(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する熱源を該熱源の発熱温度に耐え得る耐熱性を有する電気絶縁性の耐熱性部材で被覆したヒータ本体部と、
前記ヒータ本体部の耐熱性部材に外嵌被着された放熱部材を含んでおり、
前記放熱部材は前記ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分に外嵌被着された管体部と、該管体部の外周面から該管体部と一体的に突設された複数の放熱フィンを有する放熱部材であり、
該放熱部材は前記ヒータ本体部の耐熱性部材より熱伝導率が大きい金属材料で形成されているとともに該放熱部材の複数の放熱フィンは前記耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積より大きい放熱面積を有していることを特徴とする観賞用水槽用の水中ヒータ。
【請求項２】
前記ヒータ本体部及び前記放熱部材は、前記ヒータ本体部の熱源に通電して発熱させた状態において前記放熱部材の放熱フィンの先端部分の表面温度が空気中で４５０℃以下を示すように形成されている請求項１記載の観賞用水槽用の水中ヒータ。
【請求項３】
前記放熱部材の放熱フィンは、前記管体部の長手方向中心線を横切る断面において該管体部から放射状に複数枚突出している請求項１又は２記載の観賞用水槽用の水中ヒータ。
【請求項４】
前記放熱フィンの枚数は５枚〜５０枚の範囲における枚数である請求項３記載の観賞用水槽用の水中ヒータ。
【請求項５】
前記放熱部材の複数の放熱フィンは、該複数の放熱フィン全体で前記ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積の１．７倍〜１７倍の範囲における放熱面積を有している請求項１から４のいずれか１記載の観賞用水槽用の水中ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞魚等の動物の飼育観賞、水中植物の栽培観賞などに用いられる観賞用水槽において、水槽水を温めるために、水中に配置して用いる水中ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の水中ヒータには様々なタイプのものがあるが、通電により発熱する熱源を該熱源の発熱温度に耐え得る耐熱性を有する電気絶縁性の耐熱性部材で被覆したことを基本とするものである。
【０００３】
このような水中ヒータは、温度検出手段で検出される水温が所定温度に向けられるように温度調節手段によりオン、オフ操作されるのが一般的である。
【０００４】
また、このような温度調節手段に加えて、ヒータが水中に浸かっていない状態や水槽内に所定量の水が無い状態でのヒータＯＮ状態（所謂空焚き状態）を防止するために、空焚き状態になるとヒータへの通電を停止する手段が採用されることもある。
【０００５】
例えば、ヒータが水中に浸かっていない状態ではヒータへ通電を許可しない手段、水槽内水位を検出して水位が所定水位より低下するとヒータへの通電を停止する手段、ヒータ温度が予め定めた温度に達すると溶断される通電回路中のヒューズ等である。
【０００６】
この種の水中ヒータは、例えば特開２０１０−８１８９６号公報、特開平８−２６６１８７号公報、特開平９−２８３２６７号公報等に記載されている。
【０００７】
一方、上記の様な空焚き状態になるとヒータへの通電を停止する手段に代えて、空焚き状態が発生した場合にヒータ本体に人、物等が直接触れることを防止するカバーをヒータに被せることも行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８１８９６号公報
【特許文献２】特開平８−２６６１８７号公報
【特許文献３】特開平９−２８３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、空焚き状態になるとヒータへの通電を停止する手段に代えて採用されることがある前記のヒータカバーは、コスト面等から合成樹脂製のものであり、実際には、空焚き状態ではヒータの熱で変形したり、一部溶融したりすることがあり得る。
【００１０】
そこで本発明は、観賞用水槽用の水中ヒータであって、ヒータが水中に浸かっていない状態や水槽内に所定量の水が無い状態等でのヒータＯＮ状態（所謂空焚き状態）においても、ヒータ表面温度を、従来のヒータの表面温度より低く保つことができ、それでいて該従来ヒータと同様に水槽水を温めるに支障がない、簡便な観賞用水槽用の水中ヒータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記課題を解決するため、
通電により発熱する熱源を該熱源の発熱温度に耐え得る耐熱性を有する電気絶縁性の耐熱性部材で被覆したヒータ本体部と、
前記ヒータ本体部の耐熱性部材に外嵌被着された放熱部材を含んでおり、
前記放熱部材は前記ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分に外嵌被着された管体部と、該管体部の外周面から該管体部と一体的に突設された複数の放熱フィンを有する放熱部材であり、
該放熱部材は前記ヒータ本体部の耐熱性部材より熱伝導率が大きい金属材料で形成されているとともに該放熱部材の複数の放熱フィンは前記耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積より大きい放熱面積を有している観賞用水槽用の水中ヒータを提供する。
【００１２】
本発明に係る水中ヒータは、従来であればそのまま水中に浸けて用いられていた部分に相当するヒータ本体部に放熱部材が外嵌被着された構造のものである。
【００１３】
この放熱部材の人や物或いは水中で飼育している動物等が触れる可能性がある外周部分（放熱フィンの先端部等）は、放熱部材がヒータ本体部の耐熱性部材より熱伝導率が大きい金属材料で形成されているのでヒータ本体部によって速やかに加熱され、放熱する。
【００１４】
しかし、ヒータ本体部から発せられる熱、さらに言えばヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分から発せられる熱は放熱部材各部へ分散される。そして放熱部材の複数の放熱フィンは該ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積より大きい放熱面積（ほぼ複数の放熱フィンの合計放熱面積）を有するものであるから、人や物或いは水中で飼育している動物等が触れる可能性がある放熱部材の外周部分（放熱フィンの先端部）は、ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分の外周面温度（表周面温度）より低い温度となる。
【００１５】
したがって、本発明に係る水中ヒータでは、それが水中に浸かっていない状態や水槽内に所定量の水が無い状態等でのヒータＯＮ状態（所謂空焚き状態）においても、ヒータ表面温度、すなわち放熱部材表面温度（特に、人や物等が触れる可能性のある放熱フィン先端部の温度）を本発明に係る水中ヒータのヒータ本体部相当の従来ヒータの表面温度より低温に維持することが可能である。
【００１６】
また、人や物或いは水中で飼育している動物等が触れる可能性がある放熱部材の外周部分（放熱フィンの先端部等）は、ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分の外周面温度（表周面温度）より低い温度に加熱されるが、放熱部材のそのような部分は、放熱部材がヒータ本体部の耐熱性部材より熱伝導率が大きい金属材料で形成されているのでヒータ本体部により速やかに加熱されることができ、さらに、放熱部材の複数の放熱フィンは前記耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積より大きい放熱面積を有しているから、本発明に係る水中ヒータは通常使用において、前記ヒータ本体部相当の従来ヒータと同様に水槽水を温めるに支障はない。
【００１７】
また、本発明に係る水中ヒータでは、従来のように空焚き状態になるとヒータへの通電を停止する手段を採用する場合にあり得る該手段の誤動作や、該手段に代えて合成樹脂製カバーを採用する場合にあり得る該カバーの熱変形、一部溶融などの恐れはない。
本発明に係る水中ヒータは、全体として使い勝手の良い簡便な水中ヒータである。
【００１８】
本発明に係る水中ヒータの放熱部材の放熱フィンは、様々な形態に設けることができるが、代表例として、該放熱部材の管体部の長手方向中心線を横切る断面において該管体部から放射状に複数枚突出している場合を挙げることができる。
【００１９】
このような放熱フィンを採用する場合、その枚数が多すぎると放熱部材の製作が困難になってくるとともにフィン間の水の流通性が悪化してくる。一方、放熱フィンの枚数が少なすぎると、人や物が放熱部材の前記ヒータ本体部に近い高温部に接触しやすくなり、また、放熱面積が少なくなりすぎ、空焚き状態においてヒータ表面温度、すなわち放熱部材表面温度（特に、人や物等が触れる可能性のある放熱フィン先端部の温度）をヒータ本体部表面温度より低い所望の温度に抑制すること困難になってくる。
【００２０】
このような観点から、前記放熱フィンの枚数は、本発明に係るヒータの出力をどの程度に設定するかや、加熱対象の水槽水の量等にもよるが、例えば、概ね５枚〜５０枚程度を挙げることができる。
【００２１】
また、前記放熱部材の複数の放熱フィンの合計放熱面積は、空焚き状態においてもヒータ表面温度、すなわち放熱部材表面温度（特に、人や物等が触れる可能性のある放熱フィン先端部の温度）をヒータ本体部表面温度より低い所望の温度に抑制維持するとともにヒータの通常使用において水槽水を温めるに支障がないようにする等の観点から、例えば、概ね、前記ヒータ本体部の耐熱性部材の放熱用部分の外周面の面積の１．７〜１７倍程度を挙げることができる。
【００２２】
採用するヒータ材料の点では、前記ヒータ本体部の熱源を被覆する耐熱性部材は、熱膨張率が低く、大きい温度差にさらされても破損し難い石英ガラス製やセラミック製のものを代表例として挙げることができる。
【００２３】
前記放熱部材については、アルミニウム製のものを代表例として挙げることができる。
なお、「アルミニウム製」と言う場合の「アルミニウム」には、本来のアルミニウムのほか、アルミニウム合金も含まれる。このような「アルミニウム」は熱伝導率が大きく、成形等により目的とする放熱部材を製作し易い利点がある。
【００２４】
前記通電により発熱する熱源としては、それとは限定されないが、一般的である通電により発熱するニクロム線を含むものを代表例として挙げることができる。
【００２５】
空焚き状態においてもヒータ表面温度、すなわち放熱部材表面温度（特に、人や物等が触れる可能性のある放熱フィン先端部の温度）をより安全のためにヒータ本体部表面温度より低く抑制維持するとともにヒータの通常使用において水槽水を温めるに支障がないようにする等の観点から、前記ヒータ本体部及び前記放熱部材は、前記ヒータ本体部の熱源に通電して発熱させた状態において前記放熱部材の放熱フィンの先端部分の表面温度が空気中で概ね４５０℃以下、より好ましくは４００℃以下を示すように形成されている場合を例示できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によると、観賞用水槽用の水中ヒータであって、ヒータが水中に浸かっていない状態や水槽内に所定量の水が無い状態等でのヒータＯＮ状態（所謂空焚き状態）においても、ヒータ表面温度を、従来のヒータの表面温度より低く保つことができ、それでいて該従来ヒータと同様に水槽水を温めるに支障がない、簡便な観賞用水槽用の水中ヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る観賞用水槽用の水中ヒータの正面図である。
【図２】図１の水中ヒータを、正面側から見て本体ヒータ部に重なる放熱部材の部分の図示を省略するとともに他の部分については断面で示す図である。
【図３】放熱部材の管体部の長手方向中心線（水中ヒータの中心線に同じ）を横切る断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図示の本発明に係る観賞用水槽用の水中ヒータＨは、ヒータ本体部１と、これに外嵌被着された放熱部材２を含むヒータである。
【００２９】
ヒータ本体部１は、熱源の例としてニクロム線からなる通電により発熱する発熱線１１を石英ガラス製或いはセラミック製の電気絶縁性の耐熱性管体（本例では断面円形の管体）１２の中心部に内蔵したものである。
【００３０】
ニクロム線１１は石英ガラス製或いはセラミック製の電気絶縁性の耐熱性小径芯管１０に周設されているとともに芯管１０の長手方向に沿って延在している。
【００３１】
芯管１０に周設されたニクロム線１１と耐熱性管体１２の間には芯管１０及びニクロム線１１の位置決めと、絶縁のために、電気絶縁性の、ニクロム線１１の発熱に耐え得る耐熱性粒子１３が充填されている。粒子１３は、それとは限定されないが本例ではシリカ粒子である。
【００３２】
耐熱性管体１２の図１、図２において左側端部には耐熱性のある電気絶縁性材（たとえば石綿）１４が充填されており、さらにその外側に管内への水侵入を防止するシール材１５１が充填されている。ニクロム線１１を周設した芯管１０の左端は電気絶縁性材１４に当接され、位置決めされている。
【００３３】
一方、耐熱性管体１２の図１、図２において右側端部では、芯管１０の右端部に耐熱性の端部材１０１（例えばシリコン系樹脂からなる耐熱性端部材１０１）が嵌められ、端部材１０１は同時に耐熱性管体１２にその内周面に接触するように嵌まっている。ニクロム線１１の両端部はこの端部材１０１に通されて図上右側へ出ている。
【００３４】
耐熱性管体１２の右側端部の端部材１０１より外側域に給電線１６が挿入されており、ニクロム線１１の両端部に圧接端子１６１ａ、１６１ｂで接続されている。圧接端子１６１ａ、１６１ｂの間には、電気絶縁性材（本例では雲母）１６０が配置されている。
【００３５】
また、管体１２の右側端部の端部材１０１より外側域には、前記左側のシール材１５１と同様のシール材１５２が管体１２への水侵入を防止するために充填されている。前記給電線１６の管体１２へ挿入された部分、ニクロム線１１の両端部、圧接端子１６１ａ、１６１ｂ及び電気絶縁性材１６０はシール材１５２に水密に囲繞されている。
【００３６】
次に放熱部材２について説明する。この放熱部材２はヒータ本体部１の長手方向中心線に直角な断面の形状が図３に示すものである。図３に示すように、放熱部材２は、ヒータ本体部１の耐熱性管体１２の放熱用部分１２１に外嵌被着された管体部２１と、管体部２１の外周面から該管体部と一体的に突設された複数の放熱フィン２２を有する放熱部材である。
【００３７】
放熱部材２の左端の左側において前記ヒータ本体部１の耐熱性管体１２の左端部に断熱性部材３１を介して左キャップ４１が被着されている。放熱部材２の右端の右側において耐熱性管体１２の右端部に断熱性部材３２を介して右キャップ４２が被着されている。給電線１６はこのキャップ４２を貫通している。放熱部材２は左右のキャップ４１、４２に挟まれ位置決めされている。
【００３８】
放熱部材２はヒータ本体部１の石英ガラス製或いはセラミック製の耐熱性管体１２より熱伝導率が大きい「アルミニウム合金」（本例ではアルミニウムを主体とし、これに少量のマグネシウム、シリコン及び鉄等を添加したアルミニウム合金）で全体が一体的に形成されており、複数の放熱フィン２２の合計放熱面積はヒータ本体部１の耐熱性管体１２の放熱用部分１２１の外周面の面積より大きい。
【００３９】
図面を参照しながら具体的に接明すると、それとは限定されないが、本例では、ヒータ本体部１の耐熱性管体１２の放熱用部分１２１のヒータ中心軸線方向の長さＬは１２４ｍｍであり、従って放熱部材２の同方向の長さも１２４ｍｍである。
【００４０】
また、ヒータ本体部１の耐熱性管体１２の外径ｄは、放熱用部分１２１も含めて、均一に１０ｍｍであり、放熱部材２の管体部２１の内径Ｄ１は１０．２ｍｍである。従って、放熱部材２はその管体部２１で耐熱性管体１２の外周面に殆ど接触するように外嵌被着されている。
【００４１】
また、放熱部材２の管体部２１の外径Ｄ２＝１２．２ｍｍである。
放熱部材２の放熱フィン２２は厚さｔ＝１ｍｍで、２４度の等中心角度間隔で１５枚形成されている。各放熱フィン２２の管体部２１表面からの高さｈ＝４．９ｍｍであり、従ってフィン２２の自由先端部２２１を連ねた円Ｃの径Ｄ３＝２２ｍｍである。
【００４２】
かくして、これら放熱フィン２２の合計表面積（約（４．９ｍｍ×２＋１ｍｍ）×１２４×１５枚＝２００８８ｍｍ２）はヒータ本体部の耐熱性管体１２の放熱用部１２１の外周面の面積（１２４ｍｍ×１０ｍｍ×π≒３８９３．６ｍｍ２）よりずっと大きく、本例では放熱用部１２１の外周面の面積の約５．２倍となっている。
【００４３】
それとは限定されないが、本例では、ヒータ本体部１のニクロム線１１の出力は、例えば、１００Ｖ〜２４０Ｖ、５ワット〜５００ワットの範囲で設計することができる。ニクロム線出力の選択により、このニクロム線発熱による耐熱性管体１２の放熱用部１２１の外周面温度は約５００℃に達することができる。そして、この耐熱性管体１２に外嵌被着された放熱部材２の放熱フィン２２の先端部２２１の温度を空気中で約４００℃以下にすることができる。
【００４４】
かくして、水中ヒータＨは、それが水中に浸かっていない状態や水槽内に所定量の水が無い状態等でのヒータＯＮ状態（所謂空焚き状態）においても、ヒータ表面温度、すなわち放熱部材２の表面温度（特に、人や物等が触れる可能性のある放熱フィン２２の先端部２２１の温度）をヒータ本体部１の表面温度より低温に抑制維持することができるとともにヒータＨの通常使用において水槽水を温めるに支障はない。
【００４５】
以上説明した水中ヒータＨにおける各部の寸法、放熱部材２の放熱フィン２２の枚数、放熱フィン２２の合計放熱面積、ヒータ本体部１の耐熱性管体１２の放熱用部分１２１の外周面積等は例であり、本発明に係る水中ヒータがそれらに限定されるものではない。
【００４６】
一般的に言えば、それとは限定されないが、放熱フィン２２の枚数については５枚〜５０枚程度を例示でき、放熱フィンの放熱面積については、複数の放熱フィン２２全体でヒータ本体部１の耐熱性管体１２の放熱用部分１２１の外周面の面積の１．７倍〜１７倍程度を例示できる。
【００４７】
また、ヒータ本体部１のニクロム線１１に通電して発熱させた状態における放熱部材２の放熱フィン２２の先端部分２２１の表面温度は、それとは限定されないが、空気中で概ね４００℃以下或いは４００℃を少し超えた温度、しかし５５０℃より低い温度（例えば４５０℃以下）を例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、観賞魚等の動物の飼育観賞、水中植物の栽培観賞などに用いられる観賞用水槽において、水槽水を温めるために、水中に配置して用いる水中ヒータであって、安全で簡便な水中ヒータを提供することに利用できる。
【符号の説明】
【００４９】
Ｈ  観賞用水槽用の水中ヒータ
１  ヒータ本体部
１０  芯管
１１  発熱線
１２  電気絶縁性の耐熱性管体
１２１  放熱用部分
１３  耐熱性粒子
１４  電気絶縁性材
１５１、１５２  シール材
１０１  端部材
１６  給電線
１６ａ、１６ｂ  圧接端子
１６０  電気絶縁性材
２  放熱部材
２１  管体部
２２  放熱フィン
２２１  放熱フィン先端部
【図１】
0005350450.tif 000002
【図２】
0005350450.tif 000003
【図３】
0005350450.tif 000004