(57)【要約】【課題】本発明は、金属部材表面の被覆層を剥離する場合に、金属部材の誘導加熱の際に生じる煙の影響を抑えるとともに確実に剥離作業を行うことができる剥離装置及び方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】剥離装置は、金属部材Ｍの表面に接着された被覆層Ｃ上に剥離ヘッド部を移動させ、金属部材Ｍに対して誘導加熱を発生させることで被覆層Ｃを剥離させる。剥離ヘッド部は、金属部材Ｍを誘導加熱させる誘導コイルを備えた誘導加熱部１０と、剥離ヘッド部を被覆層Ｍに対して所定の間隔を空けて移動させる一対の車輪１２と、誘導加熱部１０に取り付けられて金属部材Ｍを誘導加熱する際に発生する煙を吸引する吸引部１１とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材表面に接着された被覆層上に剥離ヘッド部を移動させて当該金属部材に対して誘導加熱を発生させることで当該被覆層を剥離させる剥離装置であって、前記剥離ヘッド部は、前記金属部材を誘導加熱させる誘導コイルを備えた誘導加熱部と、前記剥離ヘッド部を前記被覆層に対して所定の間隔を空けて移動させる移動部と、前記誘導加熱部に取り付けられて前記金属部材を誘導加熱する際に発生する煙を吸引する吸引部とを備えている剥離装置。
【請求項２】
前記吸引部は、前記誘導加熱部全体を上方から覆うカバー部材を備えている請求項１に記載の剥離装置。
【請求項３】
前記剥離ヘッド部の移動方向に沿って所定の間隔で配列された複数の表示体を有するとともに当該表示体を前記剥離ヘッドの設定された移動速度に基づいて点滅表示させる表示部を備えている請求項１又は２に記載の剥離装置。
【請求項４】
前記剥離ヘッド部に冷却水を循環させる循環ポンプ部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の剥離装置。
【請求項５】
金属部材表面に接着された被覆層に対して所定の間隔を空けて剥離ヘッド部を移動させて当該金属部材に対して誘導加熱を発生させることで当該被覆層を剥離させる剥離方法であって、前記剥離ヘッド部の移動方向に沿って所定の間隔で配列された複数の表示体を前記剥離ヘッド部の設定された移動速度に基づいて点滅表示させながら前記剥離ヘッドを移動させる剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ライニングや塗装により金属部材の表面に形成された被覆層を剥離して除去する剥離装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所、化学プラント、工場等の施設で使用される鋼製容器、配管、各種機器等には、様々な金属部材が用いられている。こうした金属部材には、表面の腐食、摩耗、汚染等を防止するために、各種のライニングや塗装により被覆層が形成されている。こうした被覆層としては、例えば、ゴム材料、ＦＲＰ材料、ポリエチレン、フッ素樹脂材料、樹脂製塗料といった材料が層状に形成されて、金属部材表面に接着している。また、このような被覆層以外に、樹脂製接着剤によりシート状の被覆部材が金属部材表面に接着して被覆層を形成している場合もある。
【０００３】
上述した施設では、設備の老朽化に伴い解体作業が行われるようになるが、金属部材を回収してリサイクル処理する場合、表面に接着された被覆層を剥離して除去する必要がある。こうした剥離作業では、エアーチッパーによるハツリ、サンダ―による研削、ブラスト工法による剥離が行われているが、作業者の肉体的負担が大きく、粉じん及び騒音による健康被害が懸念されている。また、被覆層の破砕物等の多量の産業廃棄物の処分や作業工期の長期化といった問題点がある。
【０００４】
そのため、誘導加熱により金属部材を局所的に加熱して被覆層の接着部分を溶融させることで剥離する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、有機物と金属とが互いに接着されている有機物・金属接着体を高周波加熱し、有機物を開裂し、金属から有機物を剥離する有機物剥離方法が記載されている。また、特許文献２では、樹脂又はゴムと金属とが接合して成る複合部材の金属部分を誘導加熱によって加熱し、金属表面から樹脂又はゴムを剥離処理して分離する複合部材の分離方法が記載されている。
【０００５】
上述した特許文献では、被覆層が接着された金属部材を搬送しながら、誘導加熱により金属部材を加熱して被覆層を剥離しているが、こうした方法は、金属部材を取り外して搬送可能な状態にする必要がある。これに対して、発電所、化学プラント、工場等の施設では、大型の設備の外面や内面に被覆層が接着されており、搬送可能な状態に解体することは困難である。そのため、こうした大型設備に設けられた被覆層を剥離する方法が求められている。特許文献３では、金属表面上を回転して移動するホイールと誘導コイルとを組み合わせて、誘導コイルを金属表面上で移動させながら誘導加熱により錆及びペイントを除去する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２６７４８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０４３７号公報
【特許文献３】特許第４０１４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３では、大型の設備の解体作業において金属部材を取り外すことなく被覆層を剥離することができ、解体作業の効率化を図ることが可能となる。しかしながら、気密性の高い大型設備や大型容器の内部で作業する場合に、誘導加熱の際に生じる煙が充満して作業が妨げられるようになり、作業者に悪影響を及ぼすおそれがある。また、特許文献３では、ホイールの回転数から金属表面上の装置の移動速度を測定し、移動速度に合わせて誘導コイルに供給する電力を調整するようにしているが、処理の対象となる設備の構造や環境は個別に大きく異なり、また同じ設備でも局所的に異なっており、測定した移動速度により同じように加熱制御しても確実に剥離できない場合が生じるようになる。
【０００８】
そこで、本発明は、金属部材表面の被覆層を剥離する場合に、金属部材の誘導加熱の際に生じる煙の影響を抑えるとともに確実に剥離作業を行うことができる剥離装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る金属部材表面の被覆層の剥離装置は、金属部材表面に接着された被覆層上に剥離ヘッド部を移動させて当該金属部材に対して誘導加熱を発生させることで当該被覆層を剥離させる剥離装置であって、前記剥離ヘッド部は、前記金属部材を誘導加熱させる誘導コイルを備えた誘導加熱部と、前記剥離ヘッド部を前記被覆層に対して所定の間隔を空けて移動させる移動部と、前記誘導加熱部に取り付けられて前記金属部材を誘導加熱する際に発生する煙を吸引する吸引部とを備えている。さらに、前記吸引部は、前記誘導加熱部全体を上方から覆うカバー部材を備えている。さらに、前記剥離ヘッド部の移動方向に沿って所定の間隔で配列された複数の表示体を有するとともに当該表示体を前記剥離ヘッドの設定された移動速度に基づいて点滅表示させる表示部を備えている。さらに、前記剥離ヘッド部に冷却水を循環させる循環ポンプ部を備えている。
【００１０】
本発明に係る金属部材表面の被覆層の剥離方法は、金属部材表面に接着された被覆層に対して所定の間隔を空けて剥離ヘッド部を移動させて当該金属部材に対して誘導加熱を発生させることで当該被覆層を剥離させる剥離方法であって、前記剥離ヘッド部の移動方向に沿って所定の間隔で配列された複数の表示体を前記剥離ヘッド部の設定された移動速度に基づいて点滅表示させながら前記剥離ヘッドを移動させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記のような構成を備えることで、金属部材表面に接着された被覆層を剥離する場合に、金属部材の誘導加熱の際に生じる煙の影響を抑えるとともに確実に剥離作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。
【図２】剥離ヘッド部に関する正面図、平面図及び側面図である。
【図３】吸引部に関する変形例である。
【図４】図１に示す剥離装置に表示部を追加した例に関する概略構成図である。
【図５】本体部に設置される循環ポンプ部の一例を示す概略平面図及び概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて詳しく説明する。図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。剥離装置は、剥離ヘッド部１、接続ケーブル部２及び本体部３を備えている。剥離ヘッド部１は、誘導加熱部１０及び吸引部１１を備えており、剥離ヘッド部１を移動させる移動部として両側に一対の車輪１２が取り付けられている。そして、車輪１２により金属部材表面の被覆層上を剥離ヘッド部１が所定の間隔を空けてスムーズに移動することができるようになっている。また、剥離ヘッド部１には、図示していないが、誘導加熱部１０を冷却するための冷却水を循環させる配管が設けられている。接続ケーブル部２は、剥離ヘッド部１に電流を供給する配線ケーブル、冷却水を供給するチューブ及び吸引した煙を移送するパイプを備えている。本体部３は、誘導加熱部１０に設けられた誘導コイルに接続ケーブル部２を介して電流を供給する電源部、吸引部１１に接続ケーブル部２を介して接続された吸引ポンプ部、及び、誘導加熱部１０の接続ケーブル部２を介して冷却水を循環させる循環ポンプ部を備えている。
【００１４】
図２は、剥離ヘッド部１に関する正面図（図２（ａ））、平面図（図２（ｂ））及び側面図（図２（ｃ））である。剥離ヘッド部１は、平板状の金属部材Ｍの表面に被覆層Ｃが接着された構造物上に配置されている。誘導加熱部１０は、直方体状のケース内に誘導コイル（図示せず）が収納されており、接続ケーブル部２に接続される取付部１３に固定されている。そして、接続ケーブル部２を介して本体部３の電源部から誘導コイルに電流が供給され、電磁誘導により誘導された電流が誘導加熱部１０に対向する金属部材Ｍの表面部分に局所的に流れるようになる。金属部材Ｍ内に生じる誘導電流の大きさや流れる範囲は、誘導コイルと金属部材との間の距離及び誘導コイルに供給される電流の大きさや周波数に基づいて設定される。
【００１５】
そして、金属部材Ｍの表面部分に誘導電流が流れることで、誘導加熱部１０に対向する部位Ｈが発熱するようになり、その発熱量は、流れる誘導電流が大きくなるほど大きくなる。金属部材Ｍの表面部分の部位Ｈが局所的に発熱することで、金属部材Ｍの表面に接着された被覆層Ｃの部位Ｈに対向する接着部分が局所的に加熱されて溶融し、被覆層Ｃが容易に剥離することができるようになる。部位Ｈに局所的に生じる熱は、金属部材内を伝導して放熱されるため、部位Ｈ以外に発熱の影響が及ぶことはない。そのため、誘導加熱部１０を車輪１２により金属部材Ｍとの間の間隔を一定に保持しながら移動することで、加熱する部位を連続移動させて被覆層Ｃ全体を剥離させることができる。
【００１６】
しかしながら、解体処理の対象となる設備により剥離を行う構造物の構造や環境が異なっているため、金属部材Ｍから被覆層Ｃを剥離させるのに必要となる実際の発熱量は異なっている。また、同じ設備でも部分的に必要となる発熱量は異なっている場合が多い。そのため、剥離ヘッド部１を移動させながら、誘導加熱部１０に対向する部位に常時最適な発熱量を生じさせることは難しく、過剰な加熱により被覆層Ｃの接着部分が焼けて煙が発生することが避けられない。煙が生じないように剥離ヘッド部１を移動させて誘導加熱を行う場合には、加熱不足により被覆層Ｃが剥離できなくなる部分が生じる可能性がある。
【００１７】
したがって、被覆層Ｃを確実に金属部材Ｍの表面から剥離させるためには、過剰な加熱により発生する煙に対処する必要がある。本発明では、吸引部１１を剥離ヘッド部１に設けて、発生する煙を吸引部１１により吸引するようにしている。吸引部１１は、誘導加熱部１０の上部に配置されており、前面側に細長い矩形状の吸引口１１ａが形成された末広がり状の導管部１１ｂ及び導管部１１ｂの後方側に接続されて取付部１３の上面に配置された配管部１１ｃを備えている。吸引部１１は、配管部１１ｃを固定金具１１ｄにより取付部１３に固定することで、吸引口１１ａが誘導加熱部１０の前面の上方に開口するように配置される。
【００１８】
配管部１１ｃは、本体部３の吸引ポンプ部（図示せず）に接続ケーブル部２を介して接続されており、吸引ポンプ部を作動させることで、吸引口１１ａから煙が吸い込まれていくようになる。吸引ポンプ部３としては、例えば、エジェクタタンクを用いることができる。エジェクタタンク内を圧縮空気の通過により真空状態に設定することで、吸引口１１ａがら煙が吸引されてエジェクタタンク内に収容されるようになる。エジェクタタンク内に収容された煙は、エジェクタタンクに接続した公知の脱臭及び脱煙装置を介して排気することで、作業環境の悪化を抑止することができる。
【００１９】
吸引口１１ａが剥離ヘッド部１の前面側に配置されているので、剥離ヘッド部１を前方に移動させながら金属部材Ｍを誘導加熱した場合に生じる煙が前方に流れてきてもすぐ吸引されるようになり、作業者が前方を視認する際に煙が妨げとなることはない。この例では、吸引口１１ａを細長い矩形状に形成しているが、作業時に発生する煙の動きに応じて形状の幅を広くしたり、長手方向の長さを長くしてもよく、特に限定されない。また、吸引口１１ａを誘導加熱部１０の前面側以外の位置に配置することも可能で、例えば、誘導加熱部１０の下方に吸引口１１ａを配置することもできる。また、この例では、吸引部１１を誘導加熱部１０と別体に設けているが、誘導加熱部１０のケースに吸引部１１を一体化して形成することも可能である。
【００２０】
図３は、吸引部１１に関する変形例を示す側面図（図３（ａ））及び平面図（図３（ｂ））である。この例では、吸引部１１は、誘導加熱部１０全体を上方から覆うカバー部材１１ｅを備えている。カバー部材１１ｅは、誘導加熱部１０の前面側、上面側及び後面側並びに一対の車輪１２の外側を覆うように箱状に形成されている。そして、カバー部材１１ｅは、後面側に形成された切欠き部に取付部１３を嵌合させて固定されており、カバー部材１１ｅの上面は、誘導加熱部１０の上面との間に間隔を空けて設定されている。カバー部材１１ｅの下部には、アルミニウム等の金属板からなる放熱板１１ｆが取り付けられている。カバー部材１１ｅの上面には、開口が形成されており、開口を覆うように吸引管１１ｇが密着固定されている。そのため、カバー部材１１ｅは、内部が吸引管１１ｇと連通した状態に設定されている。吸引管１１ｇは、配管部１１ｈが接続されており、図２に示す例と同様に、配管部１１ｈを介してエジェクタタンク等の吸引ポンプ部に接続されている。吸引ポンプ部を作動させることで、吸引管１１ｇ及び配管部１１ｈを介してカバー部材１１ｅ内の空気が吸引されるようになる。
【００２１】
このようにカバー部材１１ｅにより誘導加熱部１０全体を下部まで覆うようにしているので、誘導加熱により生じた煙は、上昇してカバー部材１１ｅ内に流れ込むようになる。また、カバー部材１１ｅは、誘導加熱部１０の後方に拡がるように形成されているので、剥離ヘッド部１を前方に移動する際に剥離ヘッド部１の後方に流れる煙もカバー部材１１ｅ内に取り込むようにすることができる。また、カバー部材１１ｅ内は、上面に取り付けた吸引管１１ｇにより空気が常時吸引されているため、カバー部材１１ｅの下側周端の全周にわたって上面に向かう空気流が発生するようになる。そのため、誘導加熱により発生したほとんどの煙は、外部に流出することなく空気流とともにカバー部材１１ｅ内に取り込まれて吸引管１１ｇから吸引されるようになる。
【００２２】
こうして誘導加熱により発生した煙を確実に吸引して作業の支障にならないようにすることができる。また、カバー部材１１ｅを透明部材により形成することで、誘導加熱部１０の状態を外部から確認することができる。また、カバー部材１１ｅの下部に放熱板１１ｆを取り付けることで、誘導加熱により発生する熱による影響がカバー部材１１ｅ全体に及ばないようにすることができ、作業をスムーズに行うことが可能となる。
【００２３】
図４は、図１に示す剥離装置に表示部４を追加した例に関する概略構成図である。表示部４は、帯状の支持体２０の上面に等間隔でＬＥＤ等の表示体２１が多数配列されて構成されている。支持体２０の底面には、複数個の磁石（図示せず）が取り付けられており、支持体２０を剥離を行う構造物上に配置した場合、金属部材に対する磁石の吸着力により支持体２０を構造物に固定することができる。
【００２４】
表示体２１は、本体部３に設けられた点滅制御部（図示せず）と接続コード２２を介して接続されており、点滅制御部により表示体２１が１つずつ順番に点滅するように表示制御される。そして、剥離に必要な発熱量を金属部材に生じさせるように剥離ヘッド部１を移動させるため、表示体２１を剥離ヘッド１の移動速度に合わせて点滅させるようにする。例えば、剥離ヘッド部１を所定距離だけ試行的に数回移動させて移動時間を計測し、確実に被覆層が剥離した場合の移動時間に基づいて表示体２１の点滅速度を点滅制御部に設定する。この場合、実際に処理する構造物に対する試行結果に基づいて剥離ヘッド部１の移動速度を設定することができるので、確実に被覆層を剥離できる発熱量を得ることが可能となる。また、実際の試行結果に基づいて設定するので、過熱しすぎることのない移動速度で剥離ヘッド部１を移動させるように操作することができる。点滅速度の設定については、過去に剥離処理を行った際の処理データ（金属部材の厚さ及び素材、被覆層の厚さ及び素材、印加電圧等の設定量、外部温度等）に対応する点滅速度を記録しておき、そうした記録されたデータに基づいて点滅速度を設定することもできる。
【００２５】
なお、支持体２０の側面に表示体２１の位置に応じて複数の接触センサを設けておき、剥離ヘッド部１の試行の際に、接触センサが剥離ヘッド部１の移動を検知することで実際の移動時間を点滅制御部において計測し、計測された移動時間に基づいて表示体２１の点滅速度を設定することもできる。
【００２６】
また、剥離ヘッド部１を表示体２１の点滅に合わせて正確に移動させるために、車輪１２の車軸から軸方向に外方に向かって細長い指示バーを突設しておくこともできる。そして、点滅する表示体２１に指示バーが重なり合うように剥離ヘッド部１を移動させることで、剥離ヘッド部１を正確に移動するように操作することが可能となる。
【００２７】
また、支持体２０の側面に沿って剥離ヘッド部１を移動させることで、剥離ヘッド部１の移動方向がずれないように操作することができる。例えば、支持体２０を既に剥離処理した領域の境界線に沿って配置しておくことで、支持体２０の側面を目印に剥離ヘッド部１を移動させれば、剥離処理した領域との間に隙間を空けることなく連続して剥離を行うようにすることができる。したがって、剥離されなかった領域が残留することなく確実に剥離処理を行うことが可能となる。また、剥離処理した領域と重複して誘導加熱すると、過度に加熱されて燃焼するおそれがあるが、支持体２０を剥離処理した領域の境界線に沿って配置しておくことで、剥離処理した領域と重複しないように剥離ヘッド部１を操作することができる。
【００２８】
図５は、本体部３に設置される循環ポンプ部の一例を示す概略平面図（図５（ａ））及び概略側面図（図５（ｂ））である。循環ポンプ部は、冷却水を貯留する貯水槽３０、冷却水を剥離ヘッド部１に送給するポンプ３１、貯水槽３０内の水を冷却する冷却装置３２及び貯水槽３０内の水を冷却装置３２に送給するポンプ３３を備えている。貯水槽３０の下部とポンプ３１の間には、配管３４が接続されており、ポンプ３１には、冷却水を剥離ヘッド部１に送出する給水管３５が接続されている。また、貯水槽３０とポンプ３３との間には、配管３６が接続されており、ポンプ３３と冷却装置３２との間には、配管３７が接続されている。冷却装置３２には、冷却水を貯水槽３０に送給する配管３８が接続されており、配管３７を介して送入された水は冷却装置３２内で所定温度に冷却され、冷却された水は配管３８に送給されて、貯水槽３０の上方から排出されるようになっている。排水管４０は、剥離ヘッド部１と貯水槽３０との間に接続されており、剥離ヘッド部１に送給されて加熱された水を貯水槽３０に戻すようになっている。
【００２９】
ポンプ３１及び３３は、循環制御部３９により駆動制御される。循環制御部３９は、剥離ヘッド部１に電流が供給されている間ポンプ３１を駆動して冷却水を循環させるようにし、剥離ヘッド部１に設けられた温度センサからの検知信号に基づいてポンプ３１により循環させる水量を制御する。また、循環制御部３９は、貯水槽３０内の水の温度を検知する温度センサ（図示せず）からの検知信号に基づき貯水槽３０内の水の温度が所定温度以上になった場合には、ポンプ３３を駆動して冷却装置３２に貯水槽３０内の水を送給する。そして、冷却装置３２から供給される冷却水により貯水槽３０内の水の温度が所定温度よりも低下した場合にポンプ３３の駆動を停止する。
【００３０】
このように、冷却装置３２により貯水槽３０の水を所定温度になるように冷却することで、安定した温度状態の冷却水をポンプ３１により剥離ヘッド部１に送給することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・剥離ヘッド部、２・・・接続ケーブル部、３・・・本体部、４・・・表示部、１０・・・誘導加熱部、１１・・・吸引部、１２・・・車輪、１３・・・取付部、２０・・・支持体、２１・・・表示体、２２・・・接続コード、３０・・・貯水槽、３１・・・ポンプ、３２・・・冷却装置、３３・・・ポンプ、Ｍ・・・金属部材、Ｃ・・・被覆層、Ｈ・・・発熱部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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