JP6460522B2 - Hot air heater control system - Google Patents
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Description
本発明は、熱風ヒータコントロールシステムに関する。 The present invention relates to a hot air heater control system.
従来、熱風ヒータとして種々の形態のものが知られているが、その一つとして、コイル状電熱線からなる発熱体を通電加熱することにより加熱を行う熱風ヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような熱風ヒータは、図４の概略構成断面図に示すように、コイル状電熱線からなる発熱体１００と、当該発熱体１００の内部空間に挿入される絶縁性材料からなる芯材１０１と、芯材１０１に発熱体をセットすることにより構成される構造物を被覆する管状のガラス管１０２等とを備えている。芯材１０１は中空状に形成されており、発熱体１００の端部に接続する導線を芯材内部に配置できるように構成されている。また、このような構成のヒータの一方端には、空気供給源が接続されており、供給された空気を加熱してヒータの吹出し口から熱風を吹き出すことができるように構成されている。 Conventionally, various types of hot air heaters are known, and one of them is a hot air heater that performs heating by energizing and heating a heating element composed of a coiled heating wire (for example, patents). Reference 1). As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, such a hot air heater includes a heating element 100 made of a coiled heating wire, and a core material 101 made of an insulating material inserted into the internal space of the heating element 100. And a tubular glass tube 102 that covers a structure constituted by setting a heating element on the core 101. The core material 101 is formed in a hollow shape, and is configured such that a conducting wire connected to the end of the heating element 100 can be disposed inside the core material. In addition, an air supply source is connected to one end of the heater having such a configuration, and the supplied air is heated so that hot air can be blown out from the outlet of the heater.
上述の熱風ヒータにおいては、吹き出される空気流量を正確に一定に保つために、空気供給源とヒータとの間にマスフローコントローラが配設されている。また、吹き出される熱風の温度を一定に保つために吹出し口に熱風温度センサーを設けると共に、当該温度センサーによる検出温度に基づいてヒータ内部の発熱体に供給される電力をコントロールし、発熱体の発熱温度が制御されている。 In the hot air heater described above, a mass flow controller is disposed between the air supply source and the heater in order to keep the flow rate of the blown air accurately constant. In addition, in order to keep the temperature of the hot air blown out constant, a hot air temperature sensor is provided at the outlet, and the electric power supplied to the heating element inside the heater is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor. Exothermic temperature is controlled.
しかしながら、このような構成の熱風ヒータコントロールシステムにおいて使用されるマスフローコントローラは高価であることから、熱風ヒータコントロールシステム全体も高価なものとなり、更なる低価格化が望まれているという問題があった。 However, since the mass flow controller used in the hot air heater control system having such a configuration is expensive, the entire hot air heater control system is also expensive, and there is a problem that further cost reduction is desired. .
また、熱風ヒータコントロールシステムにおいては、吹出される熱風の温度管理のために熱風温度センサーが必要であるが、当該熱風温度センサーによる検出温度と実際の温度との誤差が大きいという問題がある。この問題は、吹出し口から流出する熱風の流れの状態が一定でないことに起因して発生する問題であり、吹き出される熱風の正確な平均温度を検出することが実質的に困難であった。従来の熱風ヒータコントロールシステムは、このような熱風温度センサーの検出温度に基づいて、ヒータ内部の発熱体に供給される電力をコントロールし、発熱体の発熱温度を制御するものであることから、熱風ヒータから吹き出されワークに付与される熱量が大きくばらつき、ワークに対する加熱能力が一定とならないという問題があった。 In the hot air heater control system, a hot air temperature sensor is required for temperature management of the hot air to be blown out, but there is a problem that an error between the temperature detected by the hot air temperature sensor and the actual temperature is large. This problem occurs due to the fact that the state of the flow of hot air flowing out from the outlet is not constant, and it has been substantially difficult to detect the exact average temperature of the hot air that is blown out. The conventional hot air heater control system controls the power supplied to the heating element inside the heater based on the temperature detected by the hot air temperature sensor, and controls the heating temperature of the heating element. There is a problem that the amount of heat blown from the heater and applied to the work varies greatly, and the heating capacity for the work is not constant.
本発明は、このような要求を満たすべくなされたものであって、従来よりも安価であり、かつ、ワークに対して供給される熱量をより一定化することができる熱風ヒータコントロールシステムを提供することを目的とする。 The present invention provides a hot air heater control system that is made to satisfy such a demand, is less expensive than the conventional one, and can make the amount of heat supplied to the workpiece more constant. For the purpose.
本発明の上記目的は、気体の供給口と吹出し口を両端に有する筒状のケーシング内に、電力の供給により発熱する発熱体を有するヒータと、前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、前記流量調節器は、バルブ開度を変更するモータを有するニードルバルブであり、前記制御部は、前記モータを駆動させることによって前記ニードルバルブのバルブ開度を変化させることにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記ニードルバルブが前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステムにより達成される。
The object of the present invention is to provide a heater having a heating element that generates heat by supplying power in a cylindrical casing having a gas supply port and a blowing port at both ends, and a power setting for setting the power supplied to the heating element. A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source to lead to the supply port of the heater, and a temperature setting device for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blow-out port And a hot air temperature sensor that detects the temperature of the gas blown from the outlet, and the flow rate controller so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter and a control unit which controls to vary the gas flow rate supplied to the supply port of the flow regulator is a needle valve having a motor to change the valve opening, the control By changing the valve opening of the needle valve by driving the motor so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter. This is achieved by a hot air heater control system characterized by changing the gas flow rate supplied to the supply port .
本発明の上記目的は、気体の供給口と吹出し口を両端に有する筒状のケーシング内に、電力の供給により発熱する発熱体を有するヒータと、前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、前記流量調節器は、バルブ開度を変更可能な電磁弁であり、前記制御部は、前記電磁弁のバルブ開度を変化させることにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記電磁弁が前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステムにより達成される。The object of the present invention is to provide a heater having a heating element that generates heat by supplying power in a cylindrical casing having a gas supply port and a blowing port at both ends, and a power setting for setting the power supplied to the heating element. A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source to lead to the supply port of the heater, and a temperature setting device for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blow-out port And a hot air temperature sensor that detects the temperature of the gas blown from the outlet, and the flow rate controller so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter And a controller for changing the flow rate of gas supplied to the supply port, the flow controller is a solenoid valve capable of changing a valve opening, and the controller is configured to control a valve of the solenoid valve. By changing the air opening, the flow rate of gas supplied to the supply port by the solenoid valve is changed so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setting device. This is achieved by the hot air heater control system.
本発明の上記目的は、気体の供給口と吹出し口を両端に有する筒状のケーシング内に、電力の供給により発熱する発熱体を有するヒータと、前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、前記流量調節器は、電磁弁であり、単位時間当たりに複数回の全開及び全閉を繰り返しながら気体供給源から供給される気体を前記供給口に供給しており、前記制御部は、前記電磁弁における全閉状態の時間を変更することにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記電磁弁が前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステムにより達成される。The object of the present invention is to provide a heater having a heating element that generates heat by supplying power in a cylindrical casing having a gas supply port and a blowing port at both ends, and a power setting for setting the power supplied to the heating element. A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source to lead to the supply port of the heater, and a temperature setting device for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blow-out port And a hot air temperature sensor that detects the temperature of the gas blown from the outlet, and the flow rate controller so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter And a controller for changing the gas flow rate supplied to the supply port, and the flow rate regulator is an electromagnetic valve, and is repeatedly opened and closed a plurality of times per unit time. The gas supplied from the gas supply source is supplied to the supply port, and the control unit changes the time of the fully closed state of the electromagnetic valve, whereby the temperature detected by the hot air temperature sensor is changed to the temperature setting device. The hot air heater control system is characterized in that the flow rate of the gas supplied to the supply port by the electromagnetic valve is changed so that the set temperature is set in step (b).
また、前記電力設定器は、一定の電力を前記発熱体に供給するように構成することが好ましい。また、前記熱風温度センサーは、所定時間内において検出した温度の平均値を検出温度として出力することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the power setting device is configured to supply constant power to the heating element. Moreover, it is preferable that the said hot air temperature sensor outputs the average value of the temperature detected within predetermined time as detection temperature.
本発明によれば、従来よりも安価であり、かつ、ワークに対して供給される熱量をより一定化することができる熱風ヒータコントロールシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot air heater control system that is less expensive than the prior art and that can make the amount of heat supplied to the workpiece more constant.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる熱風ヒータコントロールシステムの概略構成を示すブロック図であり、図２は、熱風ヒータコントロールシステム１が有するヒータ２の概略構成断面図である。本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１は、熱風を吹き出してワークを加熱するシステムであり、例えば、はんだ付けやろう付け、その他の加熱処理に供されるものである。この熱風ヒータコントロールシステム１は、図１に示すように、ヒータ２と、電力設定器３と、流量調節器４と、温度設定器５と、熱風温度センサー６と、制御部７とを備えている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a hot air heater control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a heater 2 included in the hot air heater control system 1. The hot air heater control system 1 according to the present invention is a system that heats a work by blowing hot air, and is used for, for example, soldering, brazing, or other heat treatment. As shown in FIG. 1, the hot air heater control system 1 includes a heater 2, a power setting device 3, a flow rate adjuster 4, a temperature setting device 5, a hot air temperature sensor 6, and a control unit 7. Yes.
ヒータ２は、気体の供給口と吹出し口を両端に有する筒状のケーシング２３内に、電力の供給により発熱する発熱体２１を有する。より具体的には、図２に示すように、略円柱形状の棒状の芯材２２と、芯材２２の外周面上に配置される発熱体２１と、中空筒状のケーシング２３と、固定具２４とを有している。芯材２２及び発熱体２１により構成される構造物は、ケーシング２３内に配置され、固定具２４によって、ケーシング２３の一方端２３ａにおいて当該ケーシング２３に固定される。 The heater 2 includes a heating element 21 that generates heat by supplying power in a cylindrical casing 23 having gas supply ports and air discharge ports at both ends. More specifically, as shown in FIG. 2, a substantially cylindrical rod-shaped core member 22, a heating element 21 disposed on the outer peripheral surface of the core member 22, a hollow cylindrical casing 23, and a fixture 24. The structure constituted by the core member 22 and the heating element 21 is disposed in the casing 23 and is fixed to the casing 23 at one end 23 a of the casing 23 by a fixture 24.
芯材２２は、内部が中空となる管体状に構成されており、絶縁材料から形成されている。この芯材２２を形成する材料としては、例えば、アルミナ(Al2O3) 等のセラミック材料を挙げることができる。また、この芯材２２には、コイル状電熱線からなる発熱体２１が外周に配置されることになるが、かかる発熱体２１の位置決め行う規制部材２５を設けるのが好ましい。規制部材２５は、芯材２２の両端部に配置され、各規制部材２５の間に発熱体２１が配置されるように構成される。規制部材２５は、図３に示すように、金属材料から形成したリング状部材２５ａの軸部にコイル状部材２５ｂの中空軸部を挿通させることにより、コイル状部材２５ｂがリング状部材２５ａを被覆するように構成されている（リング状部材２５ａの軸部の表面をコイル状部材２５ｂが被覆するように構成されている）。コイル状部材２５ｂで被覆されたリング状部材２５ａにより芯材２２の外周部を挟み込むことにより、規制部材２５を芯材２２に設置する。また、コイル状部材２５ｂにおける互いに隣接する線材間には、図２に示すように、隙間が形成されるように構成されている。 The core material 22 is configured in a tubular shape having a hollow inside, and is formed of an insulating material. Examples of the material for forming the core material 22 include ceramic materials such as alumina (Al2O3). The core member 22 is provided with a heating element 21 made of a coiled heating wire on the outer periphery, and it is preferable to provide a regulating member 25 for positioning the heating element 21. The restricting members 25 are arranged at both ends of the core member 22, and are configured such that the heating elements 21 are arranged between the restricting members 25. As shown in FIG. 3, the regulating member 25 is formed by inserting the hollow shaft portion of the coil-shaped member 25b through the shaft portion of the ring-shaped member 25a formed of a metal material, so that the coil-shaped member 25b covers the ring-shaped member 25a. (The coil-shaped member 25b is configured to cover the surface of the shaft portion of the ring-shaped member 25a). The regulating member 25 is installed on the core material 22 by sandwiching the outer periphery of the core material 22 with the ring-shaped member 25a covered with the coil-shaped member 25b. Moreover, as shown in FIG. 2, it is comprised so that a clearance gap may be formed between the mutually adjacent wire materials in the coil-shaped member 25b.
発熱体２１は、コイル状電熱線により構成されており、当該コイル状電熱線としては、例えばニクロム線の表面に、薄い絶縁被膜を形成した線材を利用することができる。この電熱線としては、例えば、その直径が０．１５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲のものを採用することが好ましい。なお、ニクロム線の代わりに、コイル状電熱線からなる発熱体２１として従来から使用されている電熱線（例えば、タングステン線、カンタル線等）を利用することができる。また、電熱線表面に形成される絶縁被膜は、例えばアルミナ等のセラミックス材料により形成されている。 The heating element 21 is composed of a coiled heating wire. As the coiled heating wire, for example, a wire material in which a thin insulating film is formed on the surface of a nichrome wire can be used. As this heating wire, for example, it is preferable to adopt a wire having a diameter in the range of 0.15 mm to 2.0 mm. In addition, the heating wire (for example, a tungsten wire, a cantal wire, etc.) conventionally used as the heat generating body 21 which consists of a coil-shaped heating wire can be utilized instead of a nichrome wire. The insulating coating formed on the surface of the heating wire is made of a ceramic material such as alumina.
この発熱体２１（コイル状電熱線）の両端部には、外部の電源装置に接続する導線がそれぞれ接続している。当該発熱体２１の一方の端部に接続する導線は、上述の芯材２２の内部に通され、発熱体２１の他方の端部側に引き廻され、外部の電源装置に接続できるように構成されている。 Conductive wires connected to an external power supply device are connected to both ends of the heating element 21 (coiled heating wire). A conducting wire connected to one end of the heating element 21 is passed through the inside of the core member 22 described above, routed to the other end side of the heating element 21, and configured to be connected to an external power supply device. Has been.
また、ケーシング２３は、芯材２２と当該芯材２２の外周を被覆するように配設された発熱体２１とからなる構造物を更に被覆するための部材である。このケーシング２３としては、例えば、石英ガラス管や、セラミックス管、金属管、石英ガラス管の外周を金属管で被覆した複合管等、種々の管体を使用することができる。本実施形態においては、ケーシング２３として、石英ガラス管２３１の外周を金属管２３２で被覆した複合管を用いている。 The casing 23 is a member for further covering a structure including the core member 22 and the heating element 21 disposed so as to cover the outer periphery of the core member 22. As this casing 23, various tube bodies, such as a quartz tube, a ceramic tube, a metal tube, and a composite tube in which the outer periphery of the quartz glass tube is covered with a metal tube, can be used. In the present embodiment, a composite tube in which the outer periphery of the quartz glass tube 231 is covered with the metal tube 232 is used as the casing 23.
ここで、芯材２２及び発熱体２１により構成される構造物をケーシング２３内に設置するための固定具２４が配設されるケーシング２３の一方端２３ａには、ケーシング２３の内外を連通する連通部が形成されており、固定具２４及び連通部を介して、気体供給源から供給される気体が、ケーシング２３内を通過して、ケーシング２３の他方端２３ｂから吹き出されるように構成されている。つまり、連通部が気体の供給口として機能し、ケーシング２３の他方の端部２３ａが気体の吹出し口として機能する。そして、気体の供給口から導入された空気は、ケーシング２３内部に導かれ、ケーシング２３内部に配置される発熱体２１によって加熱され、ケーシング２３の他方の端部２３ｂ（吹き出し口）から加熱された状態となって吹き出すこととなる。なお、芯材２２に配置される規制部材２５は、上述のように、互いに隣接する線材間に隙間が形成されるコイル状部材２５ｂの中空軸部にリング状部材２５ａを挿入するようにして構成されているため、ケーシング２３の内部に導かれた空気が、コイル状部材２５ｂを構成する互いに隣接する線材間の隙間を通過して流れるため、空気がケーシング２３内部で詰まることなくスムーズに流れることができる。 Here, the one end 23a of the casing 23 in which the fixture 24 for installing the structure composed of the core member 22 and the heating element 21 in the casing 23 is disposed is connected to the inside and outside of the casing 23. The gas is supplied from the gas supply source through the fixture 24 and the communication part, passes through the casing 23, and is blown out from the other end 23b of the casing 23. Yes. That is, the communication portion functions as a gas supply port, and the other end 23a of the casing 23 functions as a gas outlet. The air introduced from the gas supply port is guided into the casing 23, heated by the heating element 21 disposed inside the casing 23, and heated from the other end 23 b (blow-out port) of the casing 23. It becomes a state and blows out. The restricting member 25 disposed on the core member 22 is configured such that the ring-like member 25a is inserted into the hollow shaft portion of the coil-like member 25b in which a gap is formed between adjacent wire members as described above. Therefore, the air guided into the casing 23 flows through the gaps between the adjacent wires constituting the coiled member 25b, so that the air flows smoothly without clogging inside the casing 23. Can do.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１が備える電力設定器３は、電源装置とヒータ２（発熱体２１）との間に配設される機器であり、発熱体２１に供給する電力を設定する機器である。この電力設定器３には、発熱体２１に供給する電力量を調節する調節部が設けられている。使用者はこの調節部を適宜操作することにより発熱体２１に供給する電力量を所望の値に設定することができ、電力設定器３は、設定された一定の電力を発熱体２１に供給する。なお、電力設定器３を電源装置内に組み込んで構成してもよい。 The power setting device 3 provided in the hot air heater control system 1 according to the present invention is a device arranged between the power supply device and the heater 2 (heating element 21), and sets the power supplied to the heating element 21. Equipment. The power setting unit 3 is provided with an adjusting unit that adjusts the amount of power supplied to the heating element 21. The user can set the amount of power supplied to the heating element 21 to a desired value by appropriately operating the adjusting unit, and the power setting unit 3 supplies the set constant power to the heating element 21. . In addition, you may comprise the power setting device 3 incorporating in a power supply device.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１が備える流量調節器４は、気体供給源から供給される気体の流量を調節してヒータ２の供給口に導く機能を有する機器であり、例えば、電気信号の入力によりバルブ開度を変更することができる弁体を使用することができる。好ましくは、バルブ開度を変更するモータを有するニードルバルブや、バルブ開度が変更可能な電磁弁を使用することができる。なお、流量調節器４における流量調節は、後述の制御部７の作動により行われるように構成されている。 The flow rate regulator 4 provided in the hot air heater control system 1 according to the present invention is a device having a function of adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source and leading it to the supply port of the heater 2. It is possible to use a valve element that can change the valve opening degree by inputting a signal. Preferably, a needle valve having a motor that changes the valve opening degree or an electromagnetic valve that can change the valve opening degree can be used. The flow rate adjustment in the flow rate adjuster 4 is configured to be performed by the operation of the control unit 7 described later.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１が備える温度設定器５は、ヒータ２の吹出し口から吹き出される気体の温度に関して、例えば、７００℃、８００℃、９００℃といった使用者が所望する温度条件を設定することができる機器である。なお、温度設定器５において設定された設定温度情報は、後述の制御部７に出力できるように構成されている。 Moreover, the temperature setting device 5 provided in the hot air heater control system 1 according to the present invention is a temperature desired by the user such as 700 ° C., 800 ° C., and 900 ° C. with respect to the temperature of the gas blown out from the outlet of the heater 2. It is a device that can set conditions. The set temperature information set in the temperature setter 5 is configured to be output to the control unit 7 described later.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１が備える熱風温度センサー６は、ヒータ２の吹出し口から吹き出される気体の温度を検出するためのセンサーであり、ヒータ２の吹出し口近傍に設置することが好ましい。この熱風温度センサー６は、所定時間内において検出した温度の平均値を検出温度として出力するように構成されることが好ましい。また、熱風温度センサー６は、単数でも複数でもよいが、複数配設する場合には、発熱体２１の中央部及び端部付近の温度を計測できるように配設することが好ましい。なお、熱風温度センサー６によって検出された検出温度情報は、後述の制御部７に出力できるように構成されている。また、複数の熱風温度センサー６を備える場合には、各熱風温度センサー６の検出温度の平均値を制御部７に出力するように構成することが好ましい。 The hot air temperature sensor 6 provided in the hot air heater control system 1 according to the present invention is a sensor for detecting the temperature of the gas blown out from the outlet of the heater 2, and is installed in the vicinity of the outlet of the heater 2. Is preferred. The hot air temperature sensor 6 is preferably configured to output an average value of temperatures detected within a predetermined time as a detected temperature. Moreover, although the hot air temperature sensor 6 may be single or plural, it is preferable to arrange the hot air temperature sensors 6 so that the temperatures near the center and the end of the heating element 21 can be measured. The detected temperature information detected by the hot air temperature sensor 6 is configured to be output to the control unit 7 described later. Further, when a plurality of hot air temperature sensors 6 are provided, it is preferable that the average value of the detected temperatures of the hot air temperature sensors 6 is output to the control unit 7.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１が備える制御部７は、流量調節器４、温度設定器５、及び、熱風温度センサー６に電気的に接続しており、熱風温度センサー６の検出温度が温度設定器５において設定された設定温度となるように、流量調節器４を制御して、ヒータ２の供給口に供給する気体流量を変化させる機能を有する機器である。例えば、流量調節器４としてバルブ開度を変更するモータを有するニードルバルブを採用する場合には、制御部７は、モータを駆動させることによってニードルバルブのバルブ開度を変化させることにより、熱風温度センサー６の検出温度が温度設定器５において設定された設定温度となるように、ニードルバルブがヒータ２の供給口に供給する気体流量を変化させる。また、流量調節器４としてバルブ開度を変更可能な電磁弁を採用する場合には、制御部７は、電磁弁のバルブ開度を変化させることにより、熱風温度センサー６の検出温度が温度設定器５において設定された設定温度となるように、ニードルバルブがヒータ２の供給口に供給する気体流量を変化させる。 The control unit 7 included in the hot air heater control system 1 according to the present invention is electrically connected to the flow rate adjuster 4, the temperature setting device 5, and the hot air temperature sensor 6. Is a device having a function of changing the flow rate of gas supplied to the supply port of the heater 2 by controlling the flow rate regulator 4 so that the set temperature is set in the temperature setter 5. For example, when a needle valve having a motor that changes the valve opening degree is employed as the flow rate regulator 4, the control unit 7 changes the valve opening degree of the needle valve by driving the motor, so that the hot air temperature The gas flow rate that the needle valve supplies to the supply port of the heater 2 is changed so that the detected temperature of the sensor 6 becomes the set temperature set in the temperature setting device 5. When a solenoid valve capable of changing the valve opening degree is adopted as the flow rate regulator 4, the control unit 7 changes the valve opening degree of the solenoid valve so that the temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is set to the temperature. The gas flow rate supplied to the supply port of the heater 2 by the needle valve is changed so that the set temperature set in the vessel 5 is reached.
制御部７の具体的構成としては、設定温度記憶部と、演算部と、制御信号出力部とを備えるものを好ましく例示することができる。設定温度記憶部は、温度設定器５において使用者が設定した設定温度（ヒータ２から吹き出させる熱風の設定温度）を記憶する機能を有しており、演算部は、設定温度記憶部において記憶された設定温度と、熱風温度センサー６が検出した検出温度との温度差を演算する機能を有している。制御信号出力部は、演算部にて算出した温度差が０となるように流量調節器４におけるバルブ開度を変化させる電気信号を流量調節器４に出力する機能を有している。このような制御部７は、例えば、熱風温度センサー６が検出した検出温度が設定温度よりも低い場合には、流量調節器４のバルブを閉じる方向に作動させる制御信号を流量調節器４に出力し、流量調節器４を介してヒータ２に供給される気体流量を減じる作動を行わせる。逆に、熱風温度センサー６が検出した検出温度が設定温度よりも高い場合には、流量調節器４のバルブを開ける方向に作動させる制御信号を流量調節器４に出力し、流量調節器４を介してヒータ２に供給される気体流量を増加させる作動を行わせる。 As a specific configuration of the control unit 7, a configuration including a set temperature storage unit, a calculation unit, and a control signal output unit can be preferably exemplified. The set temperature storage unit has a function of storing a set temperature (set temperature of hot air blown out from the heater 2) set by the user in the temperature setter 5, and the calculation unit is stored in the set temperature storage unit. The temperature difference between the set temperature and the detected temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is calculated. The control signal output unit has a function of outputting an electrical signal for changing the valve opening degree in the flow rate regulator 4 to the flow rate regulator 4 so that the temperature difference calculated by the calculation unit becomes zero. For example, when the detected temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is lower than the set temperature, such a control unit 7 outputs a control signal for operating the valve of the flow rate regulator 4 in the closing direction to the flow rate regulator 4. Then, the operation of reducing the gas flow rate supplied to the heater 2 through the flow rate regulator 4 is performed. On the contrary, when the detected temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is higher than the set temperature, a control signal for operating the valve of the flow rate regulator 4 to open the valve is output to the flow rate regulator 4. An operation for increasing the flow rate of the gas supplied to the heater 2 is performed.
ここで、制御部７は、図１に示すように独立して構成してもよいが、上述の流量調節器４内に組み込まれるように構成してもよい。或いは、温度設定器５内に組み込まれるように構成してもよい。 Here, although the control part 7 may be comprised independently as shown in FIG. 1, you may comprise so that it may be integrated in the above-mentioned flow volume regulator 4. FIG. Or you may comprise so that it may incorporate in the temperature setting device 5. FIG.
本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１は、上述のように、ヒータ２における発熱体２１に一定の電力を供給するように構成し、そして、ヒータ２から吹き出される熱風の温度制御を、流量調節器４に対して行うように構成されている。つまり、従来のように、一定の気体流量をヒータ２内部に供給しつつ、ヒータ２が有する発熱体２１に供給される電力を変動させて発熱体２１の発熱温度を制御する方式とは異なり、ヒータ２が有する発熱体２１に供給される電力を一定とした上で、ヒータ２に供給される気体流量を変動させることにより吹き出される熱風の温度制御を行う方式である。このような方式によれば、ヒータ２から吹き出されワークに付与される熱量を一定とすることが可能となる。より具体的に説明すると、従来の熱風ヒータコントロールシステム１の場合では、一定の気体流量がヒータ２内部に供給され、熱風温度センサー６の検出温度に基づいて発熱体２１に供給される電力を変動させる方式であるから、発熱体２１に供給される電力の変動に伴って、発熱体２１が発する熱量もダイレクトに変動し、その結果、発熱体２１からケーシング２３内を通過する気体に移動する熱量も大きく変動することとなる。これに対して、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１の場合では、ヒータ２が有する発熱体２１に供給される電力を一定としているため、発熱体２１が発する熱量は常に一定であり、その結果、発熱体２１からケーシング２３内を通過する気体に移動する熱量を略一定に維持することができ、ワークに対する加熱能力を効果的に一定とすることが可能となる。 As described above, the hot air heater control system 1 according to the present invention is configured to supply constant electric power to the heating element 21 in the heater 2, and the temperature control of the hot air blown from the heater 2 is performed by adjusting the flow rate. It is comprised so that it may be performed with respect to the container 4. FIG. That is, unlike the conventional method in which a constant gas flow rate is supplied to the inside of the heater 2 and the electric power supplied to the heating element 21 of the heater 2 is changed to control the heating temperature of the heating element 21, This is a system for controlling the temperature of hot air blown by changing the flow rate of gas supplied to the heater 2 while keeping the power supplied to the heating element 21 of the heater 2 constant. According to such a system, it becomes possible to make constant the amount of heat blown from the heater 2 and applied to the workpiece. More specifically, in the case of the conventional hot air heater control system 1, a constant gas flow rate is supplied into the heater 2, and the electric power supplied to the heating element 21 varies based on the temperature detected by the hot air temperature sensor 6. Therefore, the amount of heat generated by the heating element 21 also varies directly as the power supplied to the heating element 21 varies. As a result, the amount of heat that moves from the heating element 21 to the gas passing through the casing 23. Will also fluctuate greatly. On the other hand, in the case of the hot air heater control system 1 according to the present invention, since the electric power supplied to the heating element 21 of the heater 2 is constant, the amount of heat generated by the heating element 21 is always constant. The amount of heat transferred from the heating element 21 to the gas passing through the casing 23 can be maintained substantially constant, and the heating capacity for the workpiece can be effectively made constant.
また、吹出し口から流出する熱風の流れの状態が一定でないこと等に起因して熱風温度センサー６の検出温度に、実際の温度との間に誤差が生じている場合であっても、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１においては、ヒータ２が有する発熱体２１に供給される電力を一定としているため、ワークに対して供給される熱風が有する熱量には変化が生じず、ワークに対する加熱能力にばらつきが生じることがない。 Further, even if an error occurs between the detected temperature of the hot air temperature sensor 6 and the actual temperature due to the state of the flow of hot air flowing out from the outlet being not constant, the present invention. In the hot air heater control system 1 according to the above, since the electric power supplied to the heating element 21 of the heater 2 is constant, the amount of heat of the hot air supplied to the workpiece does not change, and the heating capability of the workpiece Variations will not occur.
また、本発明に係る熱風ヒータコントロールシステム１においては、気体流量を正確に計測し流量制御を行う高価なマスフローコントローラを要しないため、熱風ヒータコントロールシステム１の低価格化も実現することができる。 Moreover, since the hot air heater control system 1 according to the present invention does not require an expensive mass flow controller that accurately measures the gas flow rate and controls the flow rate, the hot air heater control system 1 can also be reduced in price.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、流量調節器４として、全開及び全閉のみの作動を行うＯＮ−ＯＦＦ電磁弁を採用し、単位時間当たりに複数回の全開及び全閉を繰り返しながら気体供給源から供給される気体をヒータ２における供給口に供給するように構成してもよい。例えば、１秒あたりに数十〜数百回の全開及び全閉を繰り返しながら気体供給源から供給される気体をヒータ２における供給口に供給するように構成してもよい。このようなＯＮ−ＯＦＦ電磁弁を流量調節器４として採用する場合、制御部７は、電磁弁における全閉状態の時間（期間）を変更することにより、熱風温度センサー６の検出温度が温度設定器５において設定された設定温度となるように、ＯＮ−ＯＦＦ電磁弁がヒータ２における供給口に供給する気体流量を変化させるように構成する。例えば、熱風温度センサー６が検出した検出温度が設定温度よりも低い場合には、電磁弁における全閉状態の時間を長くさせる制御信号を電磁弁に出力し、電磁弁を介してヒータ２に供給される気体流量を減じる作動を行わせる。逆に、熱風温度センサー６が検出した検出温度が設定温度よりも高い場合には、電磁弁における全閉状態の時間を短くさせる制御信号を電磁弁に出力し、電磁弁を介してヒータ２に供給される気体流量を増加させる作動を行わせる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, an ON-OFF solenoid valve that performs only fully open and fully closed operation is adopted as the flow rate regulator 4, and the gas supplied from the gas supply source is heated while repeating multiple fully open and fully closed per unit time. You may comprise so that it may supply to the supply port in 2. FIG. For example, you may comprise so that the gas supplied from a gas supply source may be supplied to the supply port in the heater 2, repeating the full open and the full close several dozens-several hundreds per second. When such an ON-OFF solenoid valve is employed as the flow rate regulator 4, the control unit 7 changes the time (period) of the fully closed state of the solenoid valve so that the temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is set to the temperature. The ON-OFF solenoid valve is configured to change the flow rate of gas supplied to the supply port in the heater 2 so that the set temperature set in the vessel 5 is obtained. For example, when the detected temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is lower than the set temperature, a control signal for extending the time of the fully closed state of the solenoid valve is output to the solenoid valve and supplied to the heater 2 via the solenoid valve. To reduce the gas flow rate. Conversely, when the detected temperature detected by the hot air temperature sensor 6 is higher than the set temperature, a control signal for shortening the time of the fully closed state of the solenoid valve is output to the solenoid valve, and is sent to the heater 2 via the solenoid valve. An operation for increasing the gas flow rate to be supplied is performed.
このような構成を採用する場合であっても、上述の効果と同様な効果を得ることができる上、以下のような更なる効果を発揮することができる。すなわち、ＯＮ−ＯＦＦ電磁弁は、単位時間当たりに複数回の全開及び全閉を繰り返しながら、気体供給源から供給される気体をヒータ２における供給口に供給するため、ヒータ２のケーシング２３内に導かれた気体は、脈動してケーシング２３内を通過することとなる。この気体流れの脈動によって、ケーシング２３内を通過する気体には様々な渦や複雑な流れが形成され、気体のミキシング効果が向上し、発熱体２１から気体への熱伝達率が大幅に増加することとなる。この結果、発熱体２１からケーシング２３内の気体への熱移動をより一層効率よく行うことができ、発熱体２１の温度と、ヒータ２から吹き出される熱風の温度との温度差を小さくすることが可能となる。これにより、より高い温度を吹き出すことができる熱風ヒータ２を得ることが可能となる。つまり、仮に、気体流れに脈動流れを利用しない場合に、発熱体２１の使用温度限界を１２００℃とし、当該１２００℃で８００℃の熱風が形成されるとすると、気体流れに脈動流れを利用する場合には、例えば、発熱体２１の温度が１０００℃で８００℃の熱風を形成することができるようになり、発熱体２１の温度を更に２００℃上昇させて使用することができる。このように発熱体２１の温度として２００℃の余裕が生まれるため、この発熱体２１の温度のプラス２００℃分に相当する温度分だけ熱風温度を上昇させることが可能となる。また、気体流れに脈動流れを利用して、発熱体２１の温度が１０００℃で８００℃の熱風を形成して使用する場合には、発熱体２１の温度を１２００℃とする場合よりも、発熱体２１に供給する電力量を低減することが可能となり、更には、発熱体２１の素材やケーシング２３の素材として、高温強度の低い素材を使用することが可能となり、ヒータ２の低価格化を図ることが可能となる。 Even when such a configuration is adopted, the same effects as described above can be obtained, and the following further effects can be exhibited. That is, the ON-OFF solenoid valve supplies the gas supplied from the gas supply source to the supply port in the heater 2 while repeating the full opening and closing a plurality of times per unit time. The introduced gas pulsates and passes through the casing 23. Due to the pulsation of the gas flow, various vortices and complicated flows are formed in the gas passing through the casing 23, the gas mixing effect is improved, and the heat transfer rate from the heating element 21 to the gas is greatly increased. It will be. As a result, heat transfer from the heating element 21 to the gas in the casing 23 can be performed more efficiently, and the temperature difference between the temperature of the heating element 21 and the temperature of hot air blown from the heater 2 can be reduced. Is possible. Thereby, it becomes possible to obtain the hot air heater 2 which can blow out a higher temperature. In other words, if the pulsating flow is not used for the gas flow, and the operating temperature limit of the heating element 21 is set to 1200 ° C. and hot air of 800 ° C. is formed at the 1200 ° C., the pulsating flow is used for the gas flow. In this case, for example, hot air of 800 ° C. can be formed when the temperature of the heating element 21 is 1000 ° C., and the temperature of the heating element 21 can be further increased by 200 ° C. for use. Thus, since a margin of 200 ° C. is generated as the temperature of the heating element 21, the hot air temperature can be increased by a temperature corresponding to plus 200 ° C. of the temperature of the heating element 21. In addition, when using a pulsating flow for the gas flow and forming hot air of 800 ° C. at a temperature of the heating element 21 of 1000 ° C., the heating element 21 generates heat more than when the temperature of the heating element 21 is set to 1200 ° C. It is possible to reduce the amount of electric power supplied to the body 21, and furthermore, it is possible to use a material with low high-temperature strength as the material of the heating element 21 and the material of the casing 23, thereby reducing the price of the heater 2. It becomes possible to plan.
１ 熱風ヒータコントロールシステム
２ ヒータ
２１ 発熱体
２２ 芯材
２３ ケーシング
２３ａ ケーシングの一方端（気体の供給口）
２３ｂ ケーシングの他方（気体の吹き出し口）
３ 電力設定器
４ 流量調節器
５ 温度設定器
６ 熱風温度センサー
７ 制御部
1 Hot Air Heater Control System 2 Heater 21 Heating Element 22 Core Material 23 Casing 23a One end of the casing (gas supply port)
23b The other side of the casing (gas outlet)
3 Electric power setting device 4 Flow rate adjusting device 5 Temperature setting device 6 Hot air temperature sensor 7 Control unit
Claims (5)
前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、
気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、
前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、
前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、
前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、
前記流量調節器は、バルブ開度を変更するモータを有するニードルバルブであり、
前記制御部は、前記モータを駆動させることによって前記ニードルバルブのバルブ開度を変化させることにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記ニードルバルブが前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステム。 In a cylindrical casing having both a gas supply port and a blowout port at both ends, a heater having a heating element that generates heat by supplying power;
A power setting device for setting power to be supplied to the heating element;
A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source and leading it to the supply port of the heater;
A temperature setter for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blowout opening;
A hot air temperature sensor for detecting the temperature of the gas blown out from the outlet,
A control unit that controls the flow rate controller to change the gas flow rate supplied to the supply port so that the detected temperature of the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter ;
The flow controller is a needle valve having a motor for changing the valve opening,
The control unit changes the valve opening degree of the needle valve by driving the motor so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes a set temperature set in the temperature setting device. A hot air heater control system , characterized in that the flow rate of gas supplied to the supply port by the valve is changed .
前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、 A power setting device for setting power to be supplied to the heating element;
気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、 A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source and leading it to the supply port of the heater;
前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、 A temperature setter for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blowout opening;
前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、 A hot air temperature sensor for detecting the temperature of the gas blown out from the outlet,
前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、 A control unit that controls the flow rate controller to change the gas flow rate supplied to the supply port so that the detected temperature of the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter;
前記流量調節器は、バルブ開度を変更可能な電磁弁であり、 The flow controller is a solenoid valve capable of changing the valve opening,
前記制御部は、前記電磁弁のバルブ開度を変化させることにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記電磁弁が前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステム。 The control unit supplies the electromagnetic valve to the supply port so that the detected temperature of the hot air temperature sensor becomes a set temperature set in the temperature setting device by changing a valve opening degree of the electromagnetic valve. The hot air heater control system is characterized by changing the gas flow rate.
前記発熱体に供給する電力を設定する電力設定器と、 A power setting device for setting power to be supplied to the heating element;
気体供給源から供給される気体の流量を調節して前記ヒータの前記供給口に導く流量調節器と、 A flow controller for adjusting the flow rate of the gas supplied from the gas supply source and leading it to the supply port of the heater;
前記吹出し口から吹き出される気体の温度に関し所望の温度を設定する温度設定器と、 A temperature setter for setting a desired temperature with respect to the temperature of the gas blown from the blowout opening;
前記吹出し口から吹き出される気体の温度を検出する熱風温度センサーと、を備え、 A hot air temperature sensor for detecting the temperature of the gas blown out from the outlet,
前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記流量調節器を制御して前記供給口に供給する気体流量を変化させる制御部を備えており、 A control unit that controls the flow rate controller to change the gas flow rate supplied to the supply port so that the detected temperature of the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter;
前記流量調節器は、電磁弁であり、単位時間当たりに複数回の全開及び全閉を繰り返しながら気体供給源から供給される気体を前記供給口に供給しており、The flow rate regulator is a solenoid valve, and supplies gas supplied from a gas supply source to the supply port while repeating full opening and closing a plurality of times per unit time.
前記制御部は、前記電磁弁における全閉状態の時間を変更することにより、前記熱風温度センサーの検出温度が前記温度設定器において設定された設定温度となるように、前記電磁弁が前記供給口に供給する気体流量を変化させることを特徴とする熱風ヒータコントロールシステム。The control unit changes the time of the fully closed state of the solenoid valve so that the solenoid valve has the supply port so that the temperature detected by the hot air temperature sensor becomes the set temperature set in the temperature setter. The hot air heater control system is characterized by changing the flow rate of gas supplied to the heater.
The hot air heater control system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the hot air temperature sensor outputs an average value of temperatures detected within a predetermined time as a detected temperature.
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