JP2019209338A - 加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】炉内において加熱されたワークの温度を正確に取得することのできる加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法を提供する。【解決手段】熱交換器Wの外面に設けられ、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部80と、非接触式の温度計71−1〜nと、を備え、温度計71−1〜nによって低反射部80の温度を計測することで熱交換器Wの温度を取得する。これにより、電熱ヒータ41からの熱放射によって放出された電磁波の反射の影響を小さくした状態で熱交換器Wの温度を取得することができるので、取得した熱交換器Wの温度に基づいて電熱ヒータ41の出力もしくは駆動ローラの回転数を制御することによって熱交換器Wを確実に目標の温度に加熱することが可能なり、熱交換器Wの金属部品同士の接合不良を抑制することが可能となる。【選択図】図2
Description
本発明は、例えば、アルミニウム等からなる複数の金属部品を互いにろう付けで接合する際に用いられる加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法に関するものである。
従来、この種の加熱炉では、炉内を加熱するためのヒータと、炉内の温度を検出するための温度センサと、を備え、温度センサの検出温度に基づいてヒータの出力を制御することで、炉内の温度を設定温度とするものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
前記加熱炉では、ヒータによって炉内に位置するワークを加熱する際に、炉内の温度を設定温度まで加熱したとしても、炉内に位置するワークの温度が目的の温度に加熱されているか否かを判定することができない。このため、前記加熱炉では、ワークの温度が目的の温度に加熱できていない可能性がある。ワークが目的の温度まで加熱されない場合には、ろう付けによって複数の金属部品を互いに接続する場合に、接合不良が生じ得る。
本発明の目的とするところは、炉内において加熱されたワークの温度を正確に取得することのできる加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法を提供することにある。
本発明の加熱炉は、前記目的を達成するために、炉内に位置するワークを加熱するヒータを備えた加熱炉であって、ワークの外面に設けられ、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部と、非接触式の温度計と、温度計によって低反射部の温度を計測することでワークの温度を取得するワーク温度取得手段と、を備えている。
また、本発明の加熱炉内におけるワーク温度取得方法は、前記目的を達成するために、ヒータによって加熱されたワークの温度を取得する加熱炉内におけるワーク温度取得方法であって、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部をワークの外面に設け、非接触式の温度計によって低反射部の温度を計測することでワークの温度を取得する。
これにより、温度計によってワークの温度を取得する際に、ヒータからの熱放射によって放出された電磁波の反射の影響を小さくした状態でワークの温度が取得される。
本発明によれば、ヒータからの熱放射によって放出された電磁波の反射の影響を小さくした状態でワークの温度を取得することができるので、取得されたワークの温度に基づいてヒータの出力を制御することによってワークを確実に目標の温度に加熱することが可能となり、ワークの金属部品同士の接合不良を抑制することが可能となる。
図1乃至図4は、本発明の一実施形態を示すものである。
本発明の加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法が適用されるろう付け装置1は、車両用空気調和装置のエバポレータとして使用されるワークとしての熱交換器Wをろう付けするためのものである。熱交換器Wは、アルミニウム合金製の複数の部品を互いにろう付け接合することによって形成される。
このろう付け装置1は、図1に示すように、熱交換器Wを搬送するための搬送装置10と、搬送装置10の搬送方向における上流側から下流側に向かって順に、乾燥炉20と、前室30と、加熱炉40と、冷却室50と、後室60と、を有している。
搬送装置10は、例えば電動モータによって駆動する駆動ローラ11と、回転自在に設けられた従動ローラ12と、駆動ローラ11及び従動ローラ12に巻き掛けられたメッシュベルト13と、を有している。搬送装置10は、駆動ローラ11を駆動させて、駆動ローラ11及び従動ローラ12に巻き掛けられたメッシュベルト13を搬送方向に送ることで、メッシュベルト13上に載置された熱交換器Wを搬送方向に移動させる。
乾燥炉20は、炉内に電熱ヒータ21を有し、電熱ヒータ21によって炉内に位置する熱交換器Wを加熱することにより、熱交換器Wに塗布された加工油を蒸発させる。
前室30は、室内に窒素ガスが供給されており、室内の熱交換器Wが窒素ガス雰囲気中に位置している。
加熱炉40は、炉内に窒素ガスが供給されている。また、加熱炉40は、炉内に複数の電熱ヒータ41を有し、電熱ヒータ41によって炉内に位置する熱交換器Wを加熱してろう付けを行う。加熱炉40は、熱交換器Wの搬送方向に複数のゾーン1,2,…,n(以降、1〜nと記載する)に分割されており、搬送方向の上流側から下流側に向かって、例えば+400℃〜+600℃の範囲内で徐々に炉内の温度が高くなるように、それぞれのゾーン1〜nにおける電熱ヒータ41−1,41−2,…,41−n(以降、41−1〜nと記載する)の出力が調整される。
また、加熱炉40のそれぞれのゾーン1〜nの出口側には、図2に示すように、加熱炉40のゾーンとゾーンとを連結する連結部40aが形成されている。連結部40aの上面には、炉内において搬送装置10によって搬送される熱交換器Wに設けられた後述する低反射部の温度を炉外から検出するための窓40bが設けられている。
連結部40aにおける熱交換器Wの搬送方向の両側には、加熱炉40内における熱放射によって加熱炉40から連結部40aに到達する電磁波を遮断する遮断壁40cが設けられている。遮断壁40cは、加熱炉40のゾーン1〜n側と連結部40a側とを仕切るように設けられ、搬送装置10によって搬送される熱交換器Wが通過可能な開口40c1を有している。
また、遮断壁40cの連結部40a側の面には、後述する温度計によって熱交換器Wの温度を検出する際に、遮断壁40cからの熱放射の影響を抑制するための壁面冷却部40dが設けられている。壁面冷却部40dは、遮断壁40cの壁面に沿って形成された冷却水流路に冷却水を流通させることで遮断壁40cの壁面を冷却するものである。
冷却室50は、炉内に窒素ガスが供給されており、室内に充満した窒素ガス雰囲気中においてろう付けされた熱交換器Wを冷却する。
後室60には、冷却室50において冷却され、ろう付けが完了した熱交換器Wが搬送される。
また、ろう付け装置1は、図3に示すように、電熱ヒータ41の出力を制御するためのコントローラ70を備えている。
コントローラ70は、CPU、ROM,RAMを有している。コントローラ70は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、CPUが、入力信号に基づいてROMに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をRAMに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
コントローラ70の入力側には、加熱炉40において搬送装置10によって搬送される熱交換器Wの温度を窓40bを介して炉外から計測するための非接触式の複数の温度計71−1,71−2,…,71−n(以降、71−1〜nと記載する)が接続されている。また、コントローラ70の出力側には、複数の電熱ヒータ41−1〜nが接続されている。
複数の温度計71−1〜nは、互いに異なる二つの測定波長のそれぞれの輝度を比較することによって温度を計測する二色式の放射温度計が用いられる。複数の温度計71−1〜nは、図2に示すように、窓40bの炉外側に取り付けられ、搬送装置10によって搬送される熱交換器Wの後述する低反射部の温度を上方から計測する。
熱交換器Wは、冷媒と熱交換する空気の流通方向に並ぶ一対の熱交換ユニット100を有している。熱交換ユニット100は、図4に示すように、互いに間隔をおいて配置された一対のヘッダ101と、一対のヘッダ101の間を連結する複数の扁平チューブ102と、隣り合う扁平チューブ102の間に設けられたフィン103と、を有している。
一方の熱交換ユニット100の一方のヘッダ101には、熱交換器Wにおいて空気と熱交換する冷媒を流入させるための冷媒流入管101aが接続されている。また、他方の熱交換ユニット100の一方のヘッダ101には、熱交換器Wにおいて空気と熱交換した冷媒を流出させるための冷媒流出管101bが接続されている。
冷媒流入管101aの外周面には、電熱ヒータ41からの熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部80が設けられている。
低反射部80は、例えば、ドライエッチングによって表面に微細の凹凸が複数形成された反射防止構造を有し、入射光に対する反射光の反射率が所定の反射率以下となる。
以上のように構成されたろう付け装置1において、搬送装置10によって搬送される熱交換器Wは、乾燥炉20、前室30、加熱炉40、冷却室50、後室60、を順に通過することでろう付けが行われ、複数の構成部品が互いに接合されて一体に形成される。
ろう付け装置1によって熱交換器Wをろう付けする際に、コントローラ70は、複数の温度計71−1〜nによって計測された熱交換器Wの温度に基づいて電熱ヒータ41−1〜nの出力を調整する。
具体的に説明すると、コントローラ70は、各ゾーン1〜nを通過後の連結部40aにおいて、ワーク温度取得手段として、温度計71−1〜nによって熱交換器Wの低反射部80の温度を計測し、計測した結果に基づいて電熱ヒータ41−1〜nの出力もしくは駆動ローラ11の回転数を調整する。
熱交換器Wの温度は、温度計71−1〜nによって低反射部80の温度を計測することで、電熱ヒータ41からの熱放射によって放出された電磁波の反射の影響を小さくした状態で取得される。
また、熱交換器Wの温度は、遮断壁40cによって囲まれた連結部40aにおいて温度計71−1〜nによって計測されるので、加熱炉40の各ゾーン1〜nに設けられた電熱ヒータ41−1〜nからの熱放射の影響を小さくした状態で取得される。
このように、本実施形態の加熱炉によれば、熱交換器Wの外面に設けられ、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部80と、非接触式の温度計71−1〜nと、を備え、温度計71−1〜nによって低反射部80の温度を計測することで熱交換器Wの温度を取得する。
また、本実施形態のワーク温度取得方法によれば、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部80を熱交換器Wの外面に設け、非接触式の温度計71−1〜nによって低反射部80の温度を計測することで熱交換器Wの温度を取得する。
これにより、電熱ヒータ41からの熱放射によって放出された電磁波の反射の影響を小さくした状態で熱交換器Wの温度を取得することができるので、取得した熱交換器Wの温度に基づいて電熱ヒータ41の出力もしくは駆動ローラ11の回転数を制御することによって熱交換器Wを確実に目標の温度に加熱することが可能なり、熱交換器Wの金属部品同士の接合不良を抑制することが可能となる。
また、温度計71−1〜nは、二色式の放射温度計である。
これにより、ろう付けの際に生じるヒュームや、熱交換器Wに付着した加工油、フラックス等が加熱炉40内の空間に浮遊している状態においても、確実に熱交換器Wの温度を計測することが可能となる。
尚、前記実施形態では、加熱対象物であるワークとしての熱交換器Wをろう付けするための加熱炉40に本発明を適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、熱交換器W以外のろう付けを行う物品を加熱する加熱炉においても本発明を適用することが可能である。
また、前記実施形態では、ろう付けを行う加熱炉40に本発明を適用したものを示したが、ろう付け工程以外の加熱対象物を加熱する工程で用いられる加熱炉に本発明を適用してもよい。
また、前記実施形態では、二色式の放射温度計を温度計71として用いたものを示したが、非接触式の温度計であれば例えば単色式の放射温度計を用いてもよい。
また、前記実施形態では、表面に微細の凹凸が複数形成された反射防止構造を有する低反射部80を示したが、これに限られるものではない。例えば、あらゆる波長の電磁波を吸収する黒体または黒体に近い物質を熱交換器の外面に塗布することで低反射部を形成してもよい。
40…加熱炉、41…電熱ヒータ、70…コントローラ、71−1〜n…温度計、80…低反射部、W…熱交換器。
Claims (3)
- 炉内に位置するワークを加熱するヒータを備えた加熱炉であって、
ワークの外面に設けられ、熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部と、
非接触式の温度計と、
温度計によって低反射部の温度を計測することでワークの温度を取得するワーク温度取得手段と、を備えた
加熱炉。 - 温度計は、二色式の放射温度計である
請求項1に記載の加熱炉。 - ヒータによって加熱されたワークの温度を取得する加熱炉内におけるワーク温度取得方法であって、
熱放射によって放出される電磁波の反射率が所定の反射率以下の低反射部をワークの外面に設け、
非接触式の温度計によって低反射部の温度を計測することでワークの温度を取得する
加熱炉内におけるワーク温度取得方法。
Priority Applications (1)
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JP2018104697A JP2019209338A (ja) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 加熱炉及び加熱炉内におけるワーク温度取得方法 |
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