JP2019211227A - Temperature measurement system, heating furnace, and workpiece temperature acquisition method in heating furnace - Google Patents
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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温度計測システム、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。 The present invention relates to a temperature measurement system, a heating furnace, and a work temperature acquisition method in a heating furnace used when, for example, a plurality of metal parts made of aluminum or the like are joined together by brazing.
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)。 Conventionally, this type of heating furnace includes a heater for heating the inside of the furnace and a temperature sensor for detecting the temperature in the furnace, and controls the output of the heater based on the temperature detected by the temperature sensor. Thus, there is known one in which the temperature in the furnace is set to the set temperature (see, for example, Patent Document 1).
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。 In the heating furnace, when the workpiece located in the furnace is heated by the heater, whether or not the temperature of the workpiece located in the furnace is heated to a target temperature even if the temperature in the furnace is heated to the set temperature. Cannot be determined. For this reason, in the said heating furnace, the temperature of a workpiece | work may not be heated to the target temperature. If the workpiece is not heated to the target temperature, poor bonding may occur when the metal parts are connected to each other by brazing.
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温度計測システム、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。 An object of the present invention is to provide a temperature measurement system, a heating furnace, and a workpiece temperature acquisition method in the heating furnace that can accurately acquire the temperature of the workpiece heated in the furnace.
本発明の温度計測システムは、前記目的を達成するために、ワークに到達する電磁波を吸収または遮蔽するように設けられる遮蔽壁と、該遮蔽壁によって少なくとも部分的に区画形成された領域におけるワークの温度を検出するように設けられる非接触式の温度計と、を備えている。 In order to achieve the above object, the temperature measurement system of the present invention includes a shielding wall provided to absorb or shield electromagnetic waves reaching the workpiece, and a workpiece in an area at least partially partitioned by the shielding wall. A non-contact thermometer provided to detect the temperature.
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、熱放射によってワークに到達する電磁波を遮蔽壁によって吸収または遮蔽し、遮蔽壁によって電磁波の到達が吸収または遮蔽された状態のワークの温度を、非接触式の温度計によって計測する。 The workpiece temperature acquisition method in a heating furnace of the present invention is a workpiece temperature acquisition method in a heating furnace that acquires the temperature of a workpiece heated by a heater in order to achieve the above-described object. The electromagnetic wave that reaches is absorbed or shielded by the shielding wall, and the temperature of the workpiece in which the arrival of the electromagnetic wave is absorbed or shielded by the shielding wall is measured by a non-contact thermometer.
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影響を小さくした状態でワークの温度が取得される。 Thereby, when acquiring the temperature of a workpiece | work with a thermometer, the temperature of a workpiece | work is acquired in the state which made the influence of the electromagnetic waves emitted by the thermal radiation from a heater small.
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。 According to the present invention, the temperature of the workpiece can be acquired in a state where the influence of the electromagnetic wave emitted by the thermal radiation from the heater is reduced.
図1乃至図4は、本発明の一実施形態を示すものである。 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
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。
A
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Moreover, as shown in FIG. 2, the
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のゾーン1〜nから連結部40aに到達する電磁波を遮蔽する遮蔽壁40cが設けられている。遮蔽壁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。
On both sides of the connecting
また、遮蔽壁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、遮蔽壁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、遮蔽壁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蔽壁40cの壁面を冷却するものである。
Further, on the surface of the
また、壁面冷却部40d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、壁面冷却部40dからの熱反射の影響を抑制するための仮反射部40eが設けられている。仮反射部40eは、例えばドライエッチングによって表面に微細な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。
Further, the surface of the wall
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。
The
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。
The heat exchanger W that has been cooled in the
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。
Moreover, the
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。
The
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。
On the input side of the
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。
As the plurality of thermometers 71-1 to 71-n, a two-color radiation thermometer that measures the temperature by comparing the brightness of two different measurement wavelengths is used. As shown in FIG. 2, the plurality of thermometers 71-1 to 7-n are attached to the outside of the furnace of the window 40b, and measure the temperature of a low reflection portion (described later) of the heat exchanger W conveyed by the
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。
The heat exchanger W includes a pair of
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。
One
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。
On the outer peripheral surface of the
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。
The
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。
In the
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。
When the heat exchanger W is brazed by the
熱交換器Wの温度は、遮蔽壁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。
Since the temperature of the heat exchanger W is measured by the thermometers 71-1 to n in the connecting
熱交換器Wの温度を計測する際には、温度計71−1〜nによって熱交換器Wに設けられた低反射部80の温度を計測する。低反射部80は、温度計71−1〜nによって取得した画像の画像処理パターン認識によって特定することが可能である。また、低反射部80の温度を取得するためには、搬送装置10の駆動ローラ11の回転数を計測し、温度計71−1〜nによって低反射部80が計測されるタイミングにおける温度計71−1〜nの検出結果を、低反射部80の温度として取得してもよい。
When measuring the temperature of the heat exchanger W, the temperature of the
また、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、温度計71−1〜nによって熱交換器Wの低反射部80の温度を計測する。
Moreover, the
これにより、熱交換器Wの温度は、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。
Thereby, the temperature of the heat exchanger W is acquired in a state where the influence of the reflection of the electromagnetic wave emitted by the heat radiation from the
このように、本実施形態の温度計測システムによれば、熱交換器Wに到達する電磁波を遮蔽するように設けられる遮蔽壁40cと、遮蔽壁40cによって区画形成された連結部40aにおける熱交換器Wの温度を検出するように設けられる非接触式の温度計71−1〜nと、を備えている。
As described above, according to the temperature measurement system of the present embodiment, the shielding
また、本実施形態の加熱炉によれば、炉内に位置する熱交換器Wの温度を検出する非接触式の温度計71−1〜nと、温度計71−1〜nによって炉内の熱交換器Wの温度を検出する際に、熱放射によって熱交換器Wに到達する電磁波を遮蔽する遮蔽壁40cと、を備えている。
Moreover, according to the heating furnace of this embodiment, the non-contact-type thermometers 71-1 to n for detecting the temperature of the heat exchanger W located in the furnace and the thermometers 71-1 to n in the furnace When detecting the temperature of the heat exchanger W, a shielding
また、本実施形態のワーク温度取得方法によれば、熱放射によって熱交換器Wに到達する電磁波を遮蔽壁40cによって遮蔽し、遮蔽壁40cによって電磁波の到達が遮蔽された状態の熱交換器Wの温度を、非接触式の温度計71−1〜nによって計測する。
Further, according to the work temperature acquisition method of the present embodiment, the electromagnetic wave reaching the heat exchanger W by heat radiation is shielded by the shielding
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。
Thereby, since the temperature of the heat exchanger W can be acquired in a state where the influence of the electromagnetic wave emitted by the heat radiation from the
また、温度計71−1〜nは、二色式の放射温度計である。 The thermometers 71-1 to 71-n are two-color radiation thermometers.
これにより、熱交換器Wと放射率が異なる、ろう付けの際に生じるヒュームや、加工油、フラックス等が熱交換器Wに付着した状態においても、確実に熱交換器Wの温度を計測することが可能となる。 Thereby, the temperature of the heat exchanger W is reliably measured even in a state where fumes generated during brazing, processing oil, flux, and the like, which have an emissivity different from that of the heat exchanger W, are attached to the heat exchanger W. It becomes possible.
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。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
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。
Moreover, in the said embodiment, what applied this invention to the
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。
In the above embodiment, a two-color radiation thermometer is used as the
また、前記実施形態では、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を有する遮蔽壁40cを示したが、これに限られるものではない。熱交換器Wの温度を計測する際に、加熱炉40のゾーン1〜n側と連結部40a側とを仕切るものであれば、例えば、開口40c1を有さない可動式の遮蔽壁によって、熱交換器Wの温度の計測の際にのみ加熱炉40のゾーン1〜n側と連結部40a側とを仕切るようにしてもよい。この場合には、熱交換器Wの温度の計測時以外に、遮蔽壁を加熱炉40外に位置させることが可能となるので、遮蔽壁の連結部40a側の面を冷却する壁面冷却部40dを必要としない。また、この場合には、熱交換器Wを通過させるための開口が必要なくなることから、加熱炉40のゾーン1〜n側と連結部40a側とを完全に仕切ることが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, it is provided so that the zone 1-n side of the
40…加熱炉、40c…遮蔽壁、41…電熱ヒータ、70…コントローラ、71−1〜n…温度計、W…熱交換器。 40 ... heating furnace, 40c ... shielding wall, 41 ... electric heater, 70 ... controller, 71-1 to n ... thermometer, W ... heat exchanger.
Claims (4)
該遮蔽壁によって少なくとも部分的に区画形成された領域におけるワークの温度を検出するように設けられる非接触式の温度計と、を備えた
温度計測システム。 A shielding wall provided to absorb or shield electromagnetic waves reaching the workpiece;
And a non-contact thermometer provided to detect the temperature of the workpiece in an area at least partially partitioned by the shielding wall.
請求項1に記載の温度計測システム。 The temperature measurement system according to claim 1, wherein the thermometer is a two-color radiation thermometer.
加熱炉。 A heating furnace comprising the temperature measurement system according to claim 1.
熱放射によってワークに到達する電磁波を遮蔽壁によって吸収または遮蔽し、
遮蔽壁によって電磁波の到達が吸収または遮蔽された状態のワークの温度を、非接触式の温度計によって計測する
加熱炉内におけるワーク温度取得方法。 A workpiece temperature acquisition method in a heating furnace for acquiring the temperature of a workpiece heated by a heater,
The electromagnetic wave that reaches the workpiece by thermal radiation is absorbed or shielded by the shielding wall,
A method for obtaining a workpiece temperature in a heating furnace in which the temperature of a workpiece in which the arrival of electromagnetic waves is absorbed or shielded by a shielding wall is measured by a non-contact type thermometer.
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