JP2000317746A - 熱交換器の解体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機等で使用される熱交換器の処分諸費
用の抑制、廃棄物の少量化が問題となっている。板状フ
ィンと冷媒管を分別してリサイクルするには、フィンと
冷媒管が強固に密着固定されている為、資源価値に見合
うコストで効率よく分離するのは困難で、効率的な熱交
換器解体方法の確立が課題となっている。本発明は、こ
れら課題を解決するクロスフィン型熱交換器の分離方
法、及び、それに係るクロスフィン型熱交換器を提供す
るものである。 【解決手段】フィン外周より冷媒管に至る切込を施し
て、その切込より冷媒管をフィンより分離する。また、
予め冷媒管取付孔中心と冷媒管取付孔中心を結ぶ線上の
フィンに補助溝を設けたり、フィン及びサイドプレート
に補助溝を形成しておくようにして冷媒管及びフィンの
速やかな分離を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等で使
用されるクロスフィン型熱交換器の板状フィンと冷媒管
とを分離する熱交換器の解体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷媒管の取付孔を穿設した板状フィンを
所定間隔で多数並設し、この板状フィンの取付孔に冷媒
管を挿入し、冷媒管外径が板状フィンに設けられた取付
孔径よりも大きくなるよう拡管して冷媒管と板状フィン
とを圧入状態にする。圧入状態にするとフィンと冷媒管
とは強固に密着するので接触熱抵抗が小さくなり、優れ
た熱交換が可能なものとなる。この熱交換器が、いわゆ
るクロスフィン型熱交換器と称し、通常、冷媒管には
銅、板状フィンにはアルミニウムが使用される。

【０００３】この熱交換器は、一般的に空気調和機の室
内機用熱交換器あるいは室外機用熱交換器として使用さ
れる。室内機用として使用した場合、冷房時は蒸発器と
して、暖房時は凝縮器として機能し、室外機用として使
用した場合は、冷房時は凝縮器として、暖房時は蒸発器
としての機能を果たす。

【０００４】ところが、この熱交換器の製造時に発生し
た熱交換器の不良、或いは空気調和機としての寿命を終
え、解体が必要となった熱交換器をリサイクルしようと
すると、板状フィンと冷媒管を分別して回収しなけれ
ば、資源として再利用できない。ところが、現状ではい
くら熱交換器を回収しても資源価値に見合うコストで上
記熱交換器をアルムニウム製のフィンと銅製のパイプに
分離する装置は確立されていない。

【０００５】このため、不要となった熱交換器は産業用
廃棄物として廃棄してしまうか、化学処理により、フィ
ンであるアルミニウムを溶かして銅パイプのみをリサク
ルするのが従来良く知られている技術であった。アルミ
ニウムを。溶かす手段として用いられているのは、強ア
ルカリ液中に熱交換器を浸漬してアルミニウム部分を溶
かし、銅のみを取り出す方法であった。

【０００６】一方、特開平０７−２６５９８６号公報に
は、各冷媒管の両端を拘束装置で拘束し、この拘束装置
を引き離す方向に移動させて冷媒管を強制的に軸心方向
に収縮させる技術が記載されている。冷媒管が収縮する
ことによって冷媒管の外表面と冷媒管が挿入されるカラ
ーの内表面との間に隙間ができ、銅とアルミニウムとを
分離することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、埋立処分施設の
不足等の問題が表面化し、産業用廃棄物の少量化が急務
の課題となっている。また、熱交換器の埋立処分諸費用
も高騰しており、空気調和機製造メーカーにとっては熱
交換器回収後の処分費用を低減することは極めて重要な
課題である。

【０００８】これらの課題を同時に解決するには、板状
フィンと冷媒管を分別してリサイクルすることが最も効
率的であり、省資源化と地球環境汚染防止に有効である
ことは言うまでもない。

【０００９】ところが、冷媒管は拡管加工により板状フ
ィンのカラー部と冷媒管とは圧入によって強固に密着固
定されており、単にパイプを引抜くだけでは冷媒管とフ
ィンとを分離させることは出来ない。

【００１０】この冷媒管とフィンとを分離する手段とし
て、例えば、前述したように強アルカリ液中に熱交換器
を浸漬してアルミニウムであるフィンを溶かして銅の冷
媒管のみを取り出す方法を実施した場合、強アルカリ液
の廃液処理は勿論、処理液中に析出するアルミスラッジ
が新たな環境汚染を引起こすなどの問題がある。

【００１１】また、前述した特開平０７−２６５９８６
号公報のように、熱交換器を構成する複数の冷媒管の両
端を固定機構でまとめて拘束した後、一斉に引き延ばし
て冷媒管の外径を縮小させた上で、櫛状部材を用いて板
状フィンを冷媒管長手方向に移動させ、板状フィンと冷
媒管との固着部分を引き離す装置を使用した場合、板状
フィンに穿設されている冷媒管取付孔の配置が２段以上
で千鳥状となっている熱交換器を分離するには、夫々の
冷媒管両端を各冷媒管の中心軸上で固定する必要があ
る。そのためには、夫々の冷媒管の両端を固定すると近
接する次の冷媒管の固定に先の固定部分が邪魔をしてし
まい全ての冷媒管をまとめ、しかも冷媒管の中心軸上て
固定することが困難となってしまう問題がある。ただ
し、冷媒管を一本づつ拘束して外径を縮小することは可
能であるが、一台の熱交換器の解体に大幅な時間を要し
てしまう。

【００１２】仮に、中心軸上で冷媒管を固定できない状
態で冷媒管を引張ると、均一に冷媒管の外径が縮小され
ない為、縮小後のフィンをパイプより引き剥がすことが
出来なくなる恐れがあった。さらに、前記解体装置の櫛
状部材を各板状フィンの間に挿入する場合、フィンに設
けられたスリットが対向するフィン方向に突出している
ので各フィンの間隔が非常に狭く、櫛状部材が挿入困難
となる等の問題もあった。

【００１３】このように、いずれの分離手段において
も、効率的な解体ができず、しかも、冷媒管取付孔の配
置が複数で千鳥状になった熱交換器にも対応出来る解体
装置と言えるものではない。

【００１４】本発明の目的は、冷媒パイプとフィンの分
離工程が少なく、簡単に解体が可能な熱交換器の解体装
置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、長手方向に
複数個設けられた孔を有するフィンと、このフィンを複
数枚並べて前記孔にパイプを挿入して形成した熱交換器
の前記フィンの一縁から前記パイプ中心部に向って切断
する切断部材を備えることにより達成される。

【００１６】また、前記切断部材は、前記フィンの両縁
からパイプに至る切込みを設けたものである。

【００１７】また、前記フィンの一縁からパイプに至る
切込みを設ける切断部材と、前記切込みを押し広げる部
材を備えたものである。

【００１８】また、長手方向に複数個設けられた孔を有
するフィンと、このフィンを複数枚並べて前記孔にパイ
プを挿入して形成した熱交換器の前記フィンの一縁から
前記パイプを長手方向に半割りする切断部材を備えたも
のである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図に示す一実施例
で説明する。図１は本発明で説明する熱交換器を備えた
空気調和機の室内機縦断面図、図２は一派的熱交換器の
斜視図、図３は図２の熱交換器を形成する板状フィンの
要部拡大図、図４(a)は図３のＢ−Ｂ断面図、図４
（ｂ）は図３のＡ−Ａ断面図、図５は冷媒管取付孔が２
列でそれが千鳥状に配置された本発明を備えた板状フィ
ンの要部拡大図、図６（ａ）（ｂ）は本発明を備えた熱
交換器のパイプ長手方向でパイプ及びとフィンを分離す
る際に使われる切断部材を示すもので、特にマンドレル
方式を示す図、図７は本発明を備えたサイドプレートを
もつ熱交換器の要部拡大図、図８は本発明を備えた熱交
換器をパイプとフィンに分離する際に使われる解体装置
の切断の様子を示す図、図９(ａ）（ｂ）は本発明を備
えた熱交換器をパイプとフィンに分離する際に使われる
本発明による解体装置の切断の様子を示す図、図１０は
本発明を備えた熱交換器をパイプとフィンに分離する際
に使われる切断部材でフィンを切断している様子を示す
図、図１１（ａ）は、図１０の切断部材４でフィン切断
前のフィン一枚の要部拡大図、（ｂ）は切断後のフィン
の要部拡大図、（ｃ）は切断後のフィンを治具を用いて
変形させる状態を示す熱交換器の要部斜視図、図１２は
治具を用いてフィンを変形させた後の板状フィンの要部
拡大図である。

【００２０】まず、図１、図２に於いて、１は空気調和
機の室内機本体で、この室内機本体１は内部に貫流ファ
ン２、熱交換器３を備えている。この熱交換器３は図２
に示すように、平行に多数枚配置された板状フィン５に
複数本のヘアピンパイプ４が挿入され、それぞれのヘア
ピンパイプ４間をベンドパイプ（図示せず）を介して接
続し、一本の銅製蛇行状パイプとしている。この熱交換
器は、前述した多数枚の板状フィン５が、ヘアピンパイ
プ４の直線部分に直交するような形で取り付けられたも
のである。

【００２１】この熱交換器は、冷媒が矢印Ａ１より入り
矢印Ａ２より出て行くものであり、この過程に於いて該
冷媒は熱交換器３に蒸発熱或いは凝縮熱を与えるもので
ある。この熱交換器は限られた空間の中で熱交換能力を
向上させる為に、近年では図２のように所定の角度をも
って折り曲げられて使用する空気調和機が主流になって
きている。６はサイドプレートであり、板状フィン５と
同形で熱交換器の両端に併設される。このサイドプレー
ト６は、空気調和機の内部に熱交換機３を支持する時の
支持部材となる。

【００２２】次に図３乃至図５に於いて、本発明に使用
される板状フィン５は図３にも示す如くフィン取付孔７
の中心間を結ぶ切断線Ｌ1に予め補助溝９を施しておく
ものである。この補助溝９は、図６に示す如く、切断部
材１１に設けられた刃１１ｂの案内溝となるばかりでな
く、切断したときの切粉の発生を極力押さえるのに効果
的となる。８は、切起こし部であり、フィン５の伝熱面
積を拡大させるためのものである。

【００２３】尚、図２で説明したように、中央部分で折
り曲げられた熱交換器を切断する場合、熱交換器３を屈
曲部を境にし切断して分離しておくか、押圧処理等にて
平面状に戻しておく必要がある。また、この切断部材１
１による処理の場合には、冷媒管のＵターン部分となる
ベンドパイプ部を除去するために、サイドプレートとフ
ィンの間で冷媒管を切断しておく必要がある。

【００２４】図６(a)及び図６(ｂ)に切断部材１１を示
す。１１ａはマンドレルである。このマンドレル１１ａ
には、マンドレル１１ａの中心軸線上に刃１１ｂが取り
付けられている。この刃付マンドレル１１ａを冷媒管５
ａの本数分用意して、各冷媒管５ａの穴の中心に合わせ
て冷媒管５ａ及び板状フィン５を押し切りするように冷
媒管５ａの中にマンドレル１１ａを挿入することによっ
て冷媒管５ａと板状フィン５とが図５に示すＬ１の線で
切断される。刃１１ｂは、板状フィン５の長手方向全長
になくても前述したように補助溝９を切断方向に設けて
いるので図５に示す切断線Ｌ１で分離される。従って、
冷媒管５ａと密着していた板状フィン５のカラー部７の
固着が切断部材によって切断され開放されると、長手方
向に中央より分離された冷媒管５ａは板状フィン５より
容易に分離する。

【００２５】ところで、全ての刃１１ｂ付マンドレル１
１ａの挿入方向は必ずしも一定方向に限定する必要はな
い。例えば、図２に示したように熱交換器の端面P方向
のパイプ５ａに対し一本おきにマンドレル１１ａを設置
し、一方、Q方向にはP方向に設置されていないパイプ５
ａにマンドレル１１ａが設置され、PQ両方向から同時に
挿入して切断することも可能である。このように、PQ両
方向から切断すれば、熱交換器を両端のマンドレル１１
ａが支持することになるので、熱交換器の上下部分を支
持するだけで良く固定機構が簡略化できる。

【００２６】上記実施例では板状フィン５を長手方向で
切断する例で説明したが、板状フィン５を短手方向で切
断してもよい事は勿論である。この場合にも板状フィン
５に予め補助溝を設けておき、切断部材の切断面積をで
きるだけ小さくし、切断時の刃に対する負担を軽くして
おくと良い。

【００２７】また、説明したマンドレル１１ａは、冷媒
管５ａの拡管加工で用いる既存の拡管プレス機を用い、
マンドレル１１ａの先端に刃１１ｂを取付けた簡単な改
造だけで実施することができるので、拡管設備なるメー
カは、新たな設備を必要とせず費用の節約を図ることが
可能である。

【００２８】尚、上記熱交換器３の冷媒管５ａは、通常
肉厚が0.3mm〜0.5mmの銅パイプである。又、板状フィン
は板厚が0.1mm〜0.15mmと非常に薄いアルミ製のフィン
である為、後述する市販品のカッターナイフの刃でも少
なくとも板状フィンは十分押し切り出来る。勿論、この
作業は押し切りであるので切粉等の発生は非常に少ない
ものである。

【００２９】ところで、前記実施例では平面処理後、硬
質金属のサイドプレート６を熱交換器３から切離してい
る。これは、主として刃の保護と切断時間の短縮の為で
ある。しかし、サイドプレート６の分離に伴う工程数増
加を考慮すると、サイドプレート６も含めて切断するの
が最も効率的である。

【００３０】そこで、図７、図８には切断部材に帯鋸１
２を用いて切断する場合を説明する。図７に示したＦ線
は、各パイプの各段ピッチを示す。この線Ｆ毎に帯鋸１
２を配置して、冷媒管の長手方向に管を図８のようにサ
イドプレート６も含めて切断する。帯鋸１２による切断
では、熱交換器の固定が問題となるが、硬質サイドプレ
ート６を利用して台座（図示せず）に固定しておくこと
ができる。更に、帯鋸１２で切断する場合、鋸の切り始
め位置が定まらないが、図７に示したように、サイドプ
レート６に設けられた補助溝１３、板状フィン５に設け
られた補助溝１６が帯鋸１２のガイドになるばかりでな
く、切断時間の短縮、切粉の発生量を低減するばかりで
なく、刃にかかる負担も軽減できる。

【００３１】このように、帯鋸１２で切断された熱交換
器３は、長手方向で二分された冷媒管と細かく分かれた
板状フィン片、サイドプレート片が混じり合った切断片
となる。ここで、切断中、或いは切断後に所定の方向で
風圧をかけることによって、冷媒管より軽い板状フィン
のみが飛ばされ、冷媒管とサイドプレートのみを残留さ
せることができる。一方、サイドプレート６は通常、亜
鉛鉄板で作られているので、この両者の選別には磁石等
を用いれば容易に区別できるので、切断後のアルミと銅
の仕分けが簡単に行える。

【００３２】尚、図７乃至図８で説明した帯鋸１２の代
わり、図９（ａ）（ｂ）に示したように、駆動軸１４に
より回動するメタルソー１５で板状フィン５、サイドプ
レート６及び冷媒管５ａを切断しても同様の効果が得ら
れる。

【００３３】以上の分離作業を行えば、刃１１ｂ付きマ
ンドレル１１ａと比べてサイドプレート６の分離工程が
省略できるので、全体的な解体時間が短縮されて、作業
にかかるコストを低減できる。

【００３４】次に、サイドプレート６と冷媒管５ａのベ
ンド部を切断して市販されているカッターナイフを利用
してアルミと銅の分別を簡素化した実施例を図１０、図
１１を用いて説明する。

【００３５】先ず、前述の実施例と同様に、例えば図２
に示すように折り曲げられた熱交換器３であった場合に
は、平面処理を行なった後、熱交換器３のサイドプレー
ト６をサイドプレート６と板状フィン５との間で、冷媒
管５ａを切断することによって熱交換器３からサイドプ
レート６を切り離して板状フィン５と冷媒管５ａのみに
する。サイドプレート６を切り離した熱交換器３を固定
した後、カッターナイフ１５を冷媒管５ａの本数分用意
する。図１０には示していないが、冷媒管５ａの段ピッ
チ上にカッターナイフ１５をそれぞれ配置して、このカ
ッターナイフ１５でフィン取付孔７の中心に向かって冷
媒管５ａまでの板状フィン５のみを冷媒管長手方向に移
動させながら切断して切込１７を設ける。

【００３６】次に、切込１７がまだ設けられていない側
の面のフィンに切込１７を設けるために、熱交換器を裏
返して同じように、先のカッターナイフ１５でフィン取
付孔７の中心に向かって冷媒管５ａまでの板状フィン５
を熱交換器３の冷媒管長手方向に移動させながら切断し
て切込１７を設ける。これにより、フィンは、取付孔７
の中心を境として２当分されるので冷媒管５ａから簡単
に分離できる。

【００３７】フィン切断の際、予め図１１（ａ）のよう
に、熱交換能力が著しく低下しない程度に列ピッチ線上
に補助溝１６を設けておけば、切断負荷の軽減やカッタ
ー１５の刃のガイドとしての効果が得られる。

【００３８】ところで、薄いアルミニウム製のフィンと
いえども、幾度にもわたって切断を繰り返せば、当然の
ことながらカッターナイフの刃は切れなくなる。しかし
ながら、カッターナイフの特長である、切れなくなった
刃の部分を切取って使用することができる。

【００３９】ここで、図１１（ａ）の破線で示した部分
は、板状フィン５が切断されない範囲であるため、熱交
換器３を固定機構にセットしたときの固定面として利用
できる。例えば、冷媒管５ａ両端に配置された板状フィ
ン５の双方を押さえれば、切断に十分な固定力が得ら
れ、固定機構も簡略化できる。一方、図１１（ｂ）に示
したように、板状フィン５に切込１７を入れた後、図１
１（ｃ）のように、フィンを変形させるための変形部材
１８が各切込１７間の上下方向から押し付けられると、
切込１７が外広がりに拡大し、図１２の如くなるので冷
媒管５ａを板状フィン５から簡単に抜き取ることができ
る。冷媒管５ａの抜き取りに当たっては、拡大した板状
フィン５の切込１７より板状フィン５のフィン取付孔を
変形させながら取り外しても良いが、冷媒管５ａの片方
の端部を固定しておき、他方の端部に近い板状フィン５
から一枚一枚順番に取り外せば、取り外しに要する力は
大幅に軽減できる。

【００４０】図１２は、図１１（ｃ）の変形部材１８に
より変形させられた熱交換器を示すもので、切込１７を
矢印Ｂ方向に拡大すべくＣ部を無理に変形させることに
より、切込１７近くの板材がＣ側に寄せ集められるの
で、上記板材が矢印Ｂ方向に寄せられ、冷媒管上方が開
放される。従って、フィン取付孔７も図に示す如く開放
され、冷媒管５ａの板状フィン５からの取り出しが容易
になる。

【００４１】このように、市販のカッターナイフ１５を
使用する本実施例では、冷媒管５ａを切断しないので切
断後の分別作業が簡単になり、板状フィン５と冷媒管５
ａの分別時間が短縮できることや、分離後のアルミと銅
が細かくならないので、分離後の資源価値が高い。ま
た、切れなくなった刃を切断して新たな刃として使用で
きるので経済的である。

【００４２】以上説明したように、本発明は、困難とさ
れていた板状フィンのアルミと冷媒管の銅の分離が簡単
な装置で可能となった。しかも、分離できるがゆえのリ
サクル効果が一層高まり、また、化学処理を行なわない
ので地球環境の汚染等の問題もない。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒パイプとフィンと
の分離工程が少なく、簡単に解体を行うことが出来る熱
交換器の解体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明で説明する熱交換器を備えた空気
調和機の室内機縦断面図。

【図２】図２は一般的な熱交換器の斜視図。

【図３】図３は図２の熱交換器を形成する板状フィンの
要部拡大図。

【図４】図４(a)は図３のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図３
のＡ−Ａ断面図。

【図５】図５は冷媒管取付孔が２列でそれが千鳥状に配
置された本発明を備えた板状フィンの要部拡大図。

【図６】図６（ａ）（ｂ）は本発明を備えた熱交換器の
パイプ長手方向でパイプ及びとフィンを分離する際に使
われる切断部材を示すもので、特にマンドレル方式を示
す図。

【図７】図７は本発明を備えたサイドプレートをもつ熱
交換器の要部拡大図。

【図８】図８は本発明を備えた熱交換器をパイプとフィ
ンに分離する際に使われる解体装置の切断の様子を示す
図。

【図９】図９(ａ）（ｂ）は本発明を備えた熱交換器を
パイプとフィンに分離する際に使われる本発明による解
体装置の切断の様子を示す図。

【図１０】図１０は本発明を備えた熱交換器をパイプと
フィンに分離する際に使われる切断部材でフィンを切断
している様子を示す図。

【図１１】図１１（ａ）は、図１０の切断部材４でフィ
ン切断前のフィン一枚の要部拡大図、（ｂ）は切断後の
フィンの要部拡大図、（ｃ）は切断後のフィンを治具を
用いて変形させる状態を示す熱交換器の要部斜視図。

【図１２】図１２は治具を用いてフィンを変形させた後
の板状フィンの要部拡大図。

【符号の説明】

１...空気調和機の室内機本体、２...貫流ファン、
３...熱交換器、４...Ｕ字パイプ、５...板状フィン、
５ａ...冷媒管、６...サイドプレート、７...フィン取
付孔、８...スリット、９...補助溝、１０...刃、１
１...マンドレル、１２...帯鋸、１３...補助溝、１
４...駆動軸、１５...メタルソー、１６...補助溝、１
７...切込、１８...フィン変形部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栃木 茂 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 3C030 CA03 CA04 3C039 AA02 AA32 AA35 AA42 EA41 3C040 AA03 AA13 BB01 HH11 JJ03 4D004 AA21 BA05 CA04 CB12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向に複数個設けられた孔を有するフ
   ィンと、このフィンを複数枚並べて前記孔にパイプを挿
   入して形成した熱交換器の前記フィンの一縁から前記パ
   イプ中心部に向って切断する切断部材を備えた熱交換器
   の解体装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記切断部材は、前記
   フィンの両縁からパイプに至る切込みを設ける熱交換器
   の解体装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記フィンの一縁から
   パイプに至る切込みを設ける切断部材と、前記切込みを
   押し広げる部材を備えた熱交換器の解体装置。
4. 【請求項４】長手方向に複数個設けられた孔を有するフ
   ィンと、このフィンを複数枚並べて前記孔にパイプを挿
   入して形成した熱交換器の前記フィンの一縁から前記パ
   イプを長手方向に半割りする切断部材を備えた熱交換器
   の解体装置。