anode voltage of the third diode in the second side section becomes lower than the anode voltage of the light emitting diode in the first side section, and therefore, current flows to the second side section and this second side. The thyristor in the circuit of the second resistor connected to the first diode of the path portion conducts, and the second resistor as an auxiliary heater generates heat.
[0013]
Due to the heat generated by the auxiliary heater, the temperature-sensitive reed switch in the water temperature control circuit provided near the auxiliary heater is opened, and the triac, which is a semiconductor switch, is turned off to stop energization of the main heater from the power supply. Let Furthermore, once the auxiliary heater rises to a temperature slightly higher than the water temperature, the temperature-sensitive reed switch is held open by the heating from the auxiliary heater, and the first to third on the second side road portion side. The diode is also heated to keep the third diode's anode voltage low, rendering the thyristor conductive, and thus the auxiliary heater continues to generate heat and holds itself until it is turned off. Then, the self-holding is canceled by performing a resetting operation such as re-inserting the power supply plug of the heating apparatus from the power outlet, and the original use state is restored.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is charged into a bucket or a water tank (hereinafter referred to as a water tank) to heat the water contained in the water tank to a predetermined temperature. A heating device is shown, and a main heater 2 made of nichrome wire is disposed in one half of a cylindrical main body 1 made of a ceramic tube, and a temperature-sensitive lead is placed in the other half of the cylindrical main body 1. There is provided a printed circuit board 3 constituting a temperature control circuit comprising a water temperature sensing element LS1 comprising a switch and an auxiliary heater R2 comprising a resistor disposed at a position close to the water temperature sensing element LS1. The main heater 2 is connected to the temperature control circuit via crimp connectors H1 and H2. The position where the auxiliary heater R2 is brought close to the water temperature sensing element LS1 is a position where the water temperature sensing element LS1 can sense the heat generated by the auxiliary heater R2. In addition, the capacity of the auxiliary heater R2 is 30 to 50 ° C. compared to 300 ° C. or higher in the main heater 2 in the air. In terms of power, the auxiliary heater R 2 is 100 to 300 W in power 1-2W.
[0015]
Further, one half of the cylindrical main body 1, that is, the main heater 2 is filled with magnesia sand and one end thereof is waterproofed with silicon, and the rubber cap 4 is attached to the outer peripheral surface of one end of the cylindrical main body 1. The cylindrical main body 1 is protected in a water-tight state by being attached to the other, while the other half of the cylindrical main body 1 is filled with silicon to maintain the electrical insulation of the printed circuit board 3 of the temperature control circuit. Further, a rubber cap 5 is attached to the other end of the cylindrical main body 1 to protect the inside in a watertight state, and the rubber cap 5 is connected to the temperature control circuit to supply power. A power cord 7 having a power flag 6 is pulled out at the leading end.
[0016]
FIG. 2 shows the temperature control circuit including the main heater 2 and the auxiliary heater R2, and the like. The power supplied from the power cord 7 is one of the connectors AC1 and AC2 of the circuit connected to the power cord 7 side. A circuit 10 flows from the connector AC1 to the main heater 2 through one connector H1 on the main heater 2 side, and then flows from the other connector H2 on the main heater 2 side to the other connector AC2 on the power cord 7 side The T1 and T2 terminals of the semiconductor switch TC1 made of a triac are connected between the other connectors H2 and AC2 of the main heater 2 and the power cord 7 in this circuit 10, and the T2 terminal of the semiconductor switch TC1 The water temperature control circuit 10 is configured by connecting the circuit 10b having the water temperature sensing element LS1 and the resistor R3, each composed of a water temperature sensing reed switch, between the side and the gate.
[0017]
In the water temperature control circuit 10, the circuit 11 between the T1 terminal of the semiconductor switch TC1 and the connector H1 side of the main heater 2 is connected between the circuit 11 of the first resistor R1 and the second resistor which is the auxiliary heater R2. The circuit 12 is connected as a side path. The circuit 12 of the second resistor in this side path is formed by sequentially connecting the auxiliary heater R2 and the thyristor Ty1 from the connector H1 side of the main heater 2 toward the T1 terminal side of the semiconductor switch TC1. On the other hand, the circuit 11 of the first resistor R1 connects the first resistor R1 to the connector H1 side of the main heater 2, and connects the fourth diode D4 and the light emitting diode LED1 in series from the first resistor R1. The first side path portion 11a, and the second side path portion 11b connecting the first to third diodes D1, D2, D3 and the resistor R4 in series from the first resistor R1. The fourth diode of the first side path portion 11a, the resistor R4 of the second side path portion 11b, and the cathode side of the thyristor Ty1 in the circuit 12 of the second resistor R2 are connected to the semiconductor switch of the water temperature control circuit 10. It is connected to the circuit part on the T1 terminal side of TC1.
[0018]
Further, the circuit section between the resistor R4 of the second side section 11b and the first diode D1 in the circuit 11 of the first resistor R1 is connected to the gate of the thyristor Ty1 in the circuit 12 of the second resistor. The circuit 11 of the first resistor R1 is a circuit that triggers the thyristor Ty1, and the auxiliary heater R2 comprising the second resistor is the water temperature sensing circuit comprising the temperature sensitive reed switch in the water temperature control circuit 10 as described above. It is disposed in the vicinity of the element LS1, that is, in the opposite position where the heat generated by the auxiliary heater R2 can be detected by the water temperature sensing element LS1.
[0019]
Next, the operation of the heating apparatus having the above configuration will be described. When the cylindrical main body 1 containing the main heater 2 and the auxiliary heater R2 etc. is housed in the water tank and the power plug 6 is inserted into an outlet (not shown), Power is supplied to the cord 7 and current flows from the connector AC1 to the connector H1, main heater 2, connector H2, triac semiconductor switch TC1 and connector AC2 in the water temperature control circuit 10, and the main heater 2 generates heat. The water is heated and the temperature of the heated water is detected by a water temperature sensing element LS1 provided in the water temperature control circuit 10.
[0020]
The temperature sensitive reed switch used as the water temperature sensing element LS1 is configured to open at a predetermined temperature, for example, 27 ° C., and to close when the temperature is slightly lower (for example, 25 ° C.). When the temperature reaches a predetermined temperature, the temperature sensitive reed switch is opened and the semiconductor switch TC1 composed of the triac in the water temperature control circuit 10 becomes non-conductive, the power supply to the main heater 2 is cut off, and the water temperature exceeds the predetermined temperature. When the temperature is slightly lower, the temperature sensitive reed switch is closed and the semiconductor switch TC1 is turned on, so that the water is heated by the main heater 2. In this manner, the water in the water tank is maintained at a predetermined temperature by repeatedly opening and closing the temperature-sensitive reed switch.
[0021]
On the other hand, in the circuit 11 of the first resistor R1 constituting the side path of the water temperature control circuit 10, the light emitting diode LED1 and the fourth diode D4 are sequentially connected from the first resistor R1 under normal temperature (water temperature). The anode voltage of the light emitting diode LED1 in the first side section 11a is 2.41V because it is the sum of the voltage (Vf) 0.61V of the fourth diode D4 and the voltage (Vf) 1.8V of the light emitting diode LED1. The anode voltage of the third diode D3 in the second side section 11b is the sum of the voltages between the gate and cathode of the semiconductor switch TC1 (triac) in the circuit of the first to third diodes D1 to D3 and the second resistor R2. That is, 0.61 × 4 = 2.44V. The light emitting diode LED1 and the anode of the third diode D3 of the first and second side portions 11a and 11b are connected in common to the first resistor R1.
[0022]
Accordingly, when the main heater 2 holds the predetermined water temperature, the saturation voltage on the first resistor R1 side is lower in the circuit of the first side path portion 11a than in the circuit side of the second side path portion 11b. Therefore, the current flows to the first side passage 11a side and does not flow to the first to third diodes D1 to D3 side of the second side passage portion 11b. Therefore, the thyristor Ty1 becomes non-conductive and the auxiliary heater R2 generates heat. Never do.
[0023]
Next, when the water tank leaks or falls, or when the tubular body 1 is accidentally put out of the water tank, the water temperature sensing element in the water temperature control circuit 10 is turned on in the air. LS1 is kept closed and power is supplied to the main heater 2. The main heater 2 continues to generate heat and the inside of the cylindrical main body 1 containing the main heater 2 reaches an abnormally high temperature.
[0024]
As described above, when the temperature inside the cylindrical main body 1 becomes abnormally high, the circuit 11 of the first resistor R1 incorporated in the cylindrical main body 1 is also affected by the temperature and the first and second side paths 11a. , 11b, the voltage between the light emitting diode LED1 and the anode of the third diode D3 decreases. In this case, in the voltage on the anode side of the light emitting diode LED1 of the first side path 11a, there is a change in voltage corresponding to two of the light emitting diode LED1 and the fourth diode D4, but the voltage of the second side path 11b Since the voltage on the anode side of the three diodes D3 corresponds to four voltage changes between the first to third diodes D1 to D3 and between the gate and the cathode of the thyristor Ty1, the second side path 11b has a second voltage change. The anode voltage on the side of the three diodes D3 is lower than the anode voltage using the light emitting diode LED1 as a path.
[0025]
Therefore, the current flows to the second side path 11b side, triggers the thyristor Ty1 in the circuit 12 of the second resistor R2 from the first diode D1 of the second side path 11b, and the thyristor Ty1 becomes conductive, and the auxiliary heater R2 Is energized. The auxiliary heater R2 is a resistor, which generates heat by energization in the air and transfers heat to the water temperature sensing element LS1 including the temperature-sensitive reed switch disposed in the vicinity of the auxiliary heater R2. The sensing element LS1 is kept at a predetermined temperature, that is, for example, 27 ° C. or more as described above. Therefore, the water temperature sensing element LS1 is kept open, the semiconductor switch TC1 comprising the triac in the water temperature control circuit 10 is turned off, and the energization of the main heater 2 is maintained in the stopped state.
[0026]
Thus, when the main heater 2 becomes abnormally high in the air, a current is passed through the auxiliary heater R2 to generate heat, and the temperature-sensitive reed switch provided near the auxiliary heater R2 is turned on. The energization to the main heater 2 is held in a stopped state by opening the TRIAC according to the heat generation temperature to make the TRIAC nonconductive. It should be noted that the heat generation temperature of the auxiliary heater R2 may be a temperature required to open the temperature-sensitive reed switch, and is therefore set to be slightly higher than the temperature at which the temperature-sensitive reed switch opens.
[0027]
The resistance heating of the auxiliary heater R2 is not only to stop the energization of the main heater 2 by holding the temperature sensitive reed switch, which is the water temperature sensing element LS1, at a predetermined temperature or higher, but also to generate a first resistance depending on the heating temperature. The first to third diodes D1 to D3 of the second side section 11b in the circuit 11 of the device R1 are also heated to maintain a predetermined temperature, and the anode voltage of the third diode D3 is set to the light emitting diode LED1 of the first side section 11a. By keeping the voltage lower than the anode voltage, the first to third diodes D1 to D3 and the triac gate-cathode are routed from the first resistor R1, the thyristor Ty1 is kept conductive, and the auxiliary heater R2 generates heat. It continues to do the role of self-holding until the power is turned off.
[0028]
When the power is turned off, for example, by removing the power plug 6 from the outlet, the resistance heating of the auxiliary heater R2 stops, the self-holding is released, and the original state is restored. As described above, by putting 1 in the water tank, the water temperature is used as a heating device that heats and maintains the water temperature to a predetermined temperature.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating device such as the water tank of the present invention, the main heater, the semiconductor switch for energizing and shutting off the power to the main heater, and the semiconductor switch being made non-conductive when the water temperature reaches a predetermined temperature. A water temperature control circuit is constituted by a water temperature sensing element that conducts the semiconductor switch when the temperature is lower than a predetermined temperature, and an auxiliary heater is disposed in the vicinity of the water temperature sensing element of the water temperature control circuit to cause abnormal temperature by energizing in the air. When this happens, the auxiliary heater generates heat above the water temperature, and the auxiliary heater is heated to activate the water temperature sensing element to keep the semiconductor switch in a non-conducting state and to stop supplying power to the water temperature control circuit. It is configured to return to the original state when the heater is turned on. It can, therefore, which can increase the safety and, moreover, it is possible to return the power plug easily reusable state by the artificial operation such as pulling from the outlet.
[0030]
In the above heating device, the semiconductor switch and the water temperature sensing element are each composed of a triac and a temperature sensitive reed switch, and the temperature sensitive reed switch is connected to the gate of the triac, so the triac can be opened and closed by opening and closing the temperature sensitive reed switch that senses the water temperature. The water stored in the water tank or the like can be heated and maintained at a predetermined temperature by the main heater in the water temperature control circuit by switching between the non-conductive state and the conductive state.
[0031]
Further, a circuit of the first resistor and a circuit of the second resistor as an auxiliary heater are connected to the water temperature control circuit as a side path, and a thyristor is provided in the circuit of the second resistor, and the gate of the thyristor is provided. Since the circuit of the first resistor is connected, and the circuit of the first resistor is configured to be kept in a non-conductive state with respect to the thyristor side during normal operation and in a conductive state when an abnormal temperature occurs, Under normal use conditions in water, no current flows through the second resistor circuit, which is an auxiliary heater, and the triac in the water temperature control circuit is turned on and off by the temperature-sensitive reed switch that senses the water temperature. While the main heater can be heated and maintained at a predetermined water temperature, the thyristor is turned on and the auxiliary heater is activated when the heating device is in an empty state due to energization in the air. The heat sensitive reed switch provided at a position close to the auxiliary heater due to the heat generation can be heated above the water temperature to keep the temperature sensitive reed switch open. Can be cut off via a triac to turn off the main heater and keep the heating device at a relatively low temperature by the auxiliary heater.
[0032]
According to a second aspect of the present invention, the first resistor circuit includes a fourth diode and a light emitting diode connected in series, and an anode of the light emitting diode connected to the first resistor. A first side passage and a second side passage connected in series with the first, second and third diodes and the anode of the third diode connected to the first resistor. Since the first diode of the two side path is connected to the gate of the thyristor in the circuit of the second resistor, the anode voltage of the light emitting diode in the first side path, that is, the light emitting diode and the second diode, under a predetermined water temperature. The sum of the voltages with the four diodes is lower than the sum of the voltages of the first to third diodes of the second side section and the gate and cathode of the thyristor, so that current flows through the second side section. Water temperature through the first side road without It can be held in a state in which no heat a second resistor which is an auxiliary heater flows to the control circuit.
[0033]
On the other hand, during the idling state, the voltage of the first to third diodes on the second side path side changes more than the change of the voltage of one light emitting diode on the first side path side due to the abnormally high temperature of the main heater. The anode voltage of the third diode of the second side path can be made lower than the anode voltage of the light emitting diode of the first side path, so that the current flows to the second side section. The thyristor in the circuit of the second resistor to which the first diode of the second side path is connected conducts, and the second resistor, which is an auxiliary heater, can generate heat.
[0034]
As described above due to the heat generated by the auxiliary heater, the temperature-sensitive reed switch in the water temperature control circuit provided in the vicinity of the auxiliary heater is opened, the semiconductor switch TRIAC is turned off, and the main heater from the power source is turned on. It is possible to cut off the energization of the battery, and thus to improve safety. Furthermore, once the auxiliary heater rises to a temperature slightly higher than the water temperature, the temperature-sensitive reed switch is held open by the heating from the auxiliary heater, and the first to third on the second side road portion side. The diode can also be heated to keep the thyristor conductive while keeping the anode voltage of the third diode low, so that the auxiliary heater can continue to generate heat and be self-held until it is turned off. Can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified longitudinal side view of a heating device,
FIG. 2 is a circuit diagram thereof.
[Explanation of symbols]
1 Tubular body 2 Main heater 6 Power plug 7 Power cord
10 Water temperature control circuit
11 Circuit of first resistor
12 Second resistor circuit
R1 1st resistor
R2 2nd resistor (auxiliary heater)
LED1 light emitting diode
Ty1 Thyristor
TC1 Semiconductor switch (Triac)
LS1 Water temperature sensing element (temperature sensitive reed switch)

Claims

A main heater, a semiconductor switch for energizing and shutting off the power to the main heater, and a water temperature sensing that turns off the semiconductor switch when the water temperature reaches a predetermined temperature and turns the semiconductor switch into a conductive state when the water temperature falls below a predetermined temperature. A water temperature control circuit is constituted by the elements, and the circuit of the first resistor and the circuit of the second resistor as the auxiliary heater are connected to the water temperature control circuit as a side path, and a thyristor is connected to the circuit of the second resistor. The circuit of the first resistor is connected to the gate of the thyristor, and the first resistor circuit is made non-conductive with respect to the thyristor side when it is normal, and is made conductive when an abnormal temperature occurs and the auxiliary resistor is made non-conductive. The second resistor, which is a heater, generates heat above the water temperature, and the water temperature sensing element is activated by heating the second resistor to hold the semiconductor switch in an open state. Heating apparatus of the tank or the like, characterized by being configured so as to return to the original state when the supply of electric power is stopped to the control circuit.

The circuit of the first resistor includes a first side portion in which a fourth diode and a light emitting diode are connected in series and an anode of the light emitting diode is connected to the first resistor, and first, second, and third A second side path connecting the diode in series and the anode of the third diode to the first resistor, the first diode of the second side path being in the circuit of the second resistor The heating device for a water tank or the like according to claim 1, wherein the heating device is connected to a gate of the thyristor.