JPH0811022A

JPH0811022A - 熱交換器の解体方法

Info

Publication number: JPH0811022A
Application number: JP14626194A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Ikeda; 泰成池田; Mitsuzo Gamo; 光造蒲生; Katsushi Suzuki; 勝志鈴木; Katsumi Mogi; 克己茂木; Yutaka Saito; 豊斎藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JP2845134B2

Abstract

(57)【要約】【目的】熱交換器の放熱部と銅管とを容易にしかも低
コストで分離することができる熱交換器の解体方法を提
供する。【構成】銅管３を所定の間隔を置いて複数の放熱薄板
２ａを貫通させた熱交換器１を、放熱部２の対向する内
壁を接触させるように、銅管３の軸芯方向と平行した回
転軸を中心に回転するローラ５ａ，５ｂの間を搬送して
圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばクーラなどに組
み込まれる熱交換器の解体方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クーラなどに組み込まれる熱交換器は、
主に、高純度の銅管とアルミニウム製の複数の放熱薄板
を用いた放熱部とで構成され、放熱部に銅管を挿入した
後に銅管の内径が金具又は気体等により拡径され、これ
によって銅管と放熱部とが圧着されている。このような
熱交換器は、銅管と放熱部との分離回収が困難であり、
その合金用途がほとんどないため、産業廃棄物として処
理されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、クーラなどの
消費の増大に伴い、熱交換器の廃棄量も増大し、そのリ
サイクルの確立が要請されていた。

【０００４】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされ、熱交換器の放熱部と銅管とを容易にしかも
低コストで分離することができる熱交換器の解体方法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
熱交換器の解体方法は、単数または複数の金属管を所定
の間隔を置いて複数の放熱薄板に貫通させた熱交換器
を、前記金属管の外周長を拡張させることにより前記放
熱薄板の貫通穴内壁方向より放熱薄板を破断させる。

【０００６】また、本発明の熱交換器の解体方法は、好
ましくは、前記金属管の対向する内壁を接触させるよう
に、前記金属管の軸芯方向と平行した軸を中心に回転す
る少なくとも２つのローラ間で前記金属管の軸芯方向に
直交する方向に圧延する工程を有する。

【０００７】また、本発明の熱交換器の解体方法は、好
ましくは、前記金属管の対向する内壁を接触させると共
に、隣接する前記金属管を相互に接触させるように前記
熱交換器を圧延する。

【０００８】また、本発明の熱交換器の解体方法は、好
ましくは、前記圧延前の前記金属管の直径（ｄ）に対す
る前記圧延後の前記金属管の圧延方向の幅（ｊ）の比率
（ｊ／ｄ）が２．０〜４．５である。

【０００９】また、本発明の熱交換器の解体方法は、好
ましくは、比重選鉱法によって、前記圧延された熱交換
器を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分離
する。

【００１０】また、本発明の熱交換器の解体方法は、好
ましくは、前記圧延によって生じた前記熱交換機の前記
放熱薄板の少なくとも最大破片を通過可能な大きさの目
を有するスクリーンによって、前記圧延された熱交換器
を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分離す
る。

【００１１】さらに、本発明の熱交換器の解体方法は、
好ましくは、所定の風圧によって、前記圧延された熱交
換器を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分
離する。

【００１２】

【作用】本発明の熱交換器の解体方法では、例えば、単
数または複数の金属管を所定の間隔を置いて複数の放熱
薄板に貫通させた熱交換器から金属管および放熱薄板以
外の部材の一部あるいは全部を除去する。その後、熱交
換器を、前記金属管の対向する内壁を接触させるよう
に、前記金属管の軸芯方向と平行した軸を中心に回転す
る少なくとも２つのローラ間で前記金属管の軸芯方向に
直交する方向に圧延する。このとき、前記金属管の対向
する内壁を接触させると共に、隣接する前記金属管を相
互に接触させるように熱交換器の圧延を行ってもよい。
このとき、圧延処理が行われた熱交換器の金属管の圧延
方向の幅（ｊ）と、圧延前の金属管の直径（ｄ）との比
率（ｊ／ｄ）は２．０〜４．５である。

【００１３】その後、例えば、圧延された熱交換器の解
砕処理および分別処理が順に行われる。分別処理は、例
えば、前記圧延された熱交換器を、前記放熱薄板の比重
以上で前記金属管の比重以下の液体に入れる。このよう
に液体中に入れられた熱交換器は、当該液体に比べて比
重の小さな放熱薄板は浮上し、比重の大きな金属管は液
体中に沈澱する。従って、放熱薄板と金属管とを容易に
分離できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の熱交換器の解体方法の一実施
例について説明する。図１は、本実施例の熱交換器の解
体方法における処理を説明するためのフローチャートで
ある。図１に示すように、本実施例の熱交換器の解体方
法では、前処理の後にロール圧延処理が行われ、その後
解砕処理が行われ、最後に分別処理が行われる。

【００１５】先ず、本実施例の熱交換器の解体方法によ
って解体される熱交換器を図２および図３を参照しなが
ら説明する。図２は実際の熱交換器から切り出した熱交
換器１およびローラ圧延装置５の外観斜視図である。図
３は図２に示す断面線III −III'における熱交換器の断
面図である。図４は図２に示す熱交換器１の側面図であ
る。熱交換器１は、例えば、クーラなどに組み込まれ、
図２に示すように、アルミニウムを用いた複数の放熱薄
板２ａを近接した所定間隔で配置して構成される放熱部
２と、銅管３とを有する。各放熱薄板２ａのぞれぞれに
は、その長手方向の一直線状に沿って所定間隔で３つの
穴２ａ１が形成され、図２〜４に示すように、これらの
穴２ａ１を銅管３が貫通している。放熱部２には例えば
熱交換器１をクーラの内部に支持するたための鉄製など
の支持金具が装着されている。この支持金具は熱交換器
１の種類によっては装着されていない。

【００１６】次に、本実施例の熱交換器の解体方法に用
いられるローラ圧延に装置について説明する。ローラ圧
延装置５は、図２に示すようにローラ５ａ，５ｂを有
し、ローラ５ａとローラ５ｂとの間に熱交換器１の搬送
経路１０が位置する。

【００１７】以下、図１に示す本実施例の熱交換器の解
体方法の各処理について詳細に説明する。前処理熱交換器１に装着された支持金具が放熱部２および銅管
３と異なる材質である場合には、例えばハンドグライダ
ーやノコギリなどを用いて、支持金具を切断して除去す
る。このように後述するロール圧延処理に先立って支持
金具を除去することで、ロール圧延処理を行った後に支
持金具を除去する場合のように圧延された放熱部２およ
び銅管３と絡み合った状態の支持金具を除去する必要が
なくなり処理が容易になる。

【００１８】また、前処理では、熱交換器１の厚みが後
述するロール圧延処理で処理可能な厚みよりも厚い場合
には、例えば、ローラ圧延装置５に挿入する側に位置す
る熱交換器１の端部あるいは熱交換器１の全体をローラ
圧延装置５による処理が可能な厚みになるように予めプ
レス成形する。このように、熱交換器１を予めプレス成
形することで、後に行われるロール圧延処理をロールギ
ャップを広げずに行うことができ、多段圧延処理を行う
必要がなくなる。

【００１９】また、前処理では、熱交換器１の形状がフ
ラット形状でなく、例えば図７に示すようなＬ字形状や
Ｖ字形状や一部にＵ字形状を有する場合には、熱交換器
１を予めプレス成形してフラット形状にする。これによ
って、後に行われるロール圧延処理を効率的に行うこと
ができる。また、このようにプレス成形を行っても、解
砕処理および分別処理の特性には影響を与えることはな
い。

【００２０】ロール圧延処理上述した前処理を終了した熱交換器１は、所定の搬送装
置によって、図２に示すように銅管３の軸芯方向とロー
ラ圧延装置５のローラ５ａ，５ｂの回転軸とを一致させ
た姿勢でローラ圧延装置５に向かって搬送される。この
ようにして搬送された熱交換器１は、ローラ圧延装置５
によって、銅管３の軸芯方向に対して直交する方向に圧
延され図５に示すような形状になる。図５に示すように
圧延後の熱交換器１は、銅管３の内壁が接触し、銅管３
の軸芯に沿って放熱部２に切れ目が生じる。ここで、図
４に示す圧延前の銅管３の外径ｄに対する図５に示す圧
延された銅管３の圧延方向の径ｊの比（ｊ／ｄ）は、
２．０〜４．５である。このとき、比（ｊ／ｄ）が４．
５を越えると、銅管３に放熱部２が固着し、分離が困難
になることが確認されている。また、比（ｊ／ｄ）が
１．５以下では、銅管３の内壁は接触しなく、また、隣
接する銅管３も接触しないため、放熱部２と銅管３との
分離が困難であることが確認されている。

【００２１】このようにロール圧延処理が行われた熱交
換器１は、放熱部２と銅管３とでは展伸性が異なること
から、ローラ圧延装置５によって圧延された放熱部２に
は切れ目が生じ、放熱部２の分解が容易になる。このよ
うに、熱交換器１を銅管３の軸芯方向に対して直交する
方向に圧延することで、熱交換器１を銅管３の軸芯方向
に圧延したときのように放熱部２が銅管３を包んだまま
伸びることによって切れ目効果が薄れることを抑制でき
る。

【００２２】ローラ圧延装置５のロール５ａ，５ｂ間の
ギャップは、ロール圧延によって、放熱部２に適当な切
れ目が生じると共に、放熱部２と銅管３との剥離を容易
にできる程度に決定する。これは、ロールギャップが広
すぎると放熱部２に適当な切れ目が発生せず、また、ロ
ールギャップが狭すぎると銅管３に放熱部２が付着して
剥離が困難になるためである。また、ロール圧延処理に
おいて生じる発熱による温度上昇によって、放熱部２と
銅管３とが固着してしまう場合には、ロール圧延処理を
開始する前にロール５ａ，５ｂや熱交換器１を予め冷却
してもよい。上述したローラ圧延処理が行われた後で
は、熱交換器１の放熱部２と銅管３とは軽く結合し、図
６に示すように分離可能である。

【００２３】解砕処理解砕処理では、ローラ圧延処理を終えた熱交換器１に所
定の振動、衝撃、打撃あるいは水撃などの機械的外力を
加えることで、放熱部２と銅管３とを単体に解砕する。
振動により機械的外力を加える手法としては例えばボー
ルミルが用いられ、衝撃により機械的外力を加える手法
としては例えばインパクトクラッシャーが用いられる。
解砕処理では、解砕される放熱部２の大きさは、熱交換
器１に加えられる機械的外力に反比例する。すなわち、
熱交換器１に加える機械的外力を小さくする程、大きな
放熱部２を得る。熱交換器１に加えられる機械的外力の
大きさは、後に行われる分別処理の手法の種類に応じて
決定される。

【００２４】分別処理上述した解砕処理を終了した後に行われ、解砕処理にお
いて単体に解砕された放熱部２と銅管３とを、その形状
差や物性差を利用して分別する。この分別処理では、例
えば、前述した解砕処理において解砕された放熱部２の
うち最大の大きさのものを通過可能な目を有するスクリ
ーンに、解砕処理を終えた熱交換器１を通過させて行
う。このとき、解砕された熱交換器１のうち放熱部２は
上記スクリーンを通過するのに対して銅管３は通過しな
いため、放熱部２と銅管３とを分別できる。上記スクリ
ーンとしては、傾斜固定スクリーンの他、例えば、振動
スクリーンが用いられる。振動スクリーンを用いれば、
その振動によって、熱交換器１がさらに解砕を受け分別
効果を高めることができる。

【００２５】分別処理として、上述したスクリーンを用
いたものの他、例えば、放熱部２の材質であるアルミニ
ウムと銅管３の材質である銅との比重に相違があること
を利用した重液選別を行ってもよい。この場合、アルミ
ニウムの比重が約２．７１であり、銅の比重が約８．９
２であることから、比重が２．７１より大きな例えば四
臭化エタンなどの溶液、２００ｍｅｓｈ程度に粉砕した
フェロシリコンあるいは磁鉄鉱などを用いて比重２．７
１以上に調合した擬重液が用いられる。このような擬重
液中に解砕処理された熱交換器１を入れ、放熱部２を浮
上物とし、銅管３を沈澱物とすることで、放熱部２と銅
管３とを分別して回収できる。

【００２６】また、分別処理として、銅とアルミニウム
の比重差や、解砕処理が行われた放熱部２と銅管３との
形状差を利用して風篩選別を行ってもよい。この風篩選
別の原理はもみ殻の選別と同じである。すなわち、比重
が軽く形状が小さな放熱部２は風によって飛ばされある
いは吸い込まれるが、比重が重く形状が大きな銅管３は
風に飛ばされたり吸い込まれたりしないことを利用して
放熱部２と銅管３とを分別する。分別処理としては、風
篩選別の他に水篩選別をおこなってもよい。

【００２７】以下、本発明をさらに具体的な実施例に基
づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されな
い。実施例１本実施例の熱交換器の解体方法では、図２に示す熱交換
器１として２００ｍｍ×２００ｍｍ×２２ｍｍ（ａ×ｂ
×ｃ）の平板状のものを用いた。熱交換器１の銅管３は
図４に示すように外径ｄが１０ｍｍ、肉厚ｅが１．０ｍ
ｍ、隣接する銅管３の相互間の距離ｆが約１５．４ｍｍ
であり、一列に配置されていた。

【００２８】前処理熱交換器１に装着された支持金具を金属鋸を用いて切断
して除去した。

【００２９】ロール圧延処理図２に示すように、銅管３の軸芯方向とローラ圧延装置
５のローラ５ａ，５ｂの回転軸とを一致させた姿勢で熱
交換器１を搬送し、熱交換器１をローラ圧延装置５によ
って銅管３の軸芯方向と直交する方向に圧延した。ロー
ラ圧延装置５のロール速度は１０ｍ／ｍｉｎとし、ロー
ルギャップは１ｍｍとした。ロール圧延処理後、熱交換
器１の形状は図５に示すように２１０ｍｍ×６００ｍｍ
×０．８〜１．７ｍｍ（ｇ×ｈ×ｉ）となり、銅管３の
軸芯に沿って放熱部２に切れ目が生じた。圧延後の熱交
換器１は、図５に示すように、銅管３の内壁が接触して
いる。このとき、図５に示すように圧延された銅管３の
圧延方向の径ｊは約２３．５ｍｍになった。すなわち、
圧延前の銅管３の外径１０．０ｍｍに対して圧延後の銅
管３の圧延方向の外径の比は、２．３５（２３．５／１
０．０）になった。

【００３０】解砕処理ボールミルを用いて、ロール圧延処理を行った熱交換器
１の解砕処理を行った。このとき、ボールミルは、直径
７３２ｍｍ×６４０ｍｍで、直径４７ｍｍで重量４１８
ｇの投入ボールを有し、ボールミル回転数が２７回転／
分であった。また、ボールミルの回転時間は約２分であ
った。解砕処理後、放熱部２と銅管３とは分離し、放熱
部２は解砕された。これによって、銅管３は２３．５ｍ
ｍ×２００ｍｍの平板状の破片となり、放熱部２は２
３．５ｍｍ×５０〜１０ｍｍの平板状の破片となった。
また、目視では、銅管３にはアルミニウムの付着物は確
認されなかった。

【００３１】分別処理解砕処理による熱交換器１の解砕産物をスクリーンを用
いてフィードし、手篩により分別を行った。このとき、
１５２ｇの熱交換器１の解砕産物（放熱部２の重量７７
ｇ、銅管３の重量７５ｇ）について、篩の目開きのサイ
ズとして４０ｍｍ×４０ｍｍのスクリーンを用いた。そ
の結果、８ｇの放熱部２が回収された。また、篩の目開
きのサイズが３０ｍｍ×３０ｍｍのスクリーンを用いた
場合には３１ｇの放熱部２が回収された。さらに、篩の
目開きのサイズが１２０ｍｍ×４０ｍｍのスクリーンを
用いた場合には３８ｇの放熱部２が回収され、銅管３は
目を通過しないため、篩上には銅管３のみが残った。

【００３２】実施例２本実施例の熱交換器の解体方法では、前処理、ロール圧
延処理および解砕処理については前述した実施例１と同
じであった。本実施例では、２０リットルのポリ容器に
１５リットルの比重２．９の四臭化エタン溶液を入れ、
解砕処理によって生じた解砕産物をフィードし、浮沈さ
せた。これによって、銅管３はポリ容器の底に沈澱し、
放熱部２は全て四臭化エタン溶液中に浮上した。そし
て、放熱部２を回収することにより放熱部２と銅管３と
を１００％の選別率で分離できた。

【００３３】比較例ロール圧延処理を除いて上述した実施例１と同一の条件
で試験を行った。本比較例では、図２に示す銅管３の軸
芯方向とローラ圧延装置５のローラ５ａ，５ｂの回転軸
と直交させた姿勢で熱交換器１を搬送し、熱交換器１を
ローラ圧延装置５によって銅管３の軸芯方向に沿った方
向に圧延した。ロール圧延処理後、熱交換器１の形状は
図５において５５０ｍｍ×２００ｍ×０．８〜１．７ｍ
ｍ（ｇ×ｈ×ｉ）となり、銅管３は軸芯方向に約３倍に
伸びた。このとき、放熱部２には切れ目はほとんど入ら
なかった。その結果、解砕処理では、機械的外力を加え
ても解砕を容易に行うことはできなかった。

【００３４】評価実施例１、実施例２は、ロール圧延処理によって銅管３
の軸芯に沿って放熱部２に切れ目が生じるため、その後
の解砕処理および分別処理を行えば、比較例に比べて、
放熱部２と銅管３とを低コストで容易に分離できる。本
発明の熱交換器の解体方法は上述した実施例に限定され
ない。例えば、上述した実施例では、図２〜４に示すよ
うな銅管３が１段に設けられた熱交換器１を解体する場
合について例示したが、本発明の熱交換器の解体方法は
例えば図８に示すように、下段に２つの銅管３が設けら
れ、上段に３つの銅管３が設けられた熱交換器のよう
に、銅管３が２段に配列されたものを解体してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
の解体方法によれば、ローラによるロール圧延処理によ
って金属管の軸芯に沿って放熱薄板に切れ目が生じるた
め、その後の解砕処理および分別処理を行えば、金属管
と放熱薄板とを容易にしかも低コストで分離することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係わる熱交換器の解
体方法における処理を説明するためのフローチャートで
ある。

【図２】図２は熱交換器およびローラ圧延装置の外観斜
視図である。

【図３】図３は図２に示す断面線III −III'における熱
交換器の断面図である。

【図４】図４は図２に示す熱交換器の側面図である。

【図５】圧延処理を行った後の熱交換器の外観斜視図で
ある。

【図６】圧延処理を行った後の熱交換器の状態を説明す
るための図である。

【図７】本発明の熱交換器の解体方法に対象となる熱交
換器の一他の例を説明するための外観斜視図である。

【図８】本発明の熱交換器の解体方法によって解体可能
な熱交換器のその他の例を説明するための側面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・熱交換器の一部分２・・・放熱部２ａ・・・放熱薄板３・・・銅管５・・・ローラ圧延装置５ａ，５ｂ・・・ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者茂木克己埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社メカトロ・生産システム開発センター内 (72)発明者斎藤豊埼玉県北本市下石戸上1975−２三菱マテリアル株式会社北本製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単数または複数の金属管を所定の間隔を置
いて複数の放熱薄板に貫通させた熱交換器を、前記金属
管の外周長を拡張させることにより前記放熱薄板の貫通
穴内壁方向より放熱薄板を破断させる熱交換器の解体方
法。
【請求項２】前記金属管の対向する内壁を接触させるよ
うに、前記金属管の軸芯方向と平行した軸を中心に回転
する少なくとも２つのローラ間で前記金属管の軸芯方向
に直交する方向に圧延する工程を有する請求項１に記載
の熱交換器の解体方法。
【請求項３】前記金属管の対向する内壁を接触させると
共に、隣接する前記金属管を相互に接触させるように前
記熱交換器を圧延する請求項１または請求項２に記載の
熱交換器の解体方法。
【請求項４】前記圧延前の前記金属管の直径（ｄ）に対
する前記圧延後の前記金属管の圧延方向の幅（ｊ）の比
率（ｊ／ｄ）が２．０〜４．５である請求項１、請求項
２または請求項３に記載の熱交換器の解体方法。
【請求項５】比重選鉱法によって、前記圧延された熱交
換器を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分
離する請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器の解体
方法。
【請求項６】前記圧延によって生じた前記熱交換機の前
記放熱薄板の少なくとも最大破片を通過可能な大きさの
目を有するスクリーンによって、前記圧延された熱交換
器を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分離
する請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器の解体方
法。
【請求項７】所定の風圧によって、前記圧延された熱交
換器を前記放熱薄板の破片と圧延後の前記金属管とに分
離する請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器の解体
方法。