【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁、煙突などの鋼構造物などに施された塗装塗膜を除去するための塗装塗膜除去装置と塗装塗膜除去方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】鋼構造物の表面に塗装された塗膜は、長期間使用中に劣化し、剥離やひび割れを起こすことがある。 そこで、補修塗装に当たって旧塗膜層を除去して下地処理を行うことが行われている。 鋼構造物表面の塗膜や被膜を除去する方法としては、サンド（砂）やショット（鋼片）などの研削材を噴射するサンドブラスト処理法が一般に行われているが、噴射された研削材が構造物の周囲に飛散し、作業環境の悪化を招くほか、研削材の飛散防止対策並びに回収に多くの時間とコストが費やされるなどの問題があった。 【０００３】本方法に用いる一般的な誘導加熱装置１０
１として、水冷で高熱流束のコア付加熱装置が適用される。 図５に水冷コア型誘導加熱装置を示す。 図６に水冷高周波コイルの断面図を示す。 磁性材コア１には、水冷式高周波コイル２がパンケーキ状に巻装され、磁束が高周波コイル２に鎖交するようにし、磁性材コア１は、コア背面の水冷板３a及びコア間の冷却フィン３ｂにより冷却されている。 高周波コイル２は水冷が可能なように、銅管などから構成されている。 誘導加熱装置１０１
全体は、耐熱絶縁性の保護容器４内に配置されており、
高周波コイル２は、高周波ケーブル８を介して高周波電源９に接続されている。 誘導加熱装置１０１は、加熱対象面となる鋼構造物１０対して、高周波コイルが接する容器底面に、面するよう配置されている。 【０００４】誘導加熱装置１０１の冷却は、循環式水冷装置５からバルブ６、水冷配管７などを通じて、高周波コイル２内部や、水冷板３a及び冷却フィン３ｂに循環供給される。 図中矢印に冷却水の流れのイメージを示す。 加熱動作は、まず誘導加熱装置１０１を冷却水で冷却している状態で、高周波電源９から高周波コイル２に電力を供給し、高周波磁場を発生させる。 当該磁場により、鋼構造物１０の表面に誘導電流が生じる。 該電流によるジュール発熱で加熱対象面１０及びその表面層である塗膜層１１が加熱・昇温され、塗膜層１１が柔らかくなる。 【０００５】図７に塗装塗膜を除去するスクレーパ装置を備えた塗装塗膜除去装置１００を示す。 本実施の形態の塗装塗膜除去装置１０１は、高周波発生電源９及びケーブル８を介して高周波発生電源４に接続され、かつ、
循環式水冷装置５と接続され、除去処理対象の塗装面に沿って移動自在に設置された高周波加熱コイル２を備えた前記図５の水冷コア型誘導加熱装置１２と、高周波加熱コイル２と所定間隔をおいてその後方に設置されたスクレーパ１３、及びスクレーパ駆動装置１４を備えたスクレーパ装置１５とにより成り、高周波加熱コイル２及びスクレーパ１３を同時移動させながら、加熱により軟化した塗膜層１１ａをスクレーパ１３で除去し、除去された塗膜屑は回収ホース１６を介して回収される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘導加熱装置付の塗膜加熱除去装置を実際の工事に適用するにあたり、下記課題が生じていた。 現地工事で冷却水を使用することは、冷却水配管ユーティリティー準備が必要であり、特に煙突などの高所作業には大きな不便が生じる。 加熱装置に水冷構造を折り込むため、装置の大型化に不具合をきたす。 一方、本願の関連技術として、特願
2000-042332号に示されている様に、構造物に塗装した塗膜層を、高周波誘導加熱装置を用いて予め加熱して軟化させた後、スクレーパで除去する方法が提案されている。 しかし、空冷コイルの場合、発生磁束により内側のコイルが誘導加熱されるので、コイルは通常１段となるため、熱流束は数10kW/m ²レベル（図４参照）と水冷コイルより１桁以上小さく、実用レベルからすると水冷式と比較して処理能力が低い。 【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置が大型化することがないように、空冷式の高周波コイルを用いて、かつ処理能力の大きい塗装塗膜除去装置及びその方法を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明の塗装塗膜除去装置は、上記目的を達成するために、空冷式の高周波コイルを配置した誘導加熱装置において、E型もしくはU型の磁性材コアに鎖交するように高周波コイルを配置し、コアの先端を被加熱面に近接させた加熱装置であり、かつ形成される磁気回路の磁束に対して垂直方向にコイルを複数配置したことにある。 上記発明は、上記高周波コイルにリッツ線を用いることができ、また、スクレーパを機械的に駆動するスクレーパ駆動部とを備え、上記装置で加熱して軟化させた塗膜層を、上記スクレーパにより除去するようにすることができる。 また、本発明の別の発明は、構造物に塗装した塗膜層を、上記塗装塗膜除去装置を用いて予め加熱して軟化させた後、この軟化した塗膜層を、スクレーパによって構造物から剥離させることにより塗膜層を除去するようにすることができる。 そして、この発明もまた、上記高周波コイルにリッツ線を用いたものを使用することができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による塗装塗膜除去装置と塗装塗膜の除去方法について、図面を参照しながら説明する。 図１に示すように、塗装塗膜除去装置１００には、移動台車２２が設けられ、移動台車２２の前後部の左右両側部における四隅には、各々車輪２４が設けられている（なお、本実施の形態では、図１に示す塗装塗膜除去装置１００の右側を前方とする）。 移動台車２２は図示しない把手を設け、人手により塗装面上を任意に走行しながら移動することができ、
塗膜層１１の除去対象位置の移し替えや持ち運びができる。 【００１０】移動台車２２には、塗膜層１０を加熱する誘導加熱装置１０１が設けられている。 図２に示すように、誘導加熱装置１０１は、E型（もしくはU型）の磁性材コア１に巻装されている多段コイル１７が設けられ、
磁性材コア１の開口した部分を下向きに向けて配置されている。 なお、塗装塗膜除去装置１００の下方向とは、
塗膜層１０側をいう。 多段コイル１７は、各々が空冷式である３段の高周波コイル２から構成されている。 高周波コイル２は、誘導加熱装置の底部に位置する非加熱面、すなわち塗装塗膜除去装置１００が塗膜層１０上に配設された場合に、塗装膜１０に対して垂直な方向に重ねられるようにして多段に配設される。 この際、各高周波コイル２の向きは磁性材コア２内磁気回路の磁束に対して垂直方向になる。 保護容器４には容器４の一端側側面に空冷用流入口１８が設けられ、他端側には排気口１
９が設置され、空冷用流入口１８には冷却用空気の供給部５と連結されている。 コイル導体には、高周波での損失が少なく、表面が絶縁された細線を撚り合わせたリッツ線が用いられている。 空冷多段コイル１７は高周波電源９に接続されている。 空冷用流入口１８及び排気口１
９は、容器内部全体が空冷可能なよう、冷却空気が全体に循環可能となる位置に配置されている。 【００１１】図１に示すように、塗膜加熱除去装置は、
空冷多段巻き高周波加熱コイル１７及び高周波発生電源９を備えた高周波発生装置２１と、複数のスクレーパ１
３及びスクレーパ駆動用のエアモータ１４を備えた回転式スクレーパ装置１５とを、移動台車２２上に設置して一体化した構成であり、移動台車２２上から塗膜層１１
の除去作業を行うことができる。 【００１２】スクレーパ１３は、先端に掻き取り刃（硬質の耐摩耗材など）（図示せず）が付設され、掻き取り刃は、構造物の表面をこするようにして掻き取りまたは塗装膜１１を掬うようにして塗装膜１１を剥離する。 スクレーパ１３は、エアモータ１４の圧縮空気の作用によって回転し、回転軸２３の周りに掻き取り刃が等角度間隔に配設されており、回転軸２３の回転動作を通じて掻き取り刃により塗膜層１１を掻き取り、除去するように構成している。 【００１３】また、移動台車２２の四隅の下部には、車輪２４に近接させて複数の磁石２５が設置されており、
除去処理対象面との間に所定の吸着力を発生させて、安定した移動台車２２の移動動作及び塗膜層１１の除去作業ができるように配慮されている。 塗膜除去動作は、塗膜層１１を加熱して軟化させた後、エアモータ１４にエアホース１４ａより高圧空気を供給すると、エアモータ１４が作動してスクレーパ１３が回転し、これによって、軟化した塗膜層１１ａが削り取り刃によって削り取られて剥離させることができる。 【００１４】次に、本発明の実施の形態における塗装塗膜除去装置の作用について説明する。 塗装塗膜除去装置は、空冷用流入口１８から容器内部に入り込み排気口１
９へ抜けるので、容器内部全体が空冷されるようになる。 すなわち、高周波コイルおよびコアの冷却方式を水冷から空冷にすることにより、現地工事の冷却水配管ユーティリティ準備が不必要となり、特に煙突などの高所作業が簡易となった。 また、上記の通り、加熱装置を空冷とすることにより、水冷構造としての冷却板や冷却フィンが不要となるので、水冷構造と比較して、装置をコンパクト化できる。 【００１５】次に、通常通りコイルを１段とすると、熱流束は数10kW/m ²レベルと水冷コイルよりも１桁以上小さく、処理能力が低下していた。 しかしながら、本実施の形態では、非加熱面に垂直な方向、または磁性材コア２内に形成される磁気回路の磁束に対して垂直方向に複数の多段コイル１７を配置している。 よって、コイル起磁力を増加させることができ、図４に示すように、熱流束の増加、すなわち処理能力の向上が可能となった。 すなわち、図４に示すように、６００ｋＷ／ｍ ²以上の熱磁束を得ることができるようになった。 ここで、導体に高周波での損失が少ないリッツ線を用いているので、発生磁束により内側のコイルが加熱されるという問題点が解消でき、空冷で許容される電流密度の範囲内で、大きな起磁力を得ることができるとともに、冷却設備の軽減を図ることができる。 また、スクレーパ１３を空圧により回転させているので、スクレーパの駆動と誘導加熱装置の内部冷却を１つの空気供給源でも行うことができるので、２つの空気供給源を必要とせず、設備の省略ができるようになる。 【００１６】以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されことなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 例えば、上記実施の形態では、塗膜層１０を除去するために回転式のスクレーパを用いたが、空圧によりへら状の刃を振動させながら塗膜層１０を除去する振動式のスクレーパを用いることもできる。 リッツ線を用いるのは、多段コイル１７のうちの１つの高周波コイル２に用いるようにしてもよく、また、多段コイル１７は２段若しくは４段以上の高周波コイル２を用いてもよい。 【００１７】 【発明の効果】本発明は、磁性材コアに高周波コイルを巻装した誘導加熱装置と、被加熱面に付着した塗装塗膜を除去する除去具とを備え、誘導加熱装置により塗装塗膜を加熱して軟化させてから除去具により除去する塗装塗膜の除去装置において、上記高周波コイルを空冷式にするとともに複数設け、これらの高周波コイルを上記塗装塗膜面に対してほぼ平行になるように向け、直角方向に多段にして配設したので、熱流束が大きくなった。 また、水冷式の高周波コイルを使用していないので、装置をコンパクト化することができる。 また、本発明は、上記高周波コイルにリッツ線を用いることにより、高周波の損失を小さくすることができる。 さらに、本発明は、
上記除去具が塗装塗膜を除去するスクレーパと、このスクレーパを機械的に駆動する駆動部とを備えることにより、塗装塗膜の除去効率が向上する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態における誘導加熱装置付の塗装塗膜除去装置の概略図である。 【図２】図１の塗装塗膜除去装置に付帯する誘導加熱装置の概略図である。 【図３】図１の誘導加熱装置の高周波コイル断面図を示す。 【図４】本発明の誘導加熱装置に関する加熱性能向上効果を示す線図である。 【図５】関連先行技術の塗装塗膜除去装置に付帯する誘導加熱装置の概略図である。 【図６】図５の誘導加熱装置の高周波コイル断面図を示す。 【図７】関連先行技術の塗装塗膜除去装置に概略図である。 【符号の説明】 １ 磁性材コア２ 水冷高周波コイル３ａ コア水冷板３ｂ コア冷却フィン４ 保護容器５ 循環式水冷装置６ 冷却水バルブ７ 水冷配管８ 高周波ケーブル９ 高周波電源１０ 鋼構造物１１ 塗膜層１１a 軟化した塗膜層１２ 水冷コア型誘導加熱装置１３ スクレーパ１４ スクレーパ駆動装置（エアモータ） １４ａ エアホース１５ スクレーパ装置１６ 回収ホース１７ 空冷高周波コイル１８ 空冷用流入口１９ 空冷用排気口２０ 磁束２１ 高周波発生装置２２ 移動台車２３ 回転軸２４ 車輪２５ 磁石１００ 塗装塗膜除去装置１０１ 誘導加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和泉 清 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内(72)発明者 近藤 浩 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内(72)発明者 長谷川 順行 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AA10 AB19 AB28 AD03 CD72 4D075 BB20Z BB35Z CA47 DA06 DA13 DB02 DC03 DC05 4F042 AA01 BA19 CC02