特許 6775384 酸素洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6775384

(24)【登録日】2020年10月8日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】酸素洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   F23J 1/00 20060101AFI20201019BHJP

   F23G 5/24 20060101ALI20201019BHJP

   F27D 3/16 20060101ALI20201019BHJP

   F27D 25/00 20100101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   F23J1/00 B

   F23G5/24 B

   F27D3/16 Z

   F27D25/00

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-213599(P2016-213599)

(22)【出願日】2016年10月31日

(65)【公開番号】特開2018-71914(P2018-71914A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506000128

【氏名又は名称】日鉄環境プラントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】野田 康一

(72)【発明者】

【氏名】戸畑 修一

(72)【発明者】

【氏名】西野 誠

(72)【発明者】

【氏名】古賀 芳明

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７２４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７２７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６１１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０８３１１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｊ １／００

Ｆ２３Ｇ ５／２４

Ｆ２７Ｄ ３／１６

Ｆ２７Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸素を含むガスを溶融炉内に導入するためのパイプを備え、
前記パイプを経た酸素供給により前記溶融炉内の可燃物が燃焼して発生する第一熱量に対し、前記パイプを経た酸素供給により前記パイプ自体が燃焼して発生する第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、前記パイプの外径及び肉厚が設定されており、
前記パイプの外径は２０．７〜２１．７ｍｍであり、前記パイプの肉厚は１．６〜２．３ｍｍである、溶融炉の酸素洗浄装置。

【請求項2】

前記パイプの外径は、前記パイプを保持するパイプホルダと嵌合するように定まっており、
前記第一熱量に対する前記第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、前記パイプの肉厚が設定されている、請求項１に記載の溶融炉の酸素洗浄装置。

【請求項3】

前記パイプの外径及び肉厚は、前記パイプの内径が１６．１ｍｍより大きくなるように設定されている、請求項１又は２に記載の溶融炉の酸素洗浄装置。

【請求項4】

前記パイプの外径及び肉厚は、前記パイプを通る前記ガスの流量が６５ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）より大きくなるように設定されている、請求項１〜３のいずれか一項記載の酸素洗浄装置。

【請求項5】

前記パイプの外周に装着され、かしめにより前記パイプ同士を接合する筒状の継手部材を更に備え、
かしめ前における前記継手部材の肉厚から前記パイプの肉厚を減じた値は０．１ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項記載の酸素洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、酸素洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

廃棄物を溶融させ、溶融スラグを回収するための廃棄物溶融炉が知られている。廃棄物溶融炉の操業においては、炉底部内の酸素洗浄作業が行われる。特許文献１には、酸素洗浄作業を行うための装置が開示されている。この装置は、溶融スラグの出湯口から酸素供給用のパイプを挿入して炉底部内に酸素を供給し、パイプ自体の燃焼熱等によって不完全な溶融部を流動化させるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−６１１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できる酸素洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る酸素洗浄装置は、酸素を含むガスを溶融炉内に導入するためのパイプを備え、パイプを経た酸素供給により溶融炉内の可燃物が燃焼して発生する第一熱量に対し、パイプを経た酸素供給によりパイプ自体が燃焼して発生する第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、パイプの外径及び肉厚が設定されている。

【0006】

従来、パイプを経た酸素供給により発生する熱量（以下、「全発生熱量」という。）の大半は、第二熱量であると考えられていた。これに対し、全発生熱量の内訳を分析した結果、以下の知見が得られた。
ａ） 全発生熱量の大半は、第二熱量ではなく第一熱量である。
ｂ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やしたとしても、第二熱量は大きくならない。
ｃ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やすと、第一熱量は大きくなる。
ｄ） 既存の酸素洗浄装置において、第一熱量に対する第二熱量の比率は約１／２．４である。
これらの知見から、本発明者等は、パイプの寸法の調節により、全発生熱量に対する第一熱量の比率を大きくすることで、全発生熱量に対する第二熱量の比率を小さくし、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できることを見出した。更に、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／２．４未満となるようにパイプの寸法を設定すれば、既存の酸素洗浄装置に比較して、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できることを見出した。従って、この設定を採用した酸素洗浄装置によれば、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できる。

【0007】

パイプの外径は、パイプを保持するパイプホルダと嵌合するように定まっており、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、パイプの肉厚が設定されていてもよい。この場合、パイプの外径が定まった状況においても、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できる。

【0008】

パイプの外径及び肉厚は、パイプの内径が１６．１ｍｍより大きくなるように設定されていてもよい。この場合、第一熱量をより大きくすることで、第二熱量の削減を可能とし、酸素洗浄用のパイプの材料消費をより確実に削減できる。

【0009】

パイプの外径は２０．７〜２１．７ｍｍであり、パイプの肉厚は１．６〜２．３ｍｍであってもよい。この場合、パイプの強度低下に伴う作業性の低下を抑制しつつ、第一熱量に対する第二熱量の比率を１／２．４未満にすることが可能となる。

【0010】

パイプの外径及び肉厚は、パイプを通るガスの流量が６５ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）より大きくなるように設定されていてもよい。この場合、第一熱量をより大きくすることで、第二熱量の削減を可能とし、酸素洗浄用のパイプの材料消費をより確実に削減できる。

【0011】

パイプの外周に装着され、かしめによりパイプ同士を接合する筒状の継手部材を更に備え、かしめ前における継手部材の肉厚からパイプの肉厚を減じた値は０．１ｍｍ以下であってもよい。パイプの肉厚を削減する場合、既存の継手部材を用いてパイプ同士を接合すると、当該接合部においてリークが生じる場合がある。これに対し、かしめ前における継手部材の肉厚からパイプの肉厚を減じた値が０．１ｍｍ以下である継手部材を採用することにより、上記接合部におけるリークの発生を抑制できる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】酸素洗浄装置の概略構成を示す図である。

【図2】パイプの接合部の拡大図である。

【図3】実施例・比較例の評価結果を示すリストである。

【図4】実施例・比較例の評価結果を示すグラフである。

【図5】実施例・比較例の評価結果を示すリストである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0015】

図１に示す酸素洗浄装置１は、廃棄物溶融炉の炉底部９の酸素洗浄を行うための装置である。炉底部９は、廃棄物溶融炉の最下部に位置し、廃棄物の溶融により生成された溶融スラグ（溶融物）９１を蓄積する。炉底部９の周壁には、溶融スラグ９１を取り出すための出湯口９ａが設けられている。溶融スラグ９１は、溶融の程度の低い部分（以下、「不完全な溶融部分」という。）９３を含む場合がある。酸素洗浄装置１は、炉底部９内に酸素を供給することにより炉底部９内における酸化反応を促進し、これに伴い発生する熱によって不完全な溶融部分９３を流動化させる。

【0016】

酸素洗浄装置１は、パイプ２と、パイプホルダ３と、酸素供給源４とを有する。

【0017】

パイプ２は、出湯口９ａから炉底部９内に挿入され、酸素を含むガス（以下、「酸素含有ガス」という。）を溶融炉内に導入する。パイプ２の外径Ｄ２及び肉厚ｔ２（図２参照）は、下記第一熱量に対する下記第二熱量の比率が１／２．４未満となるように設定されている。
第一熱量：パイプ２を経た酸素供給により炉底部９内の可燃物（例えばコークス９２）が燃焼して単位時間あたりに発生する熱量。
第二熱量：パイプ２を経た酸素供給によりパイプ２自体が燃焼して単位時間あたりに発生する熱量。
パイプ２の外径及び肉厚は、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／４．５〜１／２．７となるように設定されていてもよいし、当該比率が１／３．６〜１／３．１となるように設定されていてもよい。これらの場合、パイプ２の強度と、パイプ２の材料消費の削減との両立を図り易い。

【0018】

パイプ２は、複数のパイプが連なったものであってもよい。図１は、パイプ２が二本のパイプ２Ａ，２Ｂにより構成されている場合を例示している。パイプ２Ａは、その基端部の周壁に酸素供給口２ａを有する。酸素供給口２ａは、酸素含有ガスをパイプ２内に受け入れる。パイプ２Ｂは、パイプ２Ａの先端部に接合されている。なお、パイプ２Ａ，２Ｂのいずれか一方は、前回の酸素洗浄処理において用いられたパイプ２において、消費されずに残った部分であってもよい。

【0019】

パイプ２Ａ，２Ｂは、継手部材２１により接合されていてもよい。すなわち、酸素洗浄装置１は継手部材２１を更に備えてもよい。継手部材２１は、パイプ２Ａ，２Ｂの外周に装着され、かしめによりパイプ２Ａ，２Ｂ同士を接合する筒状部材である。かしめ前における継手部材２１の肉厚ｔ２１（図２参照）からパイプ２の肉厚ｔ２を減じた値は０．１ｍｍ以下であってもよい。

【0020】

パイプホルダ３は、パイプ２の基端部（パイプ２Ａの基端部）を保持する。パイプホルダ３は、本体３０と測長装置３１とを有する。本体３０の中央部には、嵌合孔３０ａが形成されている。パイプ２の外径Ｄ２は、パイプホルダ３と嵌合するように定まっている。すなわち、パイプ２の外径Ｄ２は、嵌合孔３０ａの内径に比べて僅かに小さい値に設定されている。パイプ２の外径Ｄ２は、例えば２０．７〜２１．７ｍｍである。

【0021】

このように、パイプ２の外径Ｄ２がパイプホルダ３と嵌合するように定まっている場合においては、第一熱量に対し、第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、パイプ２の肉厚ｔ２が設定されていればよい。パイプ２の肉厚ｔ２は、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／４．５〜１／２．７となるように設定されていてもよいし、当該比率が１／３．６〜１／３．１となるように設定されていてもよい。パイプ２の外径Ｄ２が２０．７〜２１．７ｍｍである場合に適したパイプ２の肉厚ｔ２は、例えば１．６〜２．３ｍｍであり、１．６〜１．９ｍｍであってもよい。これらの場合、パイプ２の強度と、パイプ２の材料消費の削減との両立を図り易い。

【0022】

パイプ２の基端部は、パイプホルダ３の一方側から嵌合孔３０ａ内に挿入されている。測長装置３１は、パイプホルダ３の他方側に固定されており、パイプ２の基端部に当接している。測長装置３１は、パイプ２の長さを検出する長さセンサを内蔵している。長さセンサは、例えばマイクロ波距離計であり、マイクロ波を出力してパイプ２の基端部に伝播させ、パイプ２の先端部（パイプ２Ｂの先端部）にて反射して戻ってくるマイクロ波に基づいてパイプ２の全長を検出する。

【0023】

酸素供給源４は酸素含有ガスを酸素供給口２ａに供給する。酸素供給源４は、例えば圧縮された酸素含有ガスを収容したタンクであり、管路４０を介してパイプ２の酸素供給口２ａに接続されている。管路４０にはバルブ４１が設けられている。バルブ４１は、管路４０の開度を調節する。管路４０の開度を調節することにより、酸素供給口２ａにおける酸素含有ガスの圧力を調節可能である。

【0024】

以上の構成において、パイプ２の外径Ｄ２及び肉厚ｔ２は、パイプ２を通る酸素含有ガスの流量が６５ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）より大きくなるように設定されていてもよく、当該流量が７０〜１１０ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）となるように設定されていてもよく、８０〜１００ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）となるように設定されていてもよい。このように設定されたパイプ２の外径Ｄ２及び肉厚ｔ２の組み合わせの一例として、パイプ２の内径ｄ２（図２参照）が１６．１ｍｍより大きくなる組み合わせが挙げられる。但し、この組み合わせは、パイプ２の酸素供給口２ａにおける酸素含有ガスの圧力が約４０ｋＰａであることを前提としている。

【0025】

以上に説明したように、酸素洗浄装置１においては、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、パイプ２の外径及び肉厚が設定されている。従来、パイプ２を経た酸素供給により発生する熱量（以下、「全発生熱量」という。）の大半は、第二熱量であると考えられていた。これに対し、後述の実施例及び比較例に示すように、以下の知見が得られた。
ａ） 全発生熱量の大半は、第二熱量ではなく第一熱量である。
ｂ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やしたとしても、第二熱量は大きくならない。
ｃ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やすと、第一熱量は大きくなる。
ｄ） 既存の酸素洗浄装置において、第一熱量に対する第二熱量の比率は約１／２．４である。
これらの知見から、パイプ２の寸法の調節により、全発生熱量に対する第一熱量の比率を大きくすることで、全発生熱量に対する第二熱量の比率を小さくし、パイプ２の材料消費を削減できることが見出された。更に、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／２．４未満となるようにパイプ２の寸法を設定すれば、既存の酸素洗浄装置に比較して、パイプ２の材料消費を削減できることが見出された。従って、この設定を採用した酸素洗浄装置１によれば、パイプ２の材料消費を削減できる。

【0026】

パイプ２の外径は、パイプ２を保持するパイプホルダ３と嵌合するように定まっていてもよく、第一熱量に対し、第二熱量の比率が１／２．４未満となるように、パイプ２の肉厚が設定されていてもよい。この場合、パイプ２の外径が定まった状況においても、パイプ２の材料消費を削減できる。

【0027】

なお、パイプ２の外径が定まった状態で上記比率を小さくするには、パイプ２の肉厚を小さくする必要がある。パイプ２の肉厚を小さくすると、パイプ２の材料消費が削減されるのに加えてパイプ２の構成材料自体が少なくなる。仮に、パイプ２の構成材料を変えることなくパイプ２の材料消費のみを削減すると、酸素洗浄処理において消費されずに残るパイプ２が長くなる。次の酸素洗浄処理に再利用できるパイプ２の長さには制限があるので、酸素洗浄処理後にパイプ２が残り過ぎると、長さ調整のみを目的としてパイプ２を燃焼させることが必要となる場合がある。これに対し、パイプ２の材料消費の削減に加えてパイプ２の構成材料自体も少なくなるので、長さ調整のみを目的としたパイプ２の燃焼の頻度が低減される。このことも、パイプ２の材料消費の削減に寄与する。

【0028】

パイプ２の外径及び肉厚は、パイプ２の内径が１６．１ｍｍより大きくなるように設定されていてもよい。この場合、第一熱量をより大きくすることで、第二熱量の削減を可能とし、パイプ２の材料消費をより確実に削減できる。

【0029】

パイプ２の外径は２０．７〜２１．７ｍｍであり、パイプ肉厚が１．６〜２．３ｍｍであってもよい。この場合、パイプ２の強度低下に伴う作業性の低下を抑制しつつ、第一熱量に対する第二熱量の比率を１／２．４未満にすることが可能となる。

【0030】

パイプ２の外径及び肉厚は、パイプ２を通る酸素含有ガスの流量が６５ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）より大きくなるように設定されていてもよい。この場合、第一熱量をより大きくすることで、第二熱量の削減を可能とし、酸素洗浄用のパイプ２の材料消費をより確実に削減できる。

【0031】

パイプ２の外周に装着され、かしめによりパイプ２同士を接合する筒状の継手部材２１を更に備えてもよい。かしめ前における継手部材２１の肉厚からパイプ２の肉厚を減じた値は０．１ｍｍ以下であってもよい。パイプ２の肉厚を削減する場合、既存の継手部材を用いてパイプ２同士を接合すると、当該接合部においてリークが生じる場合がある。これに対し、かしめ前における継手部材２１の肉厚からパイプ２の肉厚を減じた値が０．１ｍｍ以下である継手部材２１を採用することにより、上記接合部におけるリークの発生を抑制できる。

【0032】

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【実施例】

【0033】

以下、実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0034】

〔第一の評価〕
実施例及び比較例を次のように準備した。なお、比較例１は、既存の酸素洗浄装置において用いられているものである。
実施例１：パイプ２を外径２１．７ｍｍ・肉厚２．３ｍｍの鉄パイプとした。
実施例２：パイプ２を外径２１．７ｍｍ・肉厚１．９ｍｍの鉄パイプとした。
実施例３：パイプ２を外径２１．７ｍｍ・肉厚１．６ｍｍの鉄パイプとした。
比較例１：パイプ２を外径２１．７ｍｍ・肉厚２．８ｍｍの鉄パイプとした。
比較例２：パイプ２を外径２１．７ｍｍ・肉厚１ｍｍの鉄パイプとした。

【0035】

比較例１の作業性を基準にして、実施例１〜３及び比較例２の作業性を評価した。具体的には、比較例１による作業を長年経験した作業者の感触によって作業性を評価し、その「ＯＫ」、「ＮＧ」を次のように判定した。
ＯＫ：比較例１と同等の作業性である。
ＮＧ：パイプ２の撓みに起因して、比較例１に対して作業性が悪化した。
この判定結果を図３に示す。図３に示すように、実施例１〜３は「ＯＫ」であり、比較例２は「ＮＧ」であった。これらのことから、パイプ２の肉厚が少なくとも１．６ｍｍ以上であれば、従来通りの操作性を保てることが確認された。

【0036】

〔第二の評価〕
上述の実施例１〜３及び比較例１について、全発生熱量と、第一熱量と、第二熱量とを測定し、比較評価を行った。具体的には、次の要領にて測定を行った。
ｉ） 酸素濃度９０％の酸素含有ガスを収容した酸素供給源４を準備した。
ｉｉ） パイプ２の外径が２１．７ｍｍであり、パイプ２の肉厚が２．８ｍｍであり、パイプ２の長さが４ｍである場合に、パイプ２を経て炉底部９内に導入される酸素の流量が約６５ｍ^３／ｈ（Ｎｏｒｍａｌ）となるように、バルブ４１の開度を設定し、各測定においてこの開度を一定に保った。
ｉｉｉ） パイプ２の消耗速度を測定し、消耗したパイプ２は全てＦｅ_２Ｏ_３となる前提にて、消耗速度の測定結果から第二熱量［ｋＪ／ｓ］を算出した。
ｉｖ） 上記ｉｉｉ）と共通の前提にて、パイプ２の燃焼に用いられた酸素量を算出した。
ｖ） パイプ２を経た酸素供給量を測定し、その測定結果から上記ｉｖ）の算出結果を減算することで、炉内可燃物の燃焼に用いられた酸素量を算出した。
ｖｉ） 炉内可燃物は全てＣＯ_２となる前提にて、上記ｖ）の算出結果から第一熱量［ｋＪ／ｓ］を算出した。
ｖｉｉ） 上記ｉｉｉ）の算出結果と上記ｖｉ）の算出結果とを加算して、全発生熱量［ｋＪ／ｓ］を算出した。
全発生熱量ＱＴと、第一熱量Ｑ１と、第二熱量Ｑ２との測定結果を図４に示す。図４に示すように、比較例１においては、第一熱量Ｑ１に対する第二熱量Ｑ２の比率が約１／２．４であった。実施例１〜３において、第一熱量Ｑ１に対する第二熱量Ｑ２の比率は、それぞれ約１／２．８、１／３．１、１／３．６、１／４．５であった。実施例１〜３のいずれにおいても、第二熱量Ｑ２は比較例１と同様であった。一方、実施例１における第一熱量Ｑ１は比較例１に比べて大きく、実施例２における第一熱量Ｑ１は実施例１に比べて更に大きく、実施例３における第一熱量Ｑ１は実施例２に比べて更に大きかった。これらの結果から、以下の知見が得られた。
ａ） パイプ２を経た酸素供給により発生する熱量（以下、「全発生熱量」という。）の大半は、第二熱量ではなく第一熱量である。
ｂ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やしたとしても、第二熱量は大きくならない。
ｃ） パイプの内径の拡大により、酸素の供給量を増やすと、第一熱量は大きくなる。
ｄ） 既存の酸素洗浄装置において、第一熱量に対する第二熱量の比率は約１／２．４である。
これらの知見から、パイプ２の寸法の調節により、全発生熱量に対する第一熱量の比率を大きくすることで、全発生熱量に対する第二熱量の比率を小さくし、酸素洗浄用のパイプの材料消費を削減できることが確認された。更に、第一熱量に対する第二熱量の比率が１／２．４未満となるようにパイプ２の寸法を設定すれば、既存の酸素洗浄装置に比較して、パイプ２の材料消費を削減できることが確認された。

【0037】

〔第三の評価〕
次の５種類のパイプ及び４種類の継手部材を準備した。
パイプ２Ａ：外径２１．７ｍｍ・肉厚２．８ｍｍの鉄パイプ。
パイプ２Ｂ：外径２１．７ｍｍ・肉厚２．３ｍｍの鉄パイプ。
パイプ２Ｃ：外径２１．５ｍｍ・肉厚２．３ｍｍの鉄パイプ。
パイプ２Ｄ：外径２１．７ｍｍ・肉厚１．９ｍｍの鉄パイプ。
パイプ２Ｅ：外径２１．７ｍｍ・肉厚１．６ｍｍの鉄パイプ。
継手部材２１Ａ：内径２２ｍｍ、肉厚２．６ｍｍの鉄パイプ（筒状部材）。
継手部材２１Ｂ：内径２２ｍｍ、肉厚１．７ｍｍの鉄パイプ（筒状部材）。
継手部材２１Ｃ：内径２２．２ｍｍ、肉厚１．６ｍｍの鉄パイプ（筒状部材）。
継手部材２１Ｄ：内径２２．５ｍｍ、肉厚１．６ｍｍの鉄パイプ（筒状部材）。

【0038】

４種類の継手部材のそれぞれを用い、５種類のパイプのそれぞれについて同種のパイプ同士の接合を行った。その後、各接合部について「ＯＫ」、「ＮＧ」を次のように判定した。
ＯＫ：接合部から酸素含有ガスのリークなし。
ＮＧ：接合部から酸素含有ガスのリークあり。
この判定結果を図５に示す。なお、４種類の継手部材２１及び５種類のパイプ２の組み合わせのうち、他の組み合わせの判定結果に基づいて評価結果を推定できるものについては、適宜評価を省略した。図５に示す組み合わせのうち、評価を省略した組み合わせについては、「ＯＫ」、「ＮＧ」に代えて「−」が付されている。

【0039】

パイプ２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅに継手部材２１Ａを用いた結果は、それぞれ「ＯＫ」、「ＮＧ」、「ＮＧ」、「ＮＧ」であった。パイプ２Ｂ，２Ｄ，２Ｅに継手部材２１Ａを用いた結果が「ＮＧ」であった理由としては、パイプ２Ｂ，２Ｄ，２Ｅの肉厚が小さいために、かしめ後におけるパイプ２Ｂ，２Ｄ，２Ｅの変形量が継手部材２１Ａの変形量よりも大きくなったことが考えられる。パイプ２Ｂ，２Ｄ，２Ｅに継手部材２１Ｂを用いた結果はいずれも「ＯＫ」であった。パイプ２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅに継手部材２１Ｃを用いた結果はいずれも「ＯＫ」であった。パイプ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに継手部材２１Ｄを用いた結果はいずれも「ＯＫ」であった。これらの結果から、以下の知見が得られた。
ｅ）かしめ前における継手部材２１の肉厚からパイプ２の肉厚を減じた値は０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

【0040】

なお、パイプ２と継手部材２１との隙間が過大になると、かしめ後においてもパイプ２と継手部材２１Ｃとが密着し難くなり、接合部における気密性を確保できなくなる可能性がある。図５に示す組み合わせにおいて、継手部材２１の内径とパイプ２の外径との差が最大であるのは、継手部材２１Ｄとパイプ２Ｂとの組み合わせである。継手部材２１Ｄの内径とパイプ２Ｂの外径との差は１ｍｍであり、この組み合わせにおける酸素含有ガスのリークはなかった。この結果から、少なくとも、継手部材２１の内径とパイプ２の外径との差が１ｍｍ以下であれば、接合部における気密性を確保できることが確認された。

【符号の説明】

【0041】

１…酸素洗浄装置、２，２Ａ，２Ｂ…パイプ、３…パイプホルダ、２１…継手部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】