JP2958431B2

JP2958431B2 - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2958431B2
Application number: JP23650390A
Authority: JP
Inventors: 総一郎宮崎; 雅志金子; 優野中; 丈夫加藤; 篤中塚
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd; Nihon Shinku Gijutsu KK
Current assignee: Ulvac Inc; T Rad Co Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH04121585A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は主として、アルミニウム製熱交換器製造のた
めのろう付けに最適な真空熱処理装置に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

アルミニウム製熱交換器は並列された多数のチューブ
の両端を夫々チューブプレートの貫通孔に挿通すると共
に、各チューブ間にフィンを介装して組み立てる。この
とき、互いに接合される少なくとも一方の部品は、その
外表面にろう材が被覆されたものを用いる。そして、チ
ューブ両端を拡開し、チューブプレートの孔にチューブ
端部を圧着させ、熱交換器コアの組み立て体を形成す
る。夫々多数のこのようなコアをキャリアに収納し、ト
ンネル状に並列された真空炉で各種熱処理をし、全体を
一体的にろう付け固定するものである。このろう付けの
際に用いる真空炉は一例として、第11図の如く構成され
ていた。即ち、ワークである複数の熱交換器コアを収納
したキャリア３が図示しないコンベアにより準備室10に
搬送される。そして、準備室10の仕切り扉8aを開放し、
キャリア３を準備室10に入れる。次いで、仕切り扉8aを
閉塞して、準備室10内の熱交換器コア16を一定温度まで
加熱する。このとき準備室10内は真空ポンプにより真空
引きされる。

次に、準備室10に隣接するろう付け室17との間に設け
られた入口扉１を開放し、準備室10内のキャリア３をろ
う付け室17に移動する。この移動には真空炉上方に設け
られたオーバーヘッドコンベア等が用いられる。キャリ
ア３がろう付け室17内に収納されると、準備室10の上流
側の入口扉１が閉塞される。そして、ろう付け室17内の
熱交換器コアがろう材の溶融温度まで加熱される。次
に、ろう付け室17と取出室11との間に設けられた出口扉
２を開放し、ろう付け室17内のキャリア３を取出室11に
移動させ、次いで、出口扉２を閉塞する。この取出室11
内で夫々の熱交換器コアが冷却される。このとき、ろう
付け室17に新たなキャリア３が収納される。そして、取
出室11の熱交換器コアが一定温度まで冷却すると取出室
11の下流側の仕切り扉8bが開放され、キャリア３が真空
炉の外部に取り出される。そして、熱交換器コアは冷却
用ファン12により冷却され、ろう付けを完了する。この
ような従来型熱処理装置は一つの室から他の室にキャリ
ア３が移動するサイクルタイム、即にタトク時間はろう
付け室17の加熱時間と各仕切り扉を通過する搬送時間の
２倍との和になる。即ち、各キャリア３を取り出し得る
サイクルタイムは最も時間を要するろう付け室17内の加
熱時間に基づいて決定される。

そこで、従来準備室10とろう付け室17との間に予熱室
を設け、その予熱室によっても熱交換器コア16を加熱
し、結果としてろう付け室17の加熱時間を短縮する方法
が試みられていた。これは、ろう付け室17を二室に増加
したことに等しい。それにより、タクトタイムを半分に
短縮することができる。このようにして加熱室を多数増
加すれば、サイクルタイムをさらに短くすることがで
き、短時間でより多くの熱交換器を生産することができ
る。

ところが、加熱室を多数に増加すると、次の欠点が生
ずる。

各室の間に仕切り扉を配置するため、各仕切り扉を含
め真空炉の全長が長くなり過ぎる。そして、炉長が一定
以上長くなると、炉は熱歪に耐えられなくなる。又、各
室毎に仕切り扉が必要となるため、構造が複雑となり、
真空炉のコストアップに繋がる。その結果、従来の炉で
タクトタイムを一定以上短くできない欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明は真空炉の室数を少なくして仕切り扉
の数を少なくすると共に、タクトタイムを短くすること
を目的とし、生産性のよい熱処理装置を提供するもので
ある。さらに、熱容量の異なる各種ワークを順次迅速に
熱処理できる装置を提供することを目的とする。それら
の目的の達成のために本熱処理装置は次の構成をとる。

即ち、搬送方向の一端及び他端に入口扉１及び出口扉
２が設けられた熱処理装置において、その長手方向に複
数のキャリア３が同時に収容できるように充分長く形成
された加熱室４を設ける。そして、入口扉１から出口扉
２に複数のキャリア３を同時に且つその平均速度が低速
度となるように搬送する低速搬送装置５を設ける。さら
に、入口部高速搬送装置６を設けそれにより、入口扉１
からキャリア３を加熱室４に移動させるとき、キャリア
３の後端が入口扉１から少なくとも前記キャリア３の搬
送方向長さの距離分を迅速に通過するように搬送するよ
うに構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の熱処理装置は第１図に示す如く、加熱室４の
全長が長くなっている。そして、夫々のキャリア３は加
熱室４内で低速で下流側に移動するように構成されてい
る。そして、最先端のキャリア３のみ順次外部に取り出
される。そのため、一つのキャリア３が加熱室４内に収
容されている合計時間は長くなると共に、本熱処理装置
から取り出されるサイクルタイムであるタクト時間が短
くなり、生産性が向上する。

さらに、本熱処理装置は入口部高速搬送装置６を第２
図に示す如く設け、比較的熱容量の小さな熱交換器を処
理する場合には準備室10から加熱室４内に移動されると
き、加熱室４内を一定長さ以上、入口部高速搬送装置６
で迅速に通過することにより加熱室４内に収納されてい
る加熱時間を比較的短くすることができる。又、熱容量
の大きな熱交換器を熱処理する場合には、前記入口部高
速搬送装置６を作動させることなく、加熱室４内でより
長い時間、加熱することができる。そして、熱容量の大
きな熱交換器の熱処理から、小さな熱容量の熱交換器に
段取り替えする場合に、それを迅速に行うことができ、
生産性を向上させ得る。

〔実施例〕

次に、図面に基づいて本発明の熱処理装置につき説明
する。

第１図は本装置の平面的略図であり、第２図はその内
部におけるキャリアの搬送手段を示す説明図ある。

この熱処理装置の特徴は加熱室４が細長く形成され、
内部に多数のキャリア３が直列に収納できるものであ
る。そして、この加熱室４の上流側に入口扉１を介して
準備室10が設けられ、下流側に出口扉２を介して取出室
11が設けられる。そして、加熱室４の中間には扉が存在
しない。準備室10、取出室11の端には夫々仕切り扉8a、
仕切り扉8bが設けられている。加熱室４の内壁には反射
板15及びヒータ14が加熱室４のほぼ全長に渡って設けら
ている。次に、加熱室４には多数のキャリア３を同時に
且つ極めて低速で移動させる低速搬送装置５が第２図に
示す如く設けられている。それと共に、入口扉１及び出
口扉２近傍に入口部高速搬送装置６及び出口部高速搬送
装置９が設けられている。これは、低速搬送装置５に比
較して高速で、少なくともキャリア３をその搬送方向長
さ分だけ搬送するものである。この実施例では一例とし
てキャリア３の長さ分だけ加熱室４内で高速に搬送す
る。第２図はこれを説明的に示したものであり、準備室
10から加熱室４に搬入されたキャリア３を直接低速搬送
装置５で搬送する場合と、まず入口部高速搬送装置６で
第１加熱ゾーンのみを搬送し、ついで第２加熱ゾーン以
降を低速搬送装置５により搬送できるように構成したも
のである。このような両搬送装置5,6の一例としては第1
2図〜第15図に示すようなラックアンドピニオン方式の
オーバーヘッドコンベアーが存在する。即ちハンガ本体
27を車輪18を介してレール21に案内させ、ハンガ本体27
の下面から突出させたフック20にキャリア３を着脱自在
に取り付ける。そしてハンガ本体27に第12図〜第13図に
示す如く一対のラック23を配置する。そして、このラッ
ク23に水平方向へ植設した多数のピン22に、ピニオン24
を系脱自在に歯合させる。このピニオン24は夫々変速機
内蔵のモータＭ（第15図）に連結され、それらにより準
備室10の高速搬送装置13及び加熱室４の低速搬送装置５
を構成する。なお、加熱室４の上流端に配置されたピニ
オン24には、ギアボックス26を介して入口部高速搬送装
置６及び低速搬送装置5aが連結され、ギアボックス26と
ピニオン24との間及び入口部高速搬送装置６との間に夫
々クラッチ25が設けられている。そして入口扉１を挟ん
で、ラックアンドピニオンからなる夫々の搬送装置が準
備室10と加熱室４とに設けられている。そして、入口扉
１を開放し、高速搬送装置13によってハンガ27を搬送
し、それが入口扉１を通過した後に、入口部高速搬送装
置６又は低速搬送装置5aにハンガ本体27が引き渡され
る。即ち、高速搬送装置13のピニオン24がハンガ本体27
のピン22から外れて搬送されなくなると同時に、高速搬
送装置６又は低速搬送装置5aのいずれか一方が連結され
たピニオン24にハンガ本体27の先端のピン22が歯合す
る。ついで、ハンガ本体27が送り出され下流側の低速搬
送装置５のピニオン24に引き渡される。そこで次に、こ
の実施例の動作に付き第３図〜第６図で説明すると次の
通りである。

本発明の熱処理装置の特徴とするところは、加熱室４
内で多数のキャリア３を低速搬送装置５（第12図の5aを
含む）により上流端から下流部まで搬送する場合と、上
流端において入口部高速搬送装置６で一定距離搬送させ
た後に、そのキャリア３を低速搬送装置５で搬送するこ
とができる場合と、の何れかを選択出来るように構成し
たものである。

第３図及び第４図はキャリア３に比較的熱容量の小さ
な熱交換器コアを収納し、熱処理を行う場合である。一
例として、準備室10内に収納されていたｅのキャリアを
入口扉１を開放し、入口部高速搬送装置６により加熱室
４内の上流側である第一加熱ゾーン1_stを迅速に通過
し、第二加熱ゾーン2_ndまで搬送する。そして、ｂ〜ｅ
の各キャリアを低速搬送装置５により搬送するものであ
る。なお、第３図の最先端まで低速で搬送されたキャリ
アａは出口部高速搬送装置９により第七加熱ゾーン7_th
を通過して直ちに取出室11内に収納される。そして、キ
ャリアｂ〜ｅが低速搬送装置５により同時に低速で下流
方向に搬送される。このようにして各キャリアは第六加
熱ゾーン6_thに達したとき、そのキャリアが直ちに出口
部高速搬送装置９により取出室11に収納される。従っ
て、各キャリアは第一〜第六加熱ゾーン2_nd〜6_thの間低
速で搬送され、加熱ゾーン1_st及び7_thの間は高速で搬送
される。加熱ゾーン7_thの間を高速で搬送する理由は、
比較的低温の出口扉２の影響を受けることを防止するも
のである。それにより、各キャリアの先端に配置された
熱交換器コア16と後端に配置された熱交換器コア16とで
熱履歴の異なることを防止し、均一でバラツキのない熱
交換器を製造するためである。なお、入口部高速搬送装
置６にも、同様に入口扉の影響を少なくする効果がある
ことはいうまでもない。特に準備室10内で熱交換器コア
が加熱される構造のもので、その効果が大きい。

次に、熱容量が比較的大きな熱交換器コアを製造する
には、第５図及び第６図に示す如く準備室10内に収納さ
れていたキャリアＦを加熱室４内の第一加熱ゾーン1_st
に移動させる。そしてその第一加熱ゾーン1_stから第六
加熱ゾーン6_thまですべて低速搬送装置５により搬送す
る。そうすることにより、各キャリアを加熱室４内でよ
り長い時間加熱させることができる。

熱容量の小さな熱交換器を加熱するときの各キャリア
の先端に配置された熱交換器ｈと後端に配置された熱交
換器ｉはそれぞれ加熱室４内の各加熱ゾーン（1_st〜
6_th）において第８図に示すような温度曲線を描く。な
お、各加熱ゾーン1_st〜7_thにおける夫々の設定温度はT
_1a〜T_7aである。この第８図の温度曲線においてi₁−i₂,
h₁−h₂は夫々第１ゾーンを入口部高速搬送装置６により
迅速に通過したため熱交換器コアの温度上昇が極めてわ
ずかである。

仮に、比較的熱容量の小なる熱交換器コアをろう付け
する場合に、熱容量の大なるコアと同様、第５図及び第
６図に示すように第１加熱ゾーンから順次第６図加熱ゾ
ーン（1_st〜6_th）まで低速搬送装置５により、すべて低
速で搬送したとすると、熱容量の小さなコアは第９図一
点鎖線の如く温度上昇し、オーバーヒートしてしまう。
アルミニウム製熱交換器はろう材の溶融する温度と母材
の溶融する温度との差が極めて小さいため、オーバーヒ
ートにより母材自体を溶融してしまうおそれがある。な
お実線の曲線j₁−j₆及びk₁−k₆は、熱容量の大きな熱交
換器コアを同様に第１加熱ゾーンから第６加熱ゾーンま
でゆっくりと移動して加熱した場合にである。この場合
にはオーバーヒートがおこらない。なお、このときの各
加熱ゾーン1_st〜7_thの設定温度はT₁〜T₇である。このT₁
〜T₇を参考値として第８図にも示した。第８図は熱容量
の小さな熱交換器コアを熱処理する場合の各ゾーン1_st
〜7_thの設定温度T_1a〜T_7aで示したが、前記T₁〜T₇とT_1a
〜T_7aとの温度差は夫々比較的小さい。従って、熱容量
が異なっても、各ゾーンの設定温度は極めてわずか変え
れば充分であり、本装置は種類の異なる熱交換器に迅速
に対応し得る。

第10図の温度曲線は、参考図であり、入口部高速搬送
装置を用いることなく、小容量熱変換器コアを熱処理し
た場合である。即ち、大容量熱交換器コアをその設定温
度T₁〜T₇で熱処理した後に、熱容量の小さな熱交換器を
処理する場合に、その熱容量の小さな熱交換器を第１加
熱ゾーンから第６加熱ゾーンまで低速ですべて移動さ
せ、且つオーバーヒートを生じないために必要な各加熱
ゾーンにおける設定温度T_1b〜T_7bを示したものである。
同図から明らかなように最初の設定温度T₁〜T₇と、次の
設定温度T_1b〜T_7bとの差ΔT_i＝T_i−T_ibが大きく、段取
り替えに多くの時間を有し、不都合が生じることがわか
る。

〔発明の効果〕

本発明の熱処理装置は、入口扉１を開放してキャリア
３を加熱室４に移動させるとき、キャリア３の後端が入
口扉１から少なくともキャリア３の搬送方向長さの距離
分だけ、迅速に通過できるように入口部高速搬送装置６
を設け、該高速搬送装置６を適宜使用できるようにした
から、炉内設定温度を大きく変えることなく、迅速に段
取り替えを行い、各種熱容量のワークを本熱処理装置で
熱処理することができる。即ち、熱容量の大きなワーク
を熱処理するときには、加熱室４内を入口扉１から低速
搬送装置５により搬送し、加熱室４内により長い時間滞
在させることができる。次いで、熱容量の小さなワーク
を熱処理するときには、入口部高速搬送装置６により入
口扉１から一定距離迅速に通過させることにより、加熱
室４内に滞在する熱処理時間を少なくし、加熱室４内設
定温度を大きく変えることなく、熱処理することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の平面的略図であり、第２図はその内部
におけるキャリアの搬送手段を示す説明図である。第３
図及び第４図は熱容量の小なる熱交換器を本装置で熱処
理する説明図であり、第５図及び第６図は熱容量の大な
る熱交換器を処理する場合の説明図である。第７図は第
５図の詳細図を示す。第８図は本熱処理装置で小容量熱
交換器コアを熱処理する場合の該コアの温度曲線を示
し、第９図は同処理装置で大容量熱交換器コアを熱処理
する場合の温度曲線を示し、第10図は小容量熱交換器コ
アを入口部高速搬送装置を用いることなく、熱処理した
場合の温度曲線を示し、第11図は従来型熱処理装置の説
明図。第12図〜第15図は高速及び低速搬送装置の一例を
示す説明図。１……入口扉、２……出口扉３……キャリア、４……加熱室 5,5a……低速搬送装置６……入口部高速搬送装置、７……ワーク 8a,8b……仕切り扉９……出口部高速搬送装置 10……準備室、11……取出室 12……冷却用ファン、13……高速搬送装置 14……ヒータ、15……反射板 16……熱交換器コア、17……ろう付け室 18……車輪、19……真空炉 20……フック、21……レール 22……ピン、23……ラック 24……ピニオン、25……クラッチ 26……ギアボックス、27……ハンガ本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２３Ｋ 101:14 (72)発明者野中優東京都渋谷区桜丘町31番２号東洋ラジエーター株式会社内 (72)発明者加藤丈夫神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内 (72)発明者中塚篤神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内 (56)参考文献特開昭54−114455（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−197874（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−62859（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−149873（ＪＰ，Ａ) 実開平１−151969（ＪＰ，Ｕ) 特公昭55−26953（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F27B 9/00 - 9/40 C21D 1/00 112 B23K 1/008

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送方向の一端及び他端に入口扉１及び出
口扉２が設けられた熱処理装置において、その長手方向
に複数のワーク収納用キャリア３が同時に収容できるよ
うに充分長く形成された加熱室４と、前記入口扉１から
出口扉２に前記複数のキャリア３を同時に且つ、その平
均速度が低速度となるように搬送する低速搬送装置５
と、前記入口扉１を開放して前記キャリア３を前記加熱
室４に移動させるとき、該キャリア３の後端が該入口扉
１から少なくとも前記キャリア３の搬送方向長さの距離
分を迅速に通過するように搬送する入口部高速搬送装置
６と、を具備することを特徴とする熱処理装置。