JP2003036965A - 誘導加熱装置と塗装塗膜除去装置及び塗装塗膜除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置が大型化することなく、かつ処理能力の
大きい塗装塗膜の除去装置を提供すること。 【解決手段】 塗装塗膜除去装置の誘導加熱装置は、保
護容器４の内部に磁性材コア１が設けられ、磁性材コア
１には空冷式のリッツ線からなる高周波コイル２が巻装
されている。高周波コイル２は、これに鎖交する磁束に
対して直角方向にコイル１７を多段に配置している。構
造物の塗膜層１０は、誘導加熱装置により予め塗膜層を
加熱して軟化させた後、スクレーパによって塗装塗膜を
離させるようにして除去することができる。保護容器４
には、空気を内部に導入する空冷用流入口１８と、空気
の排出口１９が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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/m²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/m²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／ｍ²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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材コアに空冷式の高周波コイルを配
   設し、コアの下端を被加熱面に近接させた誘導加熱装置
   において、 上記高周波コイルを２以上設け、これらの高周波コイル
   が上記被加熱面に対してほぼ平行になるように配置し、
   かつ高周波コイルを被加熱面に対して直角方向に多段に
   併設して配設したことを特徴とする誘導加熱装置。
2. 【請求項２】 上記多段の高周波コイルのうち、少なく
   とも１以上にリッツ線を用いたことを特徴とする請求項
   １に記載の誘導加熱装置。
3. 【請求項３】 磁性材コアにリッツ線からなる空冷式の
   高周波コイルを２以上配設し、これらの高周波コイルが
   上記被加熱面に対してほぼ平行になるように配置すると
   ともに、高周波コイルを被加熱面に対して直角方向に多
   段に併設して配設した誘導加熱装置と、 上記被加熱面に付着した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、 上記誘導加熱装置により予め塗装塗膜を加熱して軟化さ
   せた後、上記スクレーパによって塗装塗膜を構造物から
   除去するようにしたことを特徴とする塗装塗膜除去装
   置。
4. 【請求項４】 磁性材コアに空冷式の高周波コイルを巻
   装するとともにこの高周波コイルを複数設け、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、かつ塗装塗膜面に対して直角方向に多段に
   して配設した誘導加熱装置と、 被加熱面に付着している塗装塗膜を除去するスクレーパ
   とを備えた塗装塗膜の除去装置を用い、 上記誘導加熱装置により予め塗装塗膜を加熱して軟化さ
   せた後、上記スクレーパによって塗装塗膜を構造物から
   剥離させるようにして塗装塗膜を除去するようにしたこ
   とを特徴とする塗装塗膜除去方法。
5. 【請求項５】 上記高周波コイルにリッツ線を用いたこ
   とを特徴とする請求項４に記載の塗装塗膜除去方法。