JP6243373B2

JP6243373B2 - 剥離装置

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Publication number: JP6243373B2
Application number: JP2015075608A
Authority: JP
Inventors: 岸岡　俊; 俊岸岡
Original assignee: 岸岡　俊; 俊岸岡; 河原一郎
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2035-04-02
Also published as: JP2016193584A

Description

本発明は、過熱水蒸気によって層間剥離を生じさせる剥離装置に関する。

従来、鋼の表面塗膜などを剥離する装置として、鋼の表面に接触した状態で回転走行するホイールに誘導コイルを設けたものが知られている（例えば特許文献１）。この従来の剥離装置は、ホイールに支持された誘導コイルに交流電流を流して鋼を加熱し、鋼と塗膜の熱膨張率の違いによって塗膜を層間剥離させるものである。

特表２００３−５１２９６１号公報

しかし、従来の剥離装置は、装置が大掛かりであるため、利便性が悪い。また従来の装置は、誘導コイルに交流電流を流して鋼に渦電流を生じさせることにより電磁誘導加熱を行うものであるため、剥離対象となる母材が導電性を有することが前提となる。それ故、従来の装置は、木材やコンクリートなどの表面に塗布された薄膜や壁紙などを剥離することができないという問題がある。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するため、任意の母材の表面に設けられた塗膜や壁紙などを剥離できるようにした剥離装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するため、まず第１に、本発明は、剥離装置(100)であって、一端に水を供給する給水口(7a)を有し、他端に過熱水蒸気を吐出する吐出口(6a)を有する筒状の耐熱ケース(2)を備え、前記給水口(7a)から供給した水を前記耐熱ケース(2)の内側で加熱することにより飽和水蒸気へ変化させ、更に飽和水蒸気を前記耐熱ケース(2)の内側で加熱することにより過熱水蒸気へと変化させて前記吐出口（6a）より吐出する過熱水蒸気発生装置(1)と、前記吐出口(6a)に対して着脱可能であり、前記吐出口(6a)に装着される筒状の装着部(41)と、前記装着部(41)を介して案内される過熱水蒸気を剥離対象部位に作用させるヘッド部(42)とを有する吐出ノズル(40)と、を備え、前記吐出ノズル(40)は、前記ヘッド部(42)の周縁先端部に平面状又は曲面状の剥離対象面と接合するように突出させた接合部(51)を有し、当該接合部(51)の少なくとも一部に過熱水蒸気を外部へ放出させる切欠部(52)を設けた構成であり、前記装着部(41)を介して案内される過熱水蒸気を前記接合部(51)で挟まれた空間内で前記剥離対象部位に接触させることにより前記剥離対象部位を加熱することを特徴とする構成である。

第２に、本発明は、上記第１の構成において、前記ヘッド部(42)は、前記装着部(41)に対して直角に配置されたプレート部材であり、前記接合部(51)の突出高さが１ｃｍ以下であることを特徴とする構成である。

第３に、本発明は、上記第２の構成において、前記ヘッド部(42)は、耐熱性を有する樹脂材料によって前記プレート部材が構成され、前記プレート部材の内部に変形自在な金属板(62a,62b)を設けたことを特徴とする構成である。

第４に、本発明は、上記第１の構成において、前記ヘッド部(42)は、前記装着部(41)よりも太径の筒状部材として構成され、前記筒状部材の周壁によって前記接合部(51)が構成されることを特徴とする構成である。

第５に、本発明は、上記第１乃至第４のいずれかの構成において、前記過熱水蒸気発生装置(1)は、前記耐熱ケース(2)の外周面に巻き回したコイル(5)と、前記耐熱ケース(2)の内部において前記耐熱ケース(2)の長手方向に沿って互いに密着状態に設けられる複数の発熱エレメント(11)と、前記コイル(5)に交流電流を流すコイル駆動手段(21)と、を更に備えることを特徴とする構成である。

第６に、本発明は、上記第５の構成において、前記コイル(5)は、前記耐熱ケース(2)の長手方向中央部分におけるコイル密度を、前記耐熱ケース(2)の内部に水を供給する給水口(7a)側のコイル密度よりも低くした状態に巻き回され、前記コイル駆動手段(21)によって交流電流が供給されることにより前記耐熱ケース(2)の内部に生じる前記中央部分の磁束密度変化を前記給水口(7a)側の磁束密度変化よりも小さくしたことを特徴とする構成である。

本発明によれば、剥離対象部位に過熱水蒸気を吐出して母材から薄膜を剥離するため、任意の母材の表面に設けられた塗膜や壁紙などを良好に剥離することができる。

剥離装置の一構成例を示す図である。過熱水蒸気発生装置の構成を示す断面図である。過熱水蒸気発生装置の各部材を分解した状態を示す斜視図である。発熱エレメントの詳細を示す図である。複数の発熱エレメントの配置例を示す図である。発熱エレメントの発熱原理を示す図である。耐熱ケースの内部に生じる渦流の例を示す図である。過熱水蒸気発生装置の別の構成例を示す断面図である。発熱モジュールを拡大して示す斜視図である。発熱モジュールの一部を拡大して示す断面図である。吐出ノズルの構造を示す一部切欠図である。剥離対象面が平面である場合の剥離工程の一例を示す図である。剥離対象面が曲面である場合の剥離工程の一例を示す図である。剥離対象面が曲面である場合の剥離工程の一例を示す図である。吐出ノズルの別の構成例を示す図である。剥離対象部位に突起部が含まれる場合の剥離工程の一例を示す図である。

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態において互いに共通する部材には同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

（剥離装置１００の構成）
図１は、本発明の一実施形態である剥離装置１００を示す図である。剥離装置１００は、過熱水蒸気発生装置１と、その過熱水蒸気発生装置１に着脱可能な吐出ノズル４０とを備え、塗膜や壁紙などの剥離対象部位に対して過熱水蒸気を吐出することにより、塗膜や壁紙などの薄膜を母材から層間剥離する装置である。過熱水蒸気発生装置１は概略筒状に構成され、一端に設けられる給水口７ａから水を流入させ、その水を内部で加熱して飽和水蒸気に変化させ、更にその飽和水蒸気を加熱して高温状態の過熱水蒸気を他端に設けられる吐出口６ａから吐出する。吐出ノズル４０は、過熱水蒸気発生装置１の吐出口６ａに対して着脱可能であり、その先端を平面状又は曲面状の剥離対象面に接合させた状態で過熱水蒸気を剥離対象部位に吐出することにより剥離対象部位を加熱して薄膜を母材から剥離する。以下、このような剥離装置１００について詳しく説明する。

（過熱水蒸気発生装置１の構成）
まず過熱水蒸気発生装置１について詳しく説明する。図２は、過熱水蒸気発生装置１の構成を示す断面図である。また図３は、過熱水蒸気発生装置１の各部材を分解した状態を示す斜視図である。この過熱水蒸気発生装置１は、一端から水を取り込み、他端から過熱水蒸気を吐出する筒状の耐熱ケース２と、その耐熱ケース２の外周面に一連の導線を巻き回して構成されるコイル５と、耐熱ケース２の内部に設けられる発熱モジュール１０と、耐熱ケース２の一端に設けられ、耐熱ケース２の内部に水を供給する供給部７と、耐熱ケース２の他端に設けられ、過熱水蒸気を吐出する吐出部６とを備える。コイル５の両端には導電ケーブル２０が接続され、その導電ケーブル２０の他端にはコイル５に高周波の交流電流を流すコイル駆動部２１が接続される。コイル駆動部２１は、商用電源などの一般的な交流電源２２に接続され、インバータ回路などを用いてコイル５に流すための所定周波数の交流電流を生成して出力する。

耐熱ケース２は、例えば２５〜３５ｃｍ程度の長さを有し、外径３ｃｍ程度に形成された円筒状のケースである。この耐熱ケース２は、コイル支持管３と断熱管４との２つの部材を有し、断熱管４がコイル支持管３の内側に配置された構成である。コイル支持管３は、例えばマイカなどの電気絶縁性及び耐熱性に優れた材料によって形成され、その長手方向の両端部にフランジ部３ａ，３ｂが設けられた構成である。一方、断熱管４は、コイル支持管３の内径よりも小さい外径を有し、例えば耐熱性及び断熱性に優れたセラミックなどで形成される。そして断熱管４は、コイル支持管３の内壁と一定の空隙を有する状態でコイル支持管３の内側に挿入装着される。すなわち、耐熱ケース２は、外側のコイル支持管３と、内側の断熱管４とによる断熱二重構造を有している。

供給部７は、水を矢印Ｆ１で示す方向に流入させる給水口７ａと、フランジ部７ｂとを有する。供給部７は、フランジ部７ｂをコイル支持管３のフランジ部３ｂと接合させて螺子などで固定されることにより、耐熱ケース２の一端側に取り付けられる。この供給部７は内部にメタルガスケット８ｂを有しており、このメタルガスケット８ｂがコイル支持管３の内側に設けられる断熱管４の一端と接触して耐熱ケース２の内部を密閉する。

吐出部６は、過熱水蒸気を矢印Ｆ２で示す方向に吐出する吐出口６ａと、フランジ部６ｂとを有する。この吐出部６は、フランジ部６ｂをコイル支持管３のフランジ部３ａと接合させて螺子などで固定されることにより、耐熱ケース２の他端側に取り付けられる。この吐出部６も内部にメタルガスケット８ａを有しており、このメタルガスケット８ａがコイル支持管３の内側に設けられる断熱管４の他端と接触して耐熱ケース２の内部を密閉する。

コイル５は、コイル支持管３のフランジ部３ａ，３ｂの間の外周面に巻き回した状態で配置される。このコイル５は、耐熱ケース２の長手方向中央部分におけるコイル密度（長手方向単位長さ当たりの巻き数）を、給水口７ａ側のコイル密度よりも低くした状態に巻き回される。例えば給水口７ａの近傍位置ではコイル５を二重巻きで構成し、耐熱ケース２の中央部分ではコイル５を一重巻きで構成することにより、耐熱ケース２の長手方向に沿ってコイル密度を変化させている。またコイル５は、耐熱ケース２の内部から過熱水蒸気を吐出する吐出口６ａ側のコイル密度を、耐熱ケース２の中央部分におけるコイル密度よりも高くした状態に巻き回される。例えば上述のように耐熱ケース２の中央部分のコイル５は一重巻きで構成されるのに対し、吐出口６ａの近傍位置のコイル５は二重巻きで構成される。すなわち、本実施形態では、耐熱ケース２の両端部分ではコイル密度が高く、中央部分では両端部分よりもコイル密度が低くなるように、コイル５が形成されている。

発熱モジュール１０は、耐熱ケース２の内部において耐熱ケース２の長手方向に沿って互いに密着状態に設けられる複数の発熱エレメント１１を備えている。これら複数の発熱エレメント１１は、例えばステンレス製の針金などによって構成されるガイド部材９によって互いに密着した状態に保持される。

図４は、発熱エレメント１１の詳細を示す図であり、図４（ａ）が発熱エレメント１１の表面側斜視図を、図４（ｂ）が発熱エレメント１１の裏面側斜視図を、図４（ｃ）が発熱エレメント１１の断面図を示している。尚、図４に示す矢印Ｆは、水又は水蒸気が通る方向を示している。発熱エレメント１１は、例えば断熱管４の内径よりも若干小さい外径を有する概略円盤状のステンレス製部材である。この発熱エレメント１１は、例えば直径１０〜２０ミリメートル、厚さ数ミリメートル（１ミリメートル程度）に形成される。図４に示すように、発熱エレメント１１は、円環状のリング部１２と、そのリング部１２の内側において所定間隔で互いに平行に設けられる複数のフィン１３とを有し、複数のフィン１３の間に水や水蒸気を通過させるスリットを形成した構成である。

リング部１２には、表面から裏面に貫通する複数の孔１４が周方向にほぼ等間隔で設けられる。例えば図４では、９個の孔１４がリング部１２に設けられており、それら９個の孔１４はリング部１２の中心軸を基準に４０度ずつ回転した位置に設けられる。これら複数の孔１４は、上述したガイド部材９を挿通するための孔である。またリング部１２の表面には、複数の突起１５が周方向にほぼ等間隔で設けられる。例えば図４（ａ）では、９個の突起１５が設けられており、それら９個の突起１５はそれぞれ互いに隣接する２つの孔１４の間の位置に設けられる。つまり、これら９個の突起１５もまた、リング部１２の中心軸を基準に４０度ずつ回転した位置に設けられる。更にリング部１２の裏面には、複数の凹部１６が周方向にほぼ等間隔で設けられる。例えば図４（ｂ）では、９個の凹部１６が設けられており、それら９個の凹部１６はそれぞれ互いに隣接する２つの孔１４の間の位置に設けられる。つまり、これら９個の凹部１６もまた、リング部１２の中心軸を基準に４０度ずつ回転した位置に設けられる。

複数のフィン１３のそれぞれは、リング部１２の軸方向の一方側から他方側に向かって隣り合う別のフィン１３との間隔を漸次縮小させるように構成される。すなわち、複数のフィン１３のそれぞれは、図４（ｃ）に示すように、概略三角形の断面形状を有し、その三角形の１つの頂点をリング部１２の軸方向の一方側（水又は水蒸気が流れる方向の上流側）に向けると共に、底辺をリング部１２の軸方向の他方側（水又は水蒸気が流れる方向の下流側）に向けた状態に配置される。水又は水蒸気が流れる方向に沿って複数のフィン１３のそれぞれが隣り合うフィン１３との間隔を漸次縮小させることにより、水又は水蒸気がリング部１２の内側を通過するときには、水又は水蒸気を圧縮した後に膨張させることができると共に、水や水蒸気をフィン１３に対して確実に衝突（接触）させることができる。

このような発熱エレメント１１は、リング部１２の表面に形成された突起１５を、その表面側において隣り合う別の発熱エレメント１１の裏面側に形成された凹部１６に嵌合させることにより、複数の発熱エレメント１１のリング部１２を互いに密着させることができる。また本実施形態では、複数の発熱エレメント１１のそれぞれを、耐熱ケース２の内部において耐熱ケース２の長手方向に沿って隣り合う別の発熱エレメント１１に対して所定角度ずつ回転させた状態に配置して密着させる。

図５は、複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉの配置例を示す図である。尚、図５に示す矢印Ｆは、水又は水蒸気が通る方向を示している。図５に示すように、複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉを軸方向に沿って順に装着していくとき、各発熱エレメント１１を例えば４０度ずつ回転させた状態に取り付ける。このとき、各発熱エレメント１１の表面側に設けられた複数の突起１５は、その表面側に隣り合う別の発熱エレメント１１の裏面側に形成されている複数の凹部１６の位置と合致する。そのため、複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉを順に４０度ずつ回転させた状態に取り付けても、リング部１２の表面に形成された突起１５を、その表面側において隣り合う別の発熱エレメント１１の裏面側に形成された凹部１６に嵌合させることが可能であり、複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉのリング部１２を互いに密着させることができる。

また複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉのそれぞれに設けられた孔１４は、各発熱エレメント１１が４０度回転した状態となっても同じ位置に存在する。そのため、複数の発熱エレメント１１を密着させたとき、複数の発熱エレメント１１ａ〜１１ｉのそれぞれに設けられた孔１４の位置が全て一致するので、ガイド部材９を複数の発熱エレメント１１に連通する孔１４に挿通させることができ、複数の発熱エレメント１１を密着させた状態に保持することが可能である。ガイド部材９は、発熱モジュール１０の両端部分で折り曲げておくことにより、各発熱エレメント１１がガイド部材９から離脱してしまうことを防止することができる。尚、ガイド部材９は、発熱モジュール１０に対して２，３本程度取り付けられれば良く、必ずしも９個の孔１４の全てにガイド部材９を取り付けなくても良い。

上記のように複数の発熱エレメント１１を１つずつ所定角度回転させた状態にして装着していくと、発熱モジュール１０においては、水又は水蒸気を通過させるためのスリットが順次回転した状態となる。例えば本実施形態では４０度ずつ回転させていくので、連続的に配置される９個の発熱エレメント１１により、スリットが１回転（３６０度回転）する。このようなスリットの回転により、耐熱ケース２の内側を吐出口６ａに向かって進行する水又は水蒸気に螺旋状の渦流を形成させることができる。そしてスリットの回転方向は、複数の発熱エレメント１１を所定角度ずつ回転させた状態に配置するときの回転方向によって調整可能である。本実施形態では、上記のようにして構成される発熱モジュール１０が耐熱ケース２の長手方向のほぼ全域に亘って配置される。

図６は、発熱エレメント１１の発熱原理を示す図である。コイル駆動部２１によって高周波のコイル電流Ｉcoilがコイル５に出力されると、耐熱ケース２の内側の磁束密度Ｂが、コイル電流Ｉcoilに応じて変化する。この磁束密度Ｂの変化は、発熱エレメント１１のリング部１２に対して直角方向に作用する。そして磁束密度Ｂの変化によって発熱エレメント１１のリング部１２に渦電流Ｉｅが誘導される。つまり、リング部１２は一種のコイルとして作用するのである。このようなリング部１２は、磁束密度Ｂが変化する方向に対して直角に設けられると共に、断熱管４の内壁に沿った円環状に設けられるため、磁束密度Ｂの変化に応じて渦電流Ｉｅを高効率で発生させることができる。すなわち、本実施形態では、コイル５に高周波のコイル電流Ｉcoilを流すことにより、個々の発熱エレメント１１のリング部１２に比較的大きな渦電流Ｉｅを流すことができるのである。この渦電流Ｉｅは熱エネルギーに変換され、発熱エレメント１１を発熱させる。発熱エレメント１１の発熱量は渦電流Ｉｅによって定まり、本実施形態では、リング部１２に大きな渦電流Ｉｅが流すことができるので、発熱エレメント１１における発熱量を大きくすることができる。その結果、リング部１２だけでなく、複数のフィン１３のそれぞれが高温状態に昇温する。そして複数の発熱エレメント１１のそれぞれが耐熱ケース２の内側で生じる磁束密度Ｂの変化に応じた発熱作用を示すことにより、水又は水蒸気が通過する耐熱ケース２の内部空間を加熱する。

本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、図２に示すように、耐熱ケース２の中央部分よりも給水口７ａ側のコイル密度を高くした部分を飽和水蒸気発生領域Ｒ１とし、その飽和水蒸気発生領域Ｒ１よりも下流側の部分を過熱水蒸気発生領域Ｒ２としている。つまり、本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、飽和水蒸気発生領域Ｒ１と過熱水蒸気発生領域Ｒ２とを１つのユニットで実現しているのである。そして本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、給水口７ａから供給する水量を所定の上限値以下に抑えることにより、吐出口６ａから水滴などが吐出されず、所定の温度に過熱された過熱水蒸気を良好に吐出させることができるように構成される。

飽和水蒸気発生領域Ｒ１では、給水口７ａから供給される水が加熱されて飽和水蒸気が生成される。この飽和水蒸気発生領域Ｒ１では、発熱エレメント１１のスリットの回転方向が正逆２方向となるように複数の発熱エレメント１１が組み合わせられる。例えば給水口７ａ側の端部に配置される９個の発熱エレメント１１は１個ずつ右周り方向に４０度ずつ回転させることによりスリットを右周り方向に一回転させ、次の９個の発熱エレメント１１は１個ずつ左周り方向に４０度ずつ回転させることによりスリットを左周り方向に回転させる。飽和水蒸気発生領域Ｒ１では、このような正逆２方向の回転を繰り返すように複数の発熱エレメント１１が配置される。

図７は、耐熱ケース２の内部に生じる渦流の例を示す図である。飽和水蒸気発生領域Ｒ１では、上述のように正逆２方向の回転を繰り返すように複数の発熱エレメント１１が配置されることにより、給水口７ａから供給される水は、耐熱ケース２の内側を進行するとき、右周りの渦流と左周りの渦流とを交互を生じるようになる。そして水や水蒸気が飽和水蒸気発生領域Ｒ１に設けられた複数の発熱エレメント１１を通過していくときには、右周りの渦流と左周り渦流との切り替え位置に相当する部分が抵抗となり、その部分で水や水蒸気が高温状態に発熱したフィン１３に衝突（接触）してフィン１３から直接熱交換を受ける。尚、図７では、右周りの渦流と左周りの渦流とが１回ずつ生じる場合を例示しているが、右周りの渦流と左周りの渦流とが複数回入れ替わるようにしても良い。

また飽和水蒸気発生領域Ｒ１では、コイル５のコイル密度が高いため、複数の発熱エレメント１１は、水による冷却作用を受ける場合であっても少なくとも百度〜百数十度程度の温度に発熱させることができる。そのような飽和水蒸気発生領域Ｒ１を、水又は水蒸気が圧縮、膨張、衝突、回転（渦流回転）を繰り返しながら下流側に向かって進行していくため、給水口７ａから流入する水を飽和水蒸気発生領域Ｒ１において確実に飽和水蒸気に変化（相転移）させることができる。そのため、飽和水蒸気発生領域Ｒ１よりも下流側の過熱水蒸気発生領域Ｒ２には飽和水蒸気だけを進行させることができ、水の状態で飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２へ進入することを防止できる。

一方、過熱水蒸気発生領域Ｒ２では、飽和水蒸気発生領域Ｒ１で発生する飽和水蒸気が更に加熱されて過熱水蒸気が生成される。この過熱水蒸気発生領域Ｒ２では、発熱エレメント１１のスリットの回転方向が一方向となるように複数の発熱エレメント１１が組み合わせられる。例えば過熱水蒸気発生領域Ｒ２に設けられる複数の発熱エレメント１１は１個ずつ右周り方向に４０度ずつ回転させることによりスリットを右周り方向に連続回転させる。過熱水蒸気発生領域Ｒ２では、このような一方向の回転を繰り返すように複数の発熱エレメント１１が配置される。これにより、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から流入する飽和水蒸気は、耐熱ケース２の内側を進行するとき、図７に示すように、常に一方向に回転する渦流を生じるようになる。つまり、過熱水蒸気発生領域Ｒ２では回転方向の切り替わりによる抵抗が存在しないため、過熱水蒸気又は飽和水蒸気が耐熱ケース２の内側を一定の速度で進行する。ただし、過熱水蒸気又は飽和水蒸気が各発熱エレメント１１に設けられた複数のフィン１３の間のスリットを通過するとき、圧縮、膨張、衝突、回転（渦流回転）を繰り返しながら下流側に向かって進行して行く点は、飽和水蒸気発生領域Ｒ１と同様である。

また過熱水蒸気発生領域Ｒ２には、コイル密度の低い低発熱領域Ｒ２１と、コイル密度の高い高発熱領域Ｒ２２とが設けられ、飽和水蒸気発生領域Ｒ１で発生した飽和水蒸気は、まず低発熱領域Ｒ２１を通過してから次に高発熱領域Ｒ２２を通過するように構成される。

低発熱領域Ｒ２１では、コイル５のコイル密度が飽和水蒸気発生領域Ｒ１よりも低くなるため、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２に移行した部分（耐熱ケース２の中央部分）では、耐熱ケース２の内側で生じる磁束密度Ｂの変化が飽和水蒸気発生領域Ｒ１よりも小さくなり、発熱エレメント１１のリング部１２に生じる渦電流Ｉｅも比較的小さくなる。したがって、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２に移行した部分では、発熱エレメント１１の発熱量が抑えられる。ただし、過熱水蒸気発生領域Ｒ２には水が進入しないため、発熱エレメント１１は、水による冷却作用を受けない。その結果、過熱水蒸気発生領域Ｒ２に移行した部分に設けられる発熱エレメント１１は発熱量が抑えられるものの、その温度は飽和水蒸気発生領域Ｒ１に設けられている発熱エレメント１１よりも若干高温になる。そして低発熱領域Ｒ２１では、飽和水蒸気発生領域Ｒ１よりも発熱エレメント１１の温度を若干高くした状態で飽和水蒸気を比較的ゆっくりと加熱し、飽和水蒸気を昇温させる。

高発熱領域Ｒ２２では、コイル５のコイル密度が低発熱領域Ｒ２１よりも高くなるため、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２に移行した部分（耐熱ケース２の中央部分）では、耐熱ケース２の内側で生じる磁束密度Ｂの変化が低発熱領域Ｒ２１よりも大きくなり、発熱エレメント１１のリング部１２に生じる渦電流Ｉｅも大きくなる。したがって、高発熱領域Ｒ２２では、発熱エレメント１１の発熱量が大きくなり、例えば四百度程度の高温状態まで昇温する。つまり、高発熱領域Ｒ２２に設けられる発熱エレメント１１は、低発熱領域Ｒ２１に設けられる発熱エレメント１１よりも高温状態となるのである。その結果、高発熱領域Ｒ２２において過熱水蒸気が所定の温度（例えば２５０度程度）まで昇温する。そして最終的に所定の温度まで過熱された過熱水蒸気が吐出部６の吐出口６ａから吐出される。

上記のように構成される過熱水蒸気発生装置１は、耐熱ケース２の長手方向中央部分におけるコイル密度を、耐熱ケース２の内部に水を供給する給水口７ａ側のコイル密度よりも低くした状態に一連のコイル５を巻き回しており、コイル駆動部２１によってコイル電流Ｉcoil（交流電流）が供給されることにより耐熱ケース２の内部に生じる中央部分の磁束密度Ｂの変化が、給水口７ａ側の磁束密度Ｂの変化よりも小さくなる。これにより、水が飽和水蒸気となった直後の空焚き状態において耐熱ケース２の内側が極度な高温状態になることを防止でき、断熱管４やコイル支持管３の局所的な部分に過度な温度差が生じることを抑制することができる。したがって、温度差によるヒートショックが耐熱ケース２の局所的部分に集中することを防止でき、ヒートショックによる耐熱ケース２の破損を防ぐことが可能である。その結果、本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、１つの加熱ユニットで水から過熱水蒸気を発生させることができ、装置全体を小型化することが可能となり、例えば手持ち型ガンタイプのヘッド部分に内蔵することも可能となる。

また本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、耐熱ケース２の内部から過熱水蒸気を吐出する吐出口６ａ側のコイル密度を、耐熱ケース２の中央部分におけるコイル密度よりも高くした状態に一連のコイル５を巻き回しており、コイル駆動部２１によって交流電流が供給されることにより耐熱ケース２の内部に生じる吐出口６ａ側の磁束密度Ｂの変化が、耐熱ケース２の中央部分の磁束密度Ｂの変化よりも大きくなる。これにより、水から飽和水蒸気が生成される部分よりも一定距離以上離れた部分では、耐熱ケース２の内側を十分な高温状態にして過熱水蒸気を所定の温度まで上昇させることができる。ここで、吐出口６ａ側を高温状態に昇温させると、耐熱ケース２の中央部分では、給水口７ａ側と吐出口６ａ側との温度差による温度勾配が生じるが、その温度勾配の傾きは比較的緩やかであり、耐熱ケース２を破損させる程の局所的なヒートショックを与えるものではない。寧ろ、吐出口６ａ側のコイル密度を中央部分よりも高くして耐熱ケース２の内側を十分な高温状態とすることにより、過熱水蒸気発生領域Ｒ２の長さを短くしつつ、所定の温度の過熱水蒸気を発生させることができるので、過熱水蒸気発生装置１の小型化という点でより一層有利である。

また本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、複数の発熱エレメント１１のそれぞれを順次所定角度ずつ回転させた状態に配置し、それら複数の発熱エレメント１１の内側に水や水蒸気の渦流を形成する構成である。このような構成によれば、所定の温度の過熱水蒸気となるに至っていない水や水蒸気が耐熱ケース２の内側を直進して吐出口６ａから吐出されてしまうことを防止することができる。つまり、本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、仮に吐出口６ａを下方に向けた状態であっても、給水口７ａから供給した水が耐熱ケース２の内側で渦流を形成しながら複数の発熱エレメント１１の内側を進行することにより、効率よく且つ確実に水又は水蒸気を加熱することが可能であり、吐出口６ａから吐出されるまでに所定の温度の過熱水蒸気に変化させることが可能である。したがって、本実施形態の過熱水蒸気発生装置１は、任意の方向に過熱水蒸気を吐出することができるという点で利便性に優れたものとなっている。ただし、給水口７ａから供給する単位時間当たりの水量は、所定の上限値（例えば５ｍｌ／ｓ〜２０ｍｌ／ｓ）を超えないことが条件となる。

（過熱水蒸気発生装置１の別の構成例）
次に過熱水蒸気発生装置１の別の構成例について説明する。ここでは、上述したものよりも、給水口７ａから供給する単位時間当たりの水量をより多くすることができるようにした構成例について説明する。

図８は、過熱水蒸気発生装置１の別の構成例を示す断面図である。この過熱水蒸気発生装置１では、耐熱ケース２の内側に設けられる発熱モジュール１０が、上述した複数の発熱エレメント１１と、円筒状に形成される一対の筒状部材３１，３２と、それら一対の筒状部材３１，３２の間に配置されるバッフルプレート（邪魔板）３３とを備えて構成される。尚、その他の点は、上述した構成と同様である。

図９は、発熱モジュール１０を拡大して示す斜視図である。筒状部材３１，３２は、ステンレスなどで形成され、発熱エレメント１１と略同径を有する円筒管である。またバッフルプレート３３は、ステンレスなどで形成され、発熱エレメント１１と略同径の円盤状部材であり、その中心に表裏を貫通する孔３４を有している。孔３４の直径は、例えば発熱エレメント１１のリング部１２の内径よりも小さく形成される。これら筒状部材３１，３２及びバッフルプレート３３は、複数の発熱エレメント１１を上流側と下流側とに二分する所定の位置に介挿される。そして筒状部材３１はバッフルプレート３３の上流側に配置され、筒状部材３２はバッフルプレート３３の下流側に配置される。例えば、筒状部材３１は、図８に示すように、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２に移行する境界部分に配置され、バッフルプレート３３及び筒状部材３２はその下流側に隣接して配置される。尚、これらの筒状部材３１，３２及びバッフルプレート３３もまた、耐熱ケース２の内部の磁束密度Ｂの変化によって渦電流Ｉｅが誘導されるため、コイル５にコイル電流Ｉcoilが流れることにより発熱する。

上記のように発熱モジュール１０に一対の筒状部材３１，３２とバッフルプレート３３とを設けることにより、発熱モジュール１０の内部に飽和水蒸気を溜めることができる一定の空間を２箇所形成することができる。図１０は、発熱モジュール１０の筒状部材３１，３２及びバッフルプレート３３が設けられた部分を拡大して示す断面図である。図１０に示すように、バッフルプレート３３の上流側には筒状部材３１の内側に第１の空間３１ａが形成され、バッフルプレート３３の下流側には筒状部材３２の内側に第２の空間３２ａが形成される。第１の空間３１ａに飽和水蒸気が流れ込むときには、その上流側に位置する発熱エレメント１１の複数のフィン１３によって形成されるスリットの隙間から流れ込むため、矢印Ｆ３で示すように第１の空間３１ａ内に拡散する。このとき、仮に水滴が第１の空間３１ａに流れ込んだとしても、飽和水蒸気の場合と同様に、その水滴はスリットの隙間から流れ込むときに矢印Ｆ３で示すように第１の空間３１ａ内に拡散する。そのため、水滴がバッフルプレート３３に形成された孔３４を通って下流側の第２の空間３２ａに流入することはない。そして水滴は、第１の空間３１ａに留まり、第１の空間３１ａで十分に加熱されて飽和水蒸気に変化する。

また第２の空間３２ａに飽和水蒸気が流れ込むときには、その上流側に位置するバッフルプレート３３に形成される孔３４から流れ込むため、矢印Ｆ４で示すように第２の空間３１ａ内に拡散する。このとき、仮に孔３４から水滴が第２の空間３２ａに流れ込んだとしても、飽和水蒸気の場合と同様に、その水滴は孔３４から流れ込むときに矢印Ｆ４で示すように第２の空間３２ａ内に拡散する。そのため、仮に水滴が第２の空間３２ａに流れ込んだとしても、第２の空間３２ａで十分に加熱して飽和水蒸気に変化させることができるようになる。

このように図８に示す構成例では、飽和水蒸気発生領域Ｒ１から過熱水蒸気発生領域Ｒ２に水滴が流入した場合であっても、発熱モジュール１０に設けた一対の筒状部材３１，３２とバッフルプレート３３により、過熱水蒸気発生領域Ｒ２の上流側部分でその水滴を確実に飽和水蒸気に変化させることができ、それよりも下流側で飽和水蒸気を更に加熱していくことができるようになる。そのため、図８に示す過熱水蒸気発生装置１は、図２に示したものよりも、給水口７ａから供給する単位時間当たりの水量を多くしても吐出口６ａから所定の温度の過熱水蒸気を良好に吐出させることができるようになる。例えば、図２に示した過熱水蒸気発生装置１の単位時間当たりの水量の上限値が、５ｍｌ／ｓ〜２０ｍｌ／ｓであるとすると、図８に示す過熱水蒸気発生装置１では、２５ｍｌ／ｓ程度まで上限値を上げることができる。

尚、上記においては、バッフルプレート３３の上流側と下流側の双方に筒状部材３１，３２を設ける例を示したが、バッフルプレート３３の上流側と下流側のいずれか一方に筒状部材３１又は３２を設けても一定の効果を発揮する。そのため、発熱モジュール１０は、少なくとも１つの筒状部材３１又は３２を設けたものであっても構わない。

（吐出ノズル４０の構成）
次に吐出ノズル４０について詳しく説明する。図１に示すように吐出ノズル４０は、過熱水蒸気発生装置１の吐出口６ａに装着される筒状の装着部４１と、その装着部４１を介して案内される過熱水蒸気を剥離対象部位に作用させるヘッド部４２とを有する。図１に示すヘッド部４２は、装着部４１に対して直角に配置されたプレート部材として構成され、その中央に筒状の装着部４１に連通する吐出孔４３が開放形成されると共に、その周縁部には平面状又は曲面状の剥離対象面と接合するように突出させた接合部５１が形成される。この接合部５１は、突出高さＨが１ｃｍ以下に形成され、好ましくは２〜３ｍｍ程度の高さに形成される。またヘッド部４２は、プレート部材の周縁全体に亘って接合部５１が突出形成されるのではなく、少なくとも一部は接合部５１を形成しない切欠部５２として構成される。この切欠部５２は、接合部５１を剥離対象面に接合させた状態で過熱水蒸気を吐出するとき、過熱水蒸気を外部へ放出させるためのものである。

図１１は、吐出ノズル４０の構造を示す一部切欠図である。図１１に示すように吐出ノズル４０は、プレート部材の中央部に設けられる吐出部材６１と、その吐出部材６１を挟んで両側に配置される一対の金属板６２ａ，６２ｂと、その金属板６２ａ，６２ｂを覆うように配置される一対の案内部材６３ａ，６３ｂとを備えて構成される。吐出部材６１は、例えばセラミック又はボリベンゾイミダール（ＰＢＩ）などの耐熱樹脂によって構成され、上述の装着部４１となる筒状部６１ａと、吐出孔４３が形成された平板部６１ｂとを一体形成したものである。この吐出部材６１は、平板部６１ｂの左右両側に金属板６２ａ，６２ｂを挟持する断面コ字状の金属板装着部６１ｃを有し、その金属板装着部６１ｃに一対の金属板６２ａ，６２ｂが取り付けられる。金属板６２ａ，６２ｂは、例えばアルミ板又は銅板によって構成され、その厚さが０．５〜０．８ｍｍ程度である。アルミ板や銅板は、厚さが０．５〜０．８ｍｍ程度であれば、平板状の形状を湾曲させた形状に簡単に変形させることが可能である。このような金属板６２ａ，６２ｂは、例えばテフロン（登録商標）やシリコンなどの弾力性及び耐熱性を有する樹脂材料で構成される案内部材６３ａ，６３ｂによって覆われる。また案内部材６３ａ，６３ｂは、吐出部材６１と同様にボリベンゾイミダール（ＰＢＩ）などの耐熱樹脂を用いるようにしても良い。案内部材６３ａ，６３ｂは、過熱水蒸気を切欠部５２に向けて案内する部材である。この案内部材６３ａ，６３ｂは、金属板６２ａ，６２ｂを内側に収容可能な収容保持部６３ｃを有し、例えば金属板６２ａ，６２ｂの先端を収容保持部６３ｃの奥部へ差し込むようにして取り付けられる。そして案内部材６３ａ，６３ｂは、その端部が吐出部材６１の金属板装着部６１ｃの端部と接着される。尚、上述した接合部５１は、案内部材６３ａ，６３ｂに設けられるものである。つまり、ヘッド部４２は、耐熱性を有する樹脂材料によって構成されるプレート部材の内側に変形自在な金属板６２ａ，６２ｂが設けられた構成である。

図１２は、剥離対象面が平面である場合の剥離工程の一例を示す図である。図１２に示すように母材２００の表面が平面であり、その表面に塗膜や壁紙などの薄膜２１０が形成されている場合、剥離装置１００は、ヘッド部４２の形状を平面状にして接合部５１を塗膜２１０の表面に接合させる。そして過熱水蒸気発生装置１から供給される過熱水蒸気は図中矢印で示すように接合部５１が塗膜２１０の表面に接合することによって案内部材６３ａ，６３ｂの内側に形成される空間を通ってヘッド部４２の周縁部に設けられた切欠部５２から外側に放出される。このとき、過熱水蒸気は、接合部５１によって形成される狭い空間内に充填され、ヘッド部４２によって覆われた部分の薄膜２１０と母材２００とを数百度まで加熱する。母材２００と薄膜２１０は、互いに熱膨張率が異なる。そのため、剥離装置１００は、塗膜２１０を数百度に加熱することで層間剥離により、塗膜２１０を母材２００から剥離することができる。

図１３及び図１４は、剥離対象面が曲面である場合の剥離工程の一例を示す図である。図１３に示すように円柱などのように母材２００の表面が曲面であり、その表面に塗膜や壁紙などの薄膜２１０が形成されている場合、作業者は、予めその曲面に適合するようにヘッド部４２の形状を円弧状に変形させることができる。そして作業者は、図１４に示すようにヘッド部４２の形状を曲面状に変形させた状態で接合部５１を塗膜２１０の表面に接合させる。その後、過熱水蒸気発生装置１から過熱水蒸気を吐出させると、剥離装置１００から吐出される過熱水蒸気は図１４において矢印で示すように接合部５１が塗膜２１０の表面に接合することによって形成される空間内を通ってヘッド部４２の周縁部に設けられた切欠部５２から外側に放出される。このとき、過熱水蒸気は、接合部５１によって形成される狭い空間内に充填され、ヘッド部４２によって覆われた部分の薄膜２１０と母材２００とを数百度まで加熱し、母材２００と薄膜２１０との間に層間剥離を生じさせ、塗膜２１０を母材２００から剥離する。

つまり、上述した吐出ノズル４０は、剥離対象面が平面と曲面のいずれであっても、ヘッド部４２の形状を剥離対象面に沿うように変形させることができ、過熱水蒸気発生装置１から供給される高温状態の過熱水蒸気を剥離対象面に対して良好に作用させることができる。その結果、剥離対象面は、平面と曲面のいずれであっても、過熱水蒸気によって高温状態に加熱されるので、母材２００と薄膜２１０との間に層間剥離を生じるようになる。したがって、上述した剥離装置１００は、剥離対象面がどのような形状であっても、効率的に剥離作業を行うことができる装置である。また上述した剥離装置１００は、過熱水蒸気を薄膜２１０に吹き付けることで薄膜２１０を剥離するものであるため、母材２００が導電性を有さないものであっても良好に薄膜２１０を剥離することができる。それ故、上述した剥離装置１００は、母材２００がどのような材質であっても、その表面に設けられた塗膜や壁紙などの薄膜２１０を剥離することができるという点で、従来の剥離装置よりも優れている。

（吐出ノズル４０の別の構成例）
図１５は、吐出ノズル４０の別の構成例を示す図である。この吐出ノズル４０は、図１５（ａ）に示すように過熱水蒸気発生装置１の吐出口６ａに装着される筒状の装着部４１と、その装着部４１を介して案内される過熱水蒸気を剥離対象部位に作用させるヘッド部４２とを有する。図１５（ｂ）は、吐出ノズル４０の断面構造を示している。図１５（ｂ）に示すようにヘッド部４２は、その周縁先端を筒状に突出させることにより、平面状の剥離対象面と接合するように構成した接合部５１を有し、その接合部５１の先端の少なくとも一部に過熱水蒸気を外部へ放出させる切欠部５２を設けている。つまり、ヘッド部４２は、装着部４１よりも太径の筒状部材として構成され、その筒状部材の周壁によって接合部５１が構成されており、その筒状部材の先端の少なくとも一部に切欠部５２が設けられている。このような吐出ノズル４０は、例えば図１５（ｃ）に示すように母材２００の表面に形成された薄膜２１０がナットなどの突起部２２０の表面にも形成されている場合に有用なものである。尚、図１５に示す吐出ノズル４０において筒状に形成される接合部５１の突出高さは、突起部２２０の高さに応じたものとすることが好ましく、例えば３〜５ｃｍ程度の高さに形成される。また図１５に示す吐出ノズル４０は、アルミなどの金属製であっても良いが、金属の場合は過熱水蒸気を冷却してしまうおそれがある。そのため、吐出ノズル４０は、セラミック又はボリベンゾイミダール（ＰＢＩ）などの耐熱樹脂によって形成し、内部で過熱水蒸気を冷却しない構成とすることが好ましい。

図１６は、剥離対象部位に突起部２２０を含む場合の剥離工程の一例を示す図である。図１６に示す例では、母材２００の表面が平面であり、その表面にナットなどの突起部２２０が設けられている。そして塗膜などの薄膜２１０は、母材２００と突起部２２０の表面に対して形成されている。このように剥離対象部位に突起部２２０が存在する場合、剥離装置１００は、図１５に示した吐出ノズル４０を過熱水蒸気発生装置１に装着した状態で使用される。このとき、過熱水蒸気発生装置１に装着される吐出ノズル４０は、ヘッド部４２の内側に突起部２２０を収容可能なサイズのものが選択される。そして剥離装置１００は、図１６に示すようにヘッド部４２に設けられた接合部５１の先端を突起部２２０の周囲の剥離対象面に接合した状態にセットされ、過熱水蒸気が吐出される。過熱水蒸気発生装置１から供給される過熱水蒸気は図１６において矢印で示すように接合部５１が塗膜２１０の表面に接合することによってヘッド部４２の内側に形成される空間を通ってヘッド部４２の周縁先端部に設けられた切欠部５２から外側に放出される。このとき、過熱水蒸気は、接合部５１によって形成される筒状の狭い空間内に充填され、ヘッド部４２によって覆われた部分の薄膜２１０と突起部２２０とを数百度まで加熱する。突起部２２０と薄膜２１０は、互いに熱膨張率が異なる。そのため、剥離装置１００は、塗膜２１０を数百度に加熱することで層間剥離により、塗膜２１０をナットなどの突起部２２０から剥離することができる。したがって、上述した吐出ノズル４０を用いれば、剥離対象部位に突起部２２０が含まれる場合であっても、突起部２２０から薄膜２１０を良好に剥離することができるという利点がある。

以上のように、上述した剥離装置１００は、過熱水蒸気によって熱膨張率の異なる二層間に層間剥離を生じさせ、壁紙や塗料などの薄膜２１０を母材２００から良好に剥離することができる。特に上述した剥離装置１００は、従来と比較すると小型化が可能であるため、狭小な作業場所でも使用し易い装置として実現することが可能であり、従来は使用することができなかった場所でも使用することができるという点で有用なものである。

（変形例）
以上、本発明に関する一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態において説明した内容のものに限られるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

例えば上記実施形態では、吐出口６ａを下方に向けた状態でも過熱水蒸気を良好に吐出できるようにするため、図７に示したように過熱水蒸気発生装置１の耐熱ケース２の内側に渦流を発生させるように構成されている。しかし、吐出口６ａを下方に向けた状態で使用しない場合には、必ずしも耐熱ケース２の内側に渦流を発生させなくても良い。その場合、複数の発熱エレメント１１の一部又は全部のスリット方向を揃えた状態に配置しても良い。

また上記実施形態では、過熱水蒸気発生装置１に設けられる発熱エレメント１１に複数のフィン１３を設け、それら複数のフィン１３の間にスリットを形成する場合を例示した。しかし、発熱エレメント１１は、そのようなものに限られず、例えばリング部１２の内側をハニカム形状としたものであっても構わない。

１００剥離装置
１過熱水蒸気発生装置
２耐熱ケース
５コイル
１１発熱エレメント
２１コイル駆動部（コイル駆動手段）
４０吐出ノズル
５１接合部
５２切欠部

Claims

一端に水を供給する給水口を有し、他端に過熱水蒸気を吐出する吐出口を有する筒状の耐熱ケースを備え、前記給水口から供給した水を前記耐熱ケースの内側で加熱することにより飽和水蒸気へ変化させ、更に飽和水蒸気を前記耐熱ケースの内側で加熱することにより過熱水蒸気へと変化させて前記吐出口より吐出する過熱水蒸気発生装置と、
前記吐出口に対して着脱可能であり、前記吐出口に装着される筒状の装着部と、前記装着部を介して案内される過熱水蒸気を剥離対象部位に作用させるヘッド部とを有する吐出ノズルと、
を備え、
前記吐出ノズルは、前記ヘッド部の周縁先端部に平面又は曲面状の剥離対象面と接合するように突出させた接合部を有し、当該接合部の少なくとも一部に過熱水蒸気を外部へ放出させる切欠部を設けた構成であり、前記装着部を介して案内される過熱水蒸気を前記接合部で挟まれた空間内で前記剥離対象部位に接触させることにより前記剥離対象部位を加熱することを特徴とする剥離装置。
前記ヘッド部は、前記装着部に対して直角に配置されたプレート部材であり、前記接合部の突出高さが１ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の剥離装置。
前記ヘッド部は、耐熱性を有する樹脂材料によって前記プレート部材が構成され、前記プレート部材の内部に変形自在な金属板を設けたことを特徴とする請求項２に記載の剥離装置。
前記ヘッド部は、前記装着部よりも太径の筒状部材として構成され、前記筒状部材の周壁によって前記接合部が構成されることを特徴とする請求項１に記載の剥離装置。
前記過熱水蒸気発生装置は、
前記耐熱ケースの外周面に巻き回したコイルと、
前記耐熱ケースの内部において前記耐熱ケースの長手方向に沿って互いに密着状態に設けられる複数の発熱エレメントと、
前記コイルに交流電流を流すコイル駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の剥離装置。
前記コイルは、前記耐熱ケースの長手方向中央部分におけるコイル密度を、前記耐熱ケースの内部に水を供給する前記給水口側のコイル密度よりも低くした状態に巻き回され、前記コイル駆動手段によって交流電流が供給されることにより前記耐熱ケースの内部に生じる前記中央部分の磁束密度変化を前記給水口側の磁束密度変化よりも小さくしたことを特徴とする請求項５に記載の剥離装置。