JP3012879B2

JP3012879B2 - 熱交換器の真空ろう付装置

Info

Publication number: JP3012879B2
Application number: JP23415490A
Authority: JP
Inventors: 総一郎宮崎; 雅志金子; 優野中
Original assignee: 東洋ラジエーター株式会社
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH04121583A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は多室の炉をトンネル状に連続した真空ろう付
装置であって、特にアルミニューム製熱交換器の製造に
最適なものに関する。

〔従来及びその問題点〕

アルミニューム製熱交換器は一例として、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、前記挿通の後チューブの両端を拡開し、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
コアの組立体を形成する。このようなコアを複数キャリ
アに収納し、トンネル状に各室が直列された真空炉で各
種処理をし、全体を一体的にろう付固定するものであ
る。このろう付の際に用いる真空炉は、ろう付室の上流
側及び下流側に準備室及び放熱室を設け、それら三つの
各室の大きさをほぼ同一とする。そして、各室の境に気
密な仕切扉を設け、各扉を開閉する度に、一つずつ上流
側から下流側に一つのキャリアを移動し、熱交換器コア
を一定温度まで加熱する。そして、熱交換器コアのろう
材を溶融温度まで加熱し、ろう付室でろう材を溶融さ
せ、放冷室以降で固化させることにより熱交換器コアの
各部品間を一体的にろう付固定するものである。

このような従来型熱交換器は、一つの室から他の室に
キャリアが移動するサイクルタイム、即ちタクト時間は
ろう付室の加熱時間と仕切扉を通過する搬送時間のほぼ
二倍の和となる。そして、各キャリアを取り出し得るサ
イクルタイムは最も時間を要するろう付室内の加熱時間
に一致する。この欠点を除くため、準備室とろう付室と
の間に予熱室を介装し、その予熱室によっても熱交換器
コアを加熱し、結果としてろう付室の加熱時間を短縮す
る方法が試みられていた。これは一室のろう付室を二室
に分割したことに等しい。それによりタクトタイム（サ
イクルタイムと同じ）を半分に短縮することができる。
同様に加熱室を三室，四室と増加すれば、各室を順次移
動するサイクルタイムが小さくなり、短時間でより多く
の熱交換器を生産することができる。このような考え方
によって、ろう付室を分割すると、次の欠点が生じる。
各室の間に仕切扉を配置するため、各仕切扉を含め真空
炉の全長が長すぎる。炉長が一定以上長くなると、炉は
熱歪みに耐えられなくなる。また仕切扉の数が多くな
り、且つ排気装置も多くなる。そして、構造が複雑とな
り保守点検が面倒であると共に、設備費が高くなり結果
として熱交換器の製造コストが高くなる。その結果従来
の炉では、タクトタイムを一定以上小さくすることがで
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扉の
数を少なくすると共に、タクトタイム（サイクルタイ
ム、即ち取り出しサイクル）を小さくすることを目的と
し、生産性の良い熱処理を提供するものである。

さらに、本発明の他の目的はろう付室の全長を長くす
ると共に、その長くすることにより欠点を解消したもの
である。そして、その目的達成のために本発明の熱交換
器の真空ろう付装置は次の構成をとる。

即ち、搬送方向の一端及び他端に気密用の入口扉１及
び出口扉２を備え、高温に維持される真空ろう付室３を
有する。そして、入口扉１を介し搬送方向の上流側に真
空を保ちうる予熱室４を設けると共に、下流側に出口扉
２を介して放冷室５が設けられる。そして、複数の熱交
換器が収納されるキャリア６を一体的に各室に順次移動
するように構成したものを対象とする。ここにおいて本
発明の特徴とするところは、真空ろう付室３は搬送方向
に四つ以上のキャリア６が直列に収納できる長さを有
し、予熱室４及び放冷室５はその搬送方向長さが真空ろ
う付室３の二分の一以下であると共に、断面が真空ろう
付室３とほぼ同一で且つ、キャリア６を少なくとも一つ
収納できる長さである。さらに、予熱室４の上流側及び
放冷室５の下流側に気密用の仕切扉７を介して少なくと
も夫々一つの、真空気密が保たれる室8,9を設ける。そ
して、予熱室４に収納されたキャリア６が移動して真空
ろう付室３に収納されると共に、そのろう付室３の先端
部に位置するキャリア６がその真空ろう付室３から放冷
室５に順次移動する。そして、真空ろう付室３及び予熱
室４並びに放冷室５には少なくとも高真空にまで真空引
きできる真空ポンプが連結され、前記各室には搬送手段
が設けられて、キャリア６は真空ろう付室３の入口扉１
を通過すると、真空ろう付室３内を略１キャリア分下流
側に高速で搬送され、そこから低速で真空ろう付室３内
をさらに下流側に搬送され、その真空ろう付室３の出口
扉２に隣接する略１キャリア分のスペースはキャリア６
が再び高速で搬送されて出口扉２から前記放冷室５に移
動されるように構成したものである。

〔作用〕

本発明の真空ろう付装置は、第１図に示す如く、真空
ろう付室３に複数のキャリア６が収納できるように、そ
の全長が長くなっている。そして真空ろう付室３の上流
側及び下流側の予熱室４及び放冷室５が小さくなり、そ
の分だけキャリア６を両室に収納できる数が少なくなっ
ている。そして、予熱室４に収納されたキャリア６が移
送されて真空ろう付室３に収納され、真空ろう付室３の
下流端のキャリア６が順次放冷室５に移動する。そして
放冷室５及び予熱室４の両側に設けた各扉を開放し、次
いで閉塞する度毎に真空ポンプにより真空引され、室内
の真空度が調整される。放冷室５及び予熱室４はその室
が小さいから容易に且つ迅速にその真空度を所定値に復
帰することができる。そのため、両室に挟まれた真空ろ
う付室３内の炉内環境を良好に保ち得る。即ち予熱室4,
放冷室５内を少なくとも高真空以下の圧力に迅速にする
ことができ、両室の不純ガス成分濃度を可及的に小さく
できる。その結果、その両室がバッファー室となり真空
ろう付室３内の不純ガス成分を可及的に少なくし、ろう
付室３内で行われるろう付の信頼性が向上する。さらに
予熱室4,放冷室５の上流側及び下流側に室（予熱室）8,
室（取出室）９を設け、それにより炉の入口側及び出口
側から侵入する不純ガス成分の侵入を確実に阻止する。

しかも、各室の搬送手段によりキャリア６は真空ろう
付室３の入口扉１を通過すると、真空ろう付室３内を１
キャリア分下流側に高速で搬送され、そこから低速で真
空ろう付室３内をさらに下流側に搬送される。そのた
め、高温の真空ろう付室３内で比較的低温の入口扉１の
低温の影響をろう付け中の熱交換器が受けることを防止
できる。同様に出口扉２に隣接する１キャリア分のスペ
ースはキャリア６が高速で搬送されるようにしたため、
熱交換器が出口扉２の低温の影響を受けることがない。
それより、キャリア６に収納された熱交換器の各部に均
一な熱履歴を与え、信頼性の高いろう付を行うことがで
きる。

〔実施例〕

次に図面に基づいて本発明の真空ろう付装置につき説
明する。

第１図は本装置の平面的略図であり、第２図は各室の
真空度の一例を示し、第３図は各室の設定温度の一例を
示す。

この真空ろう付装置は、真空ろう付室３が細長く形成
され、この実施例では九つのキャリア６が収納できる長
さであるが、真空ろう付室３内には最大七つのキャリア
６を一つずつ順次搬入する。そして真空ろう付室３の上
流側に入口扉１を介して予熱室４が設けられ、下流側に
出口扉２を介して放冷室５が設けられ、真空ろう付室３
の中間には扉が存在しない。そして、予熱室４の上流側
には夫々仕切扉７を介して室（予熱室）８と脱脂室10と
準備室11が設けられている。さらに、放冷室５の下流側
には仕切扉７を介して室（取出室）９が設けられてい
る。この実施例では脱脂室10は六つのキャリア６が収納
される長さを有し、この脱脂室10及び真空ろう付室３を
除き、各室即ち準備室11,第一予熱室８、第二の予熱室
4,放冷室5,取出室９の搬送方向長さはキャリア６が一つ
のみ収納できる長さに設定されている。準備室11と室
（取出室）９には外熱型のヒータが設けられ、放冷室５
を除いてそれ以外の各室には、その内面に第４図に示す
如く反射板13及びヒータ12が設けられている。さらに各
室の上端には第４図に示す如く一例としてラック・アン
ド・ピニオン型のオーバーヘッドコンベアーが配置さ
れ、第５図に示すような所定長さのハンガ本体18がその
オーバーヘッドコンベアーにより移動する。

即ち、ハンガ本体18の上端にラック22が設けられ、そ
のラック22に突設された多数のピン23にスプロケットか
らなるピニオン24が歯合する。このピニオン24は減速機
付のモータ25により回転及び停止を繰り返し、ハンガ本
体18を断続的に下流方向に移動させるものである。この
ハンガ本体18には一対のフック20が垂下され、このフッ
ク20にキャリア６の係止部が係脱自在に係合する。なお
キャリア６には多数の熱交換器14の上端部が釣り下げら
れている。そして熱交換器14の平面が進行方向に面する
と共に、その側面が炉の側壁に対面する。そして、ヒー
タ12からの輻射熱は各熱交換器14間の隙間から浸入し、
熱交換器14の平面その他を乱反射しつつ熱交換器14に吸
収される。この実施例では、キャリア６はその搬送方向
長さが幅方向長さよりも短く形成されている。これは、
予熱室4,放冷室５の搬送方向長さを可及的に短くするた
めである。このハンガ本体18には複数のローラ19が設け
られ、それが真空炉上端のレール26に案内される。そし
て、各室の上部に適宜間隔で複数のピニオン24が配置さ
れ、それに歯合するハンガ本体18を順送りに下流側へ搬
送するものである。

次に各室には夫々真空ポンプが連結されている。そし
て、準備室11及び脱脂室10には油回転真空ポンプ15及び
メカニカルブースタ16のみが連通され10^-1Torr程度の真
空度に維持できる。また他の室にはそれに加えて拡散ポ
ンプ17が設けられる。この拡散ポンプ17を設けた室は10
^-3〜10^-6Torr程度のより高い真空度を維持できる。また
夫々の室にはドライエアー又は窒素ガスを導くパイプラ
インがバルブを介して連通されている。

次に、各室の設定温度は一例として第３図に示す如く
保持される。なおこの設定温度は熱交換器の大きさその
他により適宜変更される。一例として準備室11及び取出
室９はおおよそ100℃〜200℃程度に、脱脂室10は300〜4
50℃に、第一の予熱室4,第二の予熱室８は、350〜500℃
に、真空ろう付室３は450゜〜610℃に設定される。な
お、真空ろう付室３内のヒータは、上流側から下流側に
沿って複数のヒータに分割され、各ヒータの設定温度は
下流側に向かって上り段階状に高くなり、その終端にお
いて少し下り段階状に、順次低くなるように設定されて
いる。

次に本装置の使用方法につき述べる。まず準備室11,
脱脂室10,室（取出室）９を10^-1Torr程度の低真空に維
持すると共に、室（予熱室）8,予熱室4,真空ろう付室3,
放冷室５を10^-3Torr程度の真空度に保持する。さらに、
各室の炉内温度を一例として第３図に示す如く設定す
る。このような準備の完了の後に、準備室11の内部にド
ライエアーを供給し、そのドライエアーで内部圧を760T
orrより低い圧力、例えば750Torr程度の圧力まで復圧す
る。（加圧エアーが炉内に侵入し、内部が大気圧以上に
上がらないようにする。これは、炉体、扉等の保護の為
である。）その後リークバルブを一定時間開け、大気圧
と炉内の圧力を等しくしてから扉を開ける。そして、オ
ーバーヘッドコンベアーによりキャリア６を準備室11内
に収納する。そしてその準備室11の仕切扉７を閉塞す
る。次いで油回転真空ポンプ15,メカニカルブースタ16
を順に作動させ、準備室11の内部を10^-1〜10^-2Torr程度
（又は１〜１×10^-2Torr）の圧力にする。次いで脱脂室
10との境界の仕切扉７を開放し、準備室11内のキャリア
６を脱脂室10に比較的高速で移動し、仕切扉７を閉塞す
る。そして脱脂室10内ではキャリア６を低速で下流側に
搬送する。その脱脂室には順次キャリアが搬入され合計
六つ収納される。そして脱脂室10内で各熱交換器14を加
熱し、熱交換器14表面の油分を蒸発させる。次いで脱脂
室10の先端部に達したキャリア６は、第一予熱室８との
境界の仕切扉７が開放され、その予熱室８内に収納され
る。すると、その仕切扉７が閉塞される。仕切扉７開放
時には脱脂室10と室（予熱室）８との真空度が同一とな
るが、仕切扉７を閉塞した後に、予熱室８の拡散ポンプ
17により、該室８はもとの真空度10^-3Torr程度に高めら
れる。

次いで、一定の時間毎にキャリア６は第一の予熱室８
からその下流側の第二の予熱室４に移動し、第二の予熱
室４から真空ろう付室３に順次扉を開閉して移動する。
キャリア６は、真空ろう付室３の入口扉１を通過する
と、真空ろう付室３内で一キャリア分下流側に直接高速
で搬送され、そこから低速で下流側に搬送される。この
ように入口扉１の近傍をキャリア６が高速で通過する理
由は、高速のろう付室３内で、比較的低温の入口扉１の
低温の影響を受けないようにする為である。即ち上流端
キャリア６の最上流側に吊持された熱交換器14（ｂ）に
入口扉１の低温の影響を与えないためである。より詳し
く述べると、比較的低温の入口扉１によって熱交換器コ
アｂが入口扉１に近接して、冷却されるのを防ぐためで
ある。同様に出口扉２に隣接する一キャリア分のスペー
スはキャリア６が高速で搬送されるようにし、出口扉２
近傍にキャリア６が長い間滞留しないように考慮してい
る。即ち、最先端のキャリア６は出口扉２に近接した１
キャリア分を高速で搬送され放冷室５に移動する。そし
て出口扉２が閉塞され、熱交換器は放冷室５内で溶融し
たろう材が固化し、各部品間が一体的にろう付されると
共に、急冷によりアルミニューム製熱交換器を焼入れし
硬化させる。次いで放冷室５内のキャリア６は室（取出
室）９に搬送され、次にそれが外部に取り出される。

以上のように、真空ろう付室３内のキャリア６は上流
端に予熱室４から一つのみ搬送され、下流端のキャリア
６が一つのみ放冷室５内に順次搬送される。

なお真空ろう付室３内は10^-1Torr〜10^-3Torr程度の低
真空から中真空の領域に維持される。真空ろう付室３内
を10^-1Torr程度の真空度にする場合には、最初の起動時
に、真空ろう付室３内を一旦10^-3Torr以下の圧力の高い
真空度にし、不純ガス成分を排出する。その後にN₂等の
不活性ガスをわずかにその真空ろう付室に導入して、室
内を低真空に維持することにより、ろう付に悪影響を及
ぼすO₂,H₂O等の不純ガス成分をろう付に支障のないレベ
ルまで完全に排除し得る。なお、真空ろう付室３の上流
側及び下流側は複数の小室が配置され夫々に仕切弁が設
けられているから、外気の不純ガス成分が真空ろう付室
３に浸入することを確実に防止する。

〔発明の効果〕

本発明の熱交換器の真空ろう付装置は、真空ろう付室
３を長くし、予熱室４及び放冷室５を短くしてそれらの
境に入口扉1,出口扉２を設け各室を中真空又は高真空に
維持できるように構成したものであるから、次の効果を
有する。

（１）複数のキャリア６を収納できるように、真空ろ
う付室３の全長が長くなり、そのキャリアが順次ろう付
室３に搬出入されるように構成したから、本装置から取
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。しかも真空ろう付室３はその長
手方向両端に入口扉１及び出口扉２を設ければ足りるか
ら、構造が簡単で故障の無い低コストのろう付装置とな
る。

（２）しかも、真空ろう付室３の上流側及び下流側に
予熱室４及び放冷室５を入口１扉1,出口扉２を介して設
けたため、真空ろう付室３内の不純ガス成分であるO₂,H
₂O等を可及的に少なくし得る。そして、予熱室4,放冷室
５は真空ろう付室３に比べて短く形成されているから、
真空ポンプによってそれらの内部を真空引する時間が短
くなり、それらの上流下流の両端に配置された仕切扉を
開閉することによって伴われ行われる真空引時間が短く
なり、その分だけタクトタイムを短くし、生産性を向上
できる。

（３）次に特許請求の範囲第２項に記載の発明によれ
ば、真空ろう付室３以外の各室である予熱室4,放冷室5,
室（予熱室）8,室（取出室）９の搬送方向長さがキャリ
ア６を一つのみ収容できる長さに設定されたものである
ため、それらの扉開閉の度毎に行われる真空引時間を最
小に短くし、熱交換器の生産性を向上できる。

（４）次に特許請求の範囲第３項記載の装置によれ
ば、熱交換器14はその炉壁の反射板13に対面するように
キャリア６に支持されるから（エッジヒーティング）、
キャリア６の搬送方向長さを可及的に短くし、その分だ
け予熱室4,放冷室５の搬送方向長さを短くして、タクト
タイムを縮小し、熱交換器の量産性を向上できる。

（５）次に特許請求の範囲第４項記載の発明によれ
ば、脱脂室10で加熱された熱交換器14の温度をほぼ保持
するようにして予熱室4,8にその熱交換器14を搬送する
ように構成したから、省エネルギーとなると共に熱交換
器の製造を迅速に行い得る。

【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図はその各室
における真空度の概略を示し、第３図は同様に各室の設
定温度の概略を示し、第４図は真空炉の横断面略図、第
５図は同真空炉内に搬送されるハンガ本体18及びそれに
吊持されたキャリア６の側面図。１……入口扉、２……出口扉３……真空ろう付室、４……予熱室５……放冷室、６……キャリア７……仕切扉、８……室（予熱室）９……室（取出室）、10……脱脂室 11……準備室、12……ヒータ 13……反射板、14……熱交換器 15……油回転真空ポンプ、16……メカニカルブースタ 17……拡散ポンプ、18……ハンガ本体 19……ローラ、20……フック 21……リフレクタ、22……ラック 23……ピン、24……ピニオン 25……モータ、26……レール

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ２７Ｂ 9/26 Ｆ２７Ｂ 9/26 (56)参考文献特開昭63−140769（ＪＰ，Ａ) 実公昭57−50132（ＪＰ，Ｙ２) 実公昭43−23685（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27B 9/00 - 9/40 B23K 1/00 330 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気密用の入口扉
１及び出口扉２を備え高温に維持される真空ろう付室３
を有し、前記入口扉１及び出口扉２を介して前記搬送方
向の上流側に真空を保ち得る予熱室４が設けられると共
に、下流側に真空を保ち得る放冷室５が設けられ、複数
の熱交換器が収納されるキャリア６を、夫々各室に順次
移動するように構成した熱交換器の真空ろう付装置にお
いて、前記真空ろう付室３は前記搬送方向に四つ以上の
前記キャリア６が直列に収納できる長さを有し、前記予
熱室４及び放冷室５は前記搬送方向長さが前記真空ろう
付室３の二分の一以下であると共に断面が前記真空ろう
付室３とほぼ同一で且つ、前記キャリア６を少なくとも
一つ収納できる長さにし、前記予熱室４の上流側及び前
記放冷室５の下流側に気密用の仕切扉７を介して少なく
とも夫々一つの真空気密が保たれる室8,9を設け、前記
予熱室４に収納されたキャリア６が前記真空ろう付室３
に移動して収納されると共に、その真空ろう付室３の下
流端部に位置する前記キャリア６が前記真空ろう付室３
から前記放冷室５に順次移動し且つ、前記真空ろう付室
３及び前記予熱室４並びに前記放冷室５には中真空又は
高真空室にできる真空ポンプが連結され、前記各室には
搬送手段が設けられて、キャリア６は真空ろう付室３の
入口扉１を通過すると、真空ろう付室３内を略１キャリ
ア分下流側に高速で搬送され、そこから低速で真空ろう
付室３内をさらに下流側に搬送され、その真空ろう付室
３の出口扉２に隣接する略１キャリア分のスペースはキ
ャリア６が再び高速で搬送されて出口扉２から前記放冷
室５に移動されるように構成したことを特徴とする熱交
換器の真空ろう付装置。
【請求項２】請求項第１項において、前記真空ろう付室
３以外の前記各室4,5,8,9の前記搬送方向長さがキャリ
ア６を一つのみ収納できる長さに設定された装置。
【請求項３】請求項第１項又は第２項において、前記真
空ろう付室３の内周面にヒータ12が設けられると共に、
前記熱交換器14はその側面が前記ヒータ12に対面するよ
うに前記キャリア６に支持されて前記真空ろう付室内を
搬送されるように構成した装置。
【請求項４】請求項第１項又は第２項において、前記予
熱室4,8の上流側に、前記熱交換器14を加熱することに
よりその表面の脱脂を行う脱脂室10が設けられ、その脱
脂中の温度をほぼ保持するようにして、前記予熱室4,8
にその熱交換器14を搬送するように構成した装置。