(57)【要約】      （修正有）【課題】母材の表面を平坦にすることができ、水漏れを確実に防止することのできる、高温溶融物の流路などの水冷構造物を提供する。【解決手段】開口部１７は、母材１の表面側に設けられた開口大径部１５と、前記開口大径部よりも径が小さく、前記開口大径部と母材１の内部に設けた冷却水流路２とを接続する、開口小径部１６とを備える。前記開口大径部と前記開口小径部とは、段差が生じるように接続される。プラグ１３は、前記開口大径部に対応する径を有し、前記開口大径部に嵌まり込むプラグ大径部１１と、前記プラグ大径部から前記冷却水流路側に向かって延び、前記開口小径部に対応する径を有し、前記開口小径部に嵌まり込む、プラグ小径部１２とを有する。前記プラグ大径部の高さは、前記プラグ大径部が前記母材の表面から外部に突き出ないように、前記開口大径部の深さ以下に設定されている。【選択図】図４Ａ
0003156596.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
母材と、
前記母材の内部に設けられた冷却水流路と、
前記母材に設けられ、前記母材の表面と前記冷却水流路とを接続する開口部と、
前記開口部に埋められたプラグと、
を具備し、
前記開口部は、
前記母材の表面側に設けられた開口大径部と、
前記開口大径部よりも径が小さく、前記開口大径部と前記冷却水流路とを接続する、開口小径部とを備え、
前記開口大径部と前記開口小径部とは、段差が生じるように接続されており、
前記プラグは、
前記開口大径部に対応する径を有し、前記開口大径部に嵌まり込むプラグ大径部と、
前記プラグ大径部から前記冷却水流路側に向かって延び、前記開口小径部に対応する径を有し、前記開口小径部に嵌まり込む、プラグ小径部とを有し、
前記プラグ大径部の高さは、前記プラグ大径部が前記母材の表面から外部に突き出ないように、前記開口大径部の深さ以下に設定されている
水冷構造物。
【請求項２】
請求項１に記載された水冷構造物であって、
更に、
前記開口大径部を塞ぐように設けられた、溶接部
を具備し、
前記プラグ大径部の高さは、前記開口大径部の深さよりも低く、
前記溶接部は、前記プラグ大径部と前記母材の表面との間に形成される凹部を埋めるように形成され、
前記母材の表面は、前記溶接部により、平坦になっている
水冷構造物。
【請求項３】
請求項１または２に記載された水冷構造物であって、
更に、
前記冷却水流路を流れる流体が前記母材の表面側に漏洩することを防止する、環状弾性体
を具備し、
前記環状弾性体は、前記プラグ小径部と前記開口小径部との間に、前記プラグ小径部を囲むように配置されている
水冷構造物。
【請求項４】
請求項３に記載された水冷構造物であって、
前記環状弾性体は、前記プラグ小径部の基端部に配置されている
水冷構造物。
【請求項５】
請求項４に記載された水冷構造物であって、
前記開口小径部には、前記プラグ小径部の基端部に対応する位置に、面取り部が設けられており、
前記面取り部により、前記環状弾性体が配置される空間が確保されている
水冷構造物。
【請求項６】
請求項３に記載された水冷構造物であって、
前記プラグ小径部には、周方向に沿って伸びる環状の溝が設けられており、
前記環状弾性体は、前記環状の溝に嵌められている
水冷構造物。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載された水冷構造物であって、
環状弾性体は、フッ素含有樹脂により形成されている
水冷構造物。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載された水冷構造物であって、
前記プラグには、前記母材の表面側から前記冷却水流路に向けて貫通する、接続流路が設けられており、
前記接続流路は、前記母材の表面側において、配管に接続されている
水冷構造物。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載された水冷構造物であって、
更に、
ねじ構造を有し、前記開口大径部に取り付けられ、前記母材を補強する、補強部材
を具備し、
前記プラグ大径部は、前記補強部材のねじ構造に螺合している
水冷構造物。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載された水冷構造物であって、
前記母材の形状は、プラズマ灰溶融炉からスラグを排出する出滓口に設けられる出滓樋として用いられる形状である
水冷構造物。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載された水冷構造物であって、
前記母材の形状は、高温・腐食環境下に配置される部材として用いられる形状であり、
前記高温・腐食環境下は、６００℃以上、１２００℃以下であり、ＨＣｌ濃度が５％以上であり、Ｎａ及びＫを含む雰囲気下である
水冷構造物。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温溶融物の流路などとして、水冷構造物が用いられる。水冷構造物は、母材と、母材に形成された冷却水流路とを備えている。母材としては、軟材（例えば、純銅、無酸素銅など）が用いられる。水冷構造物は、例えばプラズマ灰溶融炉の出滓樋などの、高温に晒される部分の部材として用いられる。
【０００３】
図１は、水冷構造物を示す概略図である。この水冷構造物は、母材１と、母材１中に設けられた冷却水流路２とを備えている。このような水冷構造物を作成する場合、まず、母材１が準備される。次いで、冷却水流路２を形成するために、母材１に複数の穴４があけられる。各穴４をあける際に、母材１の内部において各穴４の向きを変更することは難しい。そこで、各穴４は、直線状に形成される。そして、所望する経路に従って冷却水が流れるように、複数の穴４における不要部分を閉塞する止栓部３が形成される。これにより、母材１内に冷却水流路２が形成され、水冷構造物が得られる。
【０００４】
止栓部３に対しては、冷却水の漏洩が十分に抑止できるような構造であることが求められる。冷却水が漏洩した場合には、冷却水流路２を流れる冷却水の流量が低下し、熱交換率が低下してしまう。その結果、母材１が十分に冷却されないことがある。
【０００５】
関連技術として、特許文献１（特開平２−１８０５２８号公報）には、熱交換器管板のねじ孔再生方法が記載されている。図２は、特許文献１に記載された熱交換器の一部を示す断面図である。この熱交換器には、管板として、スタンダードプラグ１０３が取り付けられるスタンダードプラグシート１０４が備えられる。スタンダードプラグシート１０４の再生すべきねじ孔には、ヘリサート１０７（商標名）等のらせん状インサートが挿入されている。スタンダードプラグ１０３は、ヘリサート１０７に挿入されている。また、スタンダードプラグ１０３には、ガスケット１０５が取り付けられている。この発明によれば、インサートによってねじ条が形成されるので、元のねじ孔のねじ状と同等以上の強度を有するねじ条を備えたねじ孔が再生される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１８０５２８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
水冷構造物では、母材の表面が平坦であることが好ましい場合がある。例えば、水冷構造物がプラズマ灰溶融炉の出滓樋として用いられる場合、母材の表面は、高温の腐食性ガスに晒されることがある。また、プラズマ灰溶融炉で生じたスラグが母材（プラグシート１０４）の表面を流れることがある。特許文献１に記載された手法を用いた場合には、プラグ（スタンダードプラグ１０３）が母材の表面から突出することになる。プラグが母材の表面から突出している場合、プラグ部分において熱交換率が低下し、温度が異常に上昇してしまうことがある。その結果、プラグ部分が破損してしまうことがある。
【０００８】
また、特許文献１に記載された手法を用いる場合には、プラグをインサートにねじ込む必要がある。この際に加えられる力により、ガスケット等のずれ、及び母材の損傷などが生じ、冷却水が漏れる可能性がある。
【０００９】
従って、本考案の目的は、母材の表面を平坦にすることができ、水漏れを確実に防止することのできる、水冷構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案に係る水冷構造物は、母材と、前記母材の内部に設けられた冷却水流路と、前記母材に設けられ、前記母材の表面と前記冷却水流路とを接続する開口部と、前記開口部に埋められたプラグとを具備する。前記開口部は、前記母材の表面側に設けられた開口大径部と、前記開口大径部よりも径が小さく、前記開口大径部と前記冷却水流路とを接続する、開口小径部とを備える。前記開口大径部と前記開口小径部とは、段差が生じるように接続されている。前記プラグは、前記開口大径部に対応する径を有し、前記開口大径部に嵌まり込むプラグ大径部と、前記プラグ大径部から前記冷却水流路側に向かって延び、前記開口小径部に対応する径を有し、前記開口小径部に嵌まり込む、プラグ小径部とを有している。前記プラグ大径部の高さは、前記プラグ大径部が前記母材の表面から外部に突き出ないように、前記開口大径部の深さ以下に設定されている。
【００１１】
本考案によれば、開口部が、開口大径部と開口小径部を有している。そして、プラグが、開口部に対応して、プラグ大径部とプラグ小径部とを有している。前記プラグ大径部の高さは、前記プラグ大径部が前記母材の表面から外部に突き出ないように、前記開口大径部の深さ以下に設定されている。そのため、母材の表面を平坦にすることができる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、母材の表面を平坦にすることができる、水冷構造物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水冷構造物を示す概略図である。
【図２】特許文献１に記載された熱交換器の一部を示す断面図である。
【図３】プラズマ灰溶融炉を示す概略図である。
【図４Ａ】止栓部の構成を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】止栓部の形成方法を示す概略断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る水冷構造物の止栓部を示す概略断面図である。
【図６】第３の実施形態に係る水冷構造物における止栓部の構造を示す断面図である
【図７】第３の実施形態の変形例に係る止栓部の構成を示す概略断面図である。
【図８】一般的な接続構造を示す概略断面図である。
【図９】参考例１に係る水冷構造物の配管接続部分を示す概略断面図である。
【図１０】参考例２に係る水冷構造物の配管接続部分及び止栓部分を示す概略断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しつつ、本考案の実施形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本実施形態では、プラズマ灰溶融炉に用いられる水冷構造物について説明する。プラズマ灰溶融炉は、プラズマによって灰を溶融させる装置である。図３は、プラズマ灰溶融炉５を示す概略図である。図３に示されるように、プラズマ灰溶融炉５には、主電極６、炉底電極７、灰ホッパ８、出滓口９、及び出滓樋１０が取り付けられている。主電極６は、炉の上部に取り付けられている。主電極６は管状に形成されており、主電極６を介して窒素が炉内に投入される。炉底電極７は、炉の底部に取り付けられている。主電極６及び炉定電極７は、例えば黒鉛電極により形成されている。灰ホッパ８は、処理対象物である灰を炉内に投入するために設けられている。出滓口９は、炉内で生じたスラグを炉外に排出するために設けられている。出滓樋１０は、出滓口９内に配置されている。出滓樋１０は、炉内で生じたスラグを外部に導くために設けられている。
【００１６】
上述のプラズマ灰溶融炉５では、灰ホッパ８を介して、灰が炉内に投入される。炉内には、主電極６を介して窒素が供給される。また、主電極６と炉底電極７にそれぞれ正電圧及び負電圧が印加される。これにより、炉内にプラズマが発生する。発生したプラズマによるプラズマ伝熱、及びプラズマ輻射熱、及びスラグ内を流れる電流によって生じるジュール熱などによって、灰が溶融する。溶融した灰は、メタル成分とスラグとに分離される。溶融した灰（スラグまたはメタル）は、所定量を超えると出滓口９に溢れ出る。溢れ出た灰は、出滓樋１０を伝って、図示しない排出機構に導かれる。
【００１７】
本実施形態に係る水冷構造物は、上述の出滓樋１０として用いられる構造物である。図１を用いて説明したように、この水冷構造物は、母材１と、母材１に設けられた複数の穴４を有している。複数の穴４には、冷却水流路２が形成されるように、止栓部３が設けられている。出滓樋１０の表面を流れるスラグ又はメタルは、高温（例えば、１５００〜１６００℃）である。そのため、出滓樋１０は、高温・腐食環境下（例えば、ガス温度が６００℃以上、１２００℃以下であり、ＨＣｌ濃度が５％以上であり、Ｎａ及びＫを含む雰囲気下）におかれる。溶損を防止するために、出滓樋１０の内部には、冷却水流路２が設けられる。また、出滓樋１０の材質としては、熱伝導率が非常に高い軟材（純銅、無酸素銅など）が用いられる。更に、熱交換率等の観点から、出滓樋１０の表面は平坦であることが求められる。そのため、本実施形態に係る水冷構造物においては、止栓部３の構成が工夫されている。
【００１８】
図４Ａは、止栓部３の構成を示す概略断面図である。図４Ａに示されるように、止栓部３は、母材１に設けられた開口部１７、開口部１７に埋め込まれたプラグ１３、及び溶接部１４を備えている。
【００１９】
開口部１７は、既述のように、冷却水流路２を形成するために開けられた穴によって形成された部分であり、閉塞する対象となる部分である。開口部１７は、母材１の表面と冷却水流路２とを接続するように形成されている。開口部１７は、開口大径部１５及び開口小径部１６を備えている。開口大径部１５は、一端で母材１の表面に接続されている。開口小径部１６は開口大径部１５よりも冷却水流路２側に設けられている。開口大径部１５の開口径は、開口小径部１６の開口径よりも大きい。開口小径部１６は、開口大径部１５と冷却水流路２とを接続するように設けられている。開口大径部１５と開口小径部１６との接続部分には、段差が生じている。
【００２０】
プラグ１３は、開口部１７を閉塞するために設けられている。プラグ１３の形状は、開口部１７に対応する形状である。すなわち、プラグ１３は、開口大径部１５に対応する径を有するプラグ大径部１１と、開口小径部１６に対応する径を有するプラグ小径部１２とを有している。プラグ大径部１１は開口大径部１５に嵌まり込んでおり、プラグ小径部１２は開口小径部１６に嵌まり込んでいる。プラグ小径部１２は、プラグ大径部１１から冷却水流路２側に向かって突き出ている。プラグ小径部１２とプラグ大径部１１との接続部分は、開口部１７の段差部分に突き当たっており、プラグ１３が冷却水流路２側に脱落することを防止している。尚、図を見やすくするため、図４Ａでは、プラグ１３と母材１との間に若干の隙間が開けられているが、実際には接触している。
【００２１】
プラグ大径部１１の高さ（母材１の表面から冷却水流路２側に向かう方向に沿う長さ）は、開口大径部１５の深さよりも短く設定されている。そのため、母材１の表面には、プラグ１３を底面とする凹部が形成されている。
【００２２】
溶接部１４は、プラグ１３を底面とする凹部に配置されている。溶接部１４は、開口部１７を閉塞するように設けられている。溶接部１４は、母材１の表面が平坦になるように、設けられている。溶接部１４は、母材と同じ材料により、形成されている。溶接部１４により、冷却水流路２から外部に冷却水が漏洩することを防止される。また、溶接部１４により、プラグ１３が母材の表面側から脱落することが防止される。
【００２３】
図４Ｂは、止栓部３の形成方法を示す概略断面図である。止栓部３を形成するにあたっては、まず、開口部１７の形状を加工し、開口大径部１５及び開口小径部１６を形成する。次いで、プラグ１３を開口部１７に埋め込む。次いで、溶接部１４を形成するために、母材１全体を加熱しながら、プラグ１３上に溶接部形成用の材料（例えば、銅）を肉盛溶接する。そして、エアハンマー等を用いてピーニングを行い、母材１の表面が平坦になるように、肉盛りした材料を叩き潰す。これにより、図４Ａに示した止栓部３が得られる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、プラグ１３サイズが開口部１７よりも小さいため、溶接部１４によって母材１の表面を平坦にすることができる。これにより、母材１の表面に熱交換率が低下する部分が生じず、母材１の損傷が防止される。
【００２５】
また、本実施形態では、プラグ１３が、開口部１７に形成された段差部分及び溶接部１４によって固定される。プラグをねじ込む必要がなく、プラグ等がずれることが防止される。そのため、冷却水の漏洩が確実に防止される。
【００２６】
尚、本実施形態では、水冷構造物として、プラズマ灰溶融炉に用いられる出滓樋１０について説明した。但し、本実施形態に係る水冷構造物は、出滓樋１０に限定されるものではない。母材１の表面が平坦であることが要求される構造物であれば、出滓樋１０以外の他の構造物として使用することも可能である。
【００２７】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と比較して、止栓部３の構成が変更されている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５は、本実施形態に係る水冷構造物の止栓部３を示す概略断面図である。第１の実施形態と同様に、止栓部３は、開口部１７及びプラグ１３を備えている。但し、本実施形態では、止栓部３に、ねじ山つきインサート１８（補強部材）、及びＯリング１９（環状弾性体）が追加されている。また、開口部１７に、面取り部２０が設けられている。
【００２９】
開口部１７は、第１の実施形態と同様に、開口大径部１５及び開口小径部１６を有している。また、プラグ１３も、第１の実施形態と同様に、プラグ大径部１１及びプラグ小径部１２を有している。ここで、開口大径部１５には、補強部材として、ねじ山つきインサート１８が取り付けられている。ねじ山つきインサート１８により、母材１の開口大径部１５における形状が補強されている。ねじ山つきインサート１８は、ねじ構造を有している。プラグ大径部１１の側面には、ねじ山つきインサート１８のねじ構造に対応するねじ構造が形成されている。プラグ大径部１１は、ねじ山つきインサート１８に挿入され、ねじ山つきインサート１８に螺合している。
【００３０】
プラグ大径部１１の高さは、開口大径部１５の深さに対応している。すなわち、プラグ１３によって、母材１の表面は平坦になっている。
【００３１】
Ｏリング１９は、冷却水流路２から冷却水が漏洩することを防止するために取り付けられている。Ｏリング１９は、プラグ小径部１２と開口小径部１６との間に取り付けられている。Ｏリング１９は、プラグ小径部１２の基端部（プラグ大径部１１との接続部分）に取り付けられている。一方、開口小径部１６には、プラグ小径部１２の基端部に対応する位置に、面取り部２０が設けられている。面取り部２０により、プラグ１３と開口部１７との間に、隙間が生じている。Ｏリング１９は、この隙間に、圧縮されて配置されている。隙間により、Ｏリング１９が潰されてしまうことが防止される。
【００３２】
Ｏリング１９は、耐腐食性を有していることが好ましい。具体的には、Ｏリング１９として、フッ素含有樹脂が用いられることが好ましい。フッ素含有樹脂としては、例えば、カルレッツ（デュポン  エラストマー社製）などを用いることができる。
【００３３】
本実施形態において止栓部３を形成するにあたっては、まず、開口部１７を加工し、開口大径部１５、開口小径部１６、及び面取り部２０を形成する。次いで、開口大径部１５にねじ山つきインサート１８を取り付ける。次いで、プラグ１３のプラグ小径部１２にＯリング１９を取り付け、開口部１７にプラグ１３を挿入する。この際、面取り部２０が設けられているため、Ｏリング１９が傷つくことはない。また、Ｏリング１９は、プラグ小径部１２のどの部分に位置していたとしても、面取り部２０によって押され、自ずとプラグ小径部１２の基端部に配置される。また、プラグ１３の挿入時には、プラグ大径部１１がねじ山つきインサート１８に嵌め込まれる。
【００３４】
続いて、本実施形態の作用について説明する。
【００３５】
本実施形態においては、プラグ大径部１１の高さが、開口大径部１５の深さに対応している。そのため、第１の実施形態と同様に、母材１の表面を平坦にすることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、冷却水の漏洩を防止するために、Ｏリング１９が取り付けられている。第１の実施形態では、溶接部により、冷却水の漏洩が防止される。しかし、溶接部を形成する肉盛溶接材中には、若干の異物が含まれることがある。その結果、母材１と溶接部とで、熱膨張率に差が生じ、ピーニング部分に隙間ができることがある。その結果、冷却水が漏洩することが懸念される。また、溶接部１４が少しでも腐食すると、冷却水が漏洩することがある。これに対して、本実施形態では、Ｏリング１９を用いているため、そのような懸念がなく、第１の実施形態よりも冷却水の漏洩をより確実に防止することができる。
【００３７】
また、プラズマ灰溶融炉等に用いられる水冷構造物においては、母材１が、高温（600以上、1200℃以下）の腐食性ガス雰囲気下（例えば、Na,及びＫを含有し、HCl濃度が5％以上である雰囲気下）におかれることがあり、母材１が腐食し易い。止栓部３において母材１が腐食した場合、冷却水流路２から冷却水が漏洩してしまうことが懸念される。しかし、本実施形態のようにＯリング１９が圧縮されて配置されることにより、Ｏリング１９の周辺の母材１が腐食したとしても、プラグ１３と開口部１７との間の隙間はＯリング１９によってシールされる。これにより、冷却水の漏洩が更に確実に防止される。
【００３８】
また、本実施形態では、プラグ小径部１２にＯリング１９が取り付けられている。母材１の表面は、既述のように、高温雰囲気下におかれることがある。そのため、Ｏリング１９が母材１の表面に近い位置に配置されている場合には、Ｏリング１９が加熱され、Ｏリングが損傷してしまうことがある。これに対して、本実施形態によれば、プラグ小径部１２にＯリング１９が配置されるため、Ｏリング１９を冷却水流路２に近づけることができる。その結果、Ｏリング１９が冷却水によって冷却され易くなり、Ｏリング１９の損傷が防止される。
【００３９】
また、本実施形態によれば、ねじ山つきインサート１８が用いられている。既述のように、母材１は、軟材により形成される。そのため、母材１に直接にプラグ１３を螺合させると、母材１が損傷してしまうことがある。これに対して、本実施形態では、ねじ山つきインサート１８を用いることにより、開口部１７において母材１が補強することができる。その結果、プラグ１３を挿入する際に、母材１が損傷してしまうことがない。
【００４０】
加えて、本実施形態では、Ｏリング１９によって冷却水の漏洩が防止される。プラグ大径部１１は、プラグ１３が固定されるような強度で、ねじ山つきインサート１８によって締め付けられていればよい。すなわち、プラグ大径部１１においては、冷却水の漏洩を防止する機能は求められない。そのため、プラグ１３を開口部１７に挿入する際に必要な締め付け荷重は少なくて済み、母材１の損傷がより確実に防止される。
【００４１】
更に、第１の実施形態では、溶接部１４を設けるために母材１を加熱するなどの処理が必要であるが、本実施形態では母材１を加熱する必要はない。
【００４２】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る水冷構造物における止栓部３の構造を示す断面図である。本実施形態では、第２の実施形態と比較して、Ｏリング１９の位置が変更されている。その他の点については、第２の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００４３】
図６に示されるように、本実施形態では、プラグ小径部１２に、溝２１が形成されている。溝２１は、プラグ小径部１２の周方向に沿って伸びており、環状である。Ｏリング１９は、溝２１に嵌め込まれており、プラグ１３と母材１との間の隙間をシールしている。
【００４４】
本実施形態によれば、Ｏリング１９を、プラグ小径部１２の基端部よりも更に冷却水流路２側に配置することができる。従って、Ｏリング１９を、第２の実施形態よりも効率よく冷却することが可能になる。
【００４５】
また、第２の実施形態では、Ｏリング１９を取り付けるために、母材１に面取り部２０が形成されている。面取り部２０を形成するために、母材１の形状を加工する必要がある。これに対して、本実施形態では、Ｏリング１９は、プラグ１３に設けられた溝２１に嵌め込まれる。Ｏリング１９を取り付けるために、母材１の形状を特別に加工する必要がない。母材１が特別な形状に加工されていないため、万が一、止栓部３において冷却水の漏洩などのトラブルが生じた場合であっても、容易に補修することが可能である。
【００４６】
但し、本実施形態では、プラグ小径部１２の長さが、溝２１を形成することができるような長さである必要がある。一方、第２の実施形態では、プラグ小径部１２の基端部にＯリング１９が取り付けられるため、プラグ小径部１２の長さを短くすることができる。すなわち、第２の実施形態の方が本実施形態よりもプラグ１３のサイズを小さくすることができ、母材１の厚みが薄い場合であっても止栓部３を形成し易くなる。言い換えれば、第２の実施形態のほうが、冷却水流路２を母材１の表面の近くに形成することができ、母材１の冷却効率を高めることが可能になる。この観点からは、第２の実施形態に係る水冷構造物の方が有利である。
【００４７】
また、本実施形態では、プラグ１３を挿入する際に、Ｏリング１９と母材１とが擦れることがある。そのため、Ｏリング１９が損傷しやすい。これに対して、第２の実施形態では、面取り部２０によってＯリング１９が損傷されることが防止される。したがって、プラグ１３の挿入時におけるＯリング１９の損傷を防止する点においても、第２の実施形態に係る構造の方が有利である。
【００４８】
（第３の実施形態の変形例）
続いて、第３の実施形態の変形例について説明する。図７は、本変形例に係る止栓部３の構成を示す概略断面図である。図７に示されるように、本実施形態に係る止栓部３は、母材１と、冷却水流路２に冷却水を供給又は排出する配管との接続部分にも適用することが可能である。
【００４９】
図７に示されるように、本変形例では、プラグ１３に、配管２３が接続されている。また、プラグ１３には、母材１の表面側から冷却水流路側に向けて貫通する、接続流路２２が設けられている。接続流路２２は、母材１の表面側の端部において、配管２３に接続されている。配管２３及び接続流路２２により、冷却水流路２に対する冷却水の供給、又は、冷却水流路２からの冷却水の排出が行われる。
【００５０】
次いで、本変形例の作用効果を説明するため、水冷構造物と配管との接続構造における一般的な構造について説明する。図８は、一般的な接続構造を示す概略断面図である。この接続構造では、母材１において、冷却水流路２に接続される開口部分に、テーパーねじ構造３４が形成されている。また、配管２３の一端には、母材１に形成されたテーパーねじ構造３４に対応するねじ構造３５が形成されている。配管２３を母材１に接続する際には、ねじ構造３５にシールテープ又は液状ガスケット剤などが塗布され、ねじ構造３５が母材１のテーパーねじ構造３４に螺合される。これにより、母材１に配管２３が接続される。ここで、配管としては、母材１よりも硬い材料（例えば、鉄、ステンレスなど）が用いられる。そのため、装置運転中における配管２３の振動、配管２３に加えられた外力、配管２３を接続する際に加わる締め付け力などにより、母材１が破損してしまうことがある。その結果、冷却水が漏洩してしまうことがある。また、図８の構造では、母材１に設けられたテーパーねじ構造３４が配管２３に設けられたねじ構造３５と嵌まりあうことにより、冷却水の漏洩が防止される。しかし、この構造では、配管２３の延在方向に沿う断面において、ねじ構造３４とねじ構造３５との境界部分が直線的に伸びている。そのため、この境界部分の一端で母材１が腐食した場合に、腐食が直線的に進行し易い。その結果、母材１と配管２３との接続部分に隙間が生じ、冷却水が漏洩し易い。
【００５１】
これに対して、本変形例によれば、Ｏリング１９によって冷却水の漏洩が防止される。既述のように、母材１が腐食したとしても、Ｏリング１９によってプラグ１３と母材１との間の隙間がシールされるため、冷却水の漏洩が確実に防止される。また、段差が設けられているため、母材１の腐食が直線的に進行することが妨げられる。更に、プラグ１３とねじ山つきインサート１８とは、プラグ１３が固定される程度の力で締結されていればよい。冷却水の漏洩が防止される程度の力で締結されている必要はなく、プラグ１３を挿入する際に加えられる力を少なくすることができる。この観点からも、母材１の損傷が防止されるため、配管２３を信頼性よく母材１に接続することができる。
【００５２】
以上、本発明について、第１乃至第３の実施形態を用いて説明した。但し、これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせることも可能である。
【００５３】
（参考例１）
続いて、参考例１に係る水冷構造物について説明する。
図９は、参考例１に係る水冷構造物の配管接続部分を示す概略断面図である。この水冷構造物においても、既述の実施形態と同様に、母材１に開口部１７が設けられている。開口部１７は、開口大径部１５及び開口小径部１６を有している。また、開口大径部１５には、ねじ山つきインサート１８が取り付けられている。一方、プラグには、配管２６が一体に取り付けられている。プラグには、大径部２４及び小径部２５が設けられている。小径部２５の径は、開口大径部１５の径に対応している。プラグは、小径部２５において、ねじ山つきインサート１８に嵌め込まれている。一方、プラグの大径部２４の径は、開口大径部１５の径よりも大きい。プラグの大径部２４は母材１の外側に位置している。大径部２４は、母材１の表面と対向する対向面を有しており、この対向面にＯリング２９を取り付けるための溝２８が形成されている。また、プラグには、接続流路２７が設けられている。接続流路２７は、プラグを貫通するように伸びており、一端で開口小径部１６に接続されている。配管２６は、接続流路２７の他端に接続されている。接続流路２７の径は、開口小径部１６の径に対応している。
【００５４】
参考例１に係る水冷構造物においても、第２及び第３の実施形態と同様に、Ｏリング２９が用いられている。そのため、母材１が腐食した場合であっても、Ｏリング２９によって隙間をシールすることが可能であり、冷却水の漏洩を確実に防止することが可能である。また、母材１にＯリング２９を取り付けるための構造を形成する必要がないので、万が一水漏れ等のトラブルが発生した場合であっても容易に補修することが可能となる。ただし、Ｏリング２９の位置は、第２、第３の実施形態と比較すると、Ｏリング２９の位置は冷却水流路２から遠くなる。そのため、Ｏリング２９の加熱による損傷を防止する点では、第２及び第３の実施形態のほうが本参考例よりも好ましい。
【００５５】
また、本参考例によれば、接続流路２７の径を開口小径部１６の径と同じにすることができる。そのため、配管２６と冷却水流路２との間における冷却水の流れが阻害されない。冷却水流路２に対する冷却水の供給、又は冷却水流路からの冷却水の排出を、効率よく行うことができる。
【００５６】
（参考例２）
続いて、参考例２に係る水冷構造物について説明する。
図１０は、参考例２に係る水冷構造物の配管接続部分及び止栓部分を示す概略断面図である。この水冷構造物においては、参考例１と比較して、プラグにソケット３３が設けられている点で異なっている。その他の点については、参考例１と同様の構造であるものとする。ソケット３３は、プラグを貫通するように形成されている。ソケット３３の形状はテーパー状であり、冷却水流路２側ほど開口径が小さい。ソケット３３には、ねじ構造が形成されている。配管接続部分では、このソケット３３に、配管３０の一端が嵌め込まれている。配管３０の一端は、ソケット３３に対応する形状に加工されており、テーパーねじ部３１を形成している。配管接続部分では、テーパーねじ部３１がソケット３３に螺合されている。一方、止栓部分では、ソケット３３がプラグ３２によって閉塞されている。プラグ３２には、ソケット３３に対応する形状に加工された、テーパーねじ部３４が形成されている。プラグ３２は、テーパーねじ部３４によって、ソケット３３に螺合されている。
【００５７】
本参考例によっても、参考例１と同様の効果が得られる。加えて、本参考例では、プラグにソケット３３が設けられている。そのため、ソケット３３に異なる径を有する配管及びプラグを取り付けることが可能になり、汎用性を高めることが可能になる。
【符号の説明】
【００５８】
１  母材
２  冷却水流路
３  止栓部
４  穴
５  プラズマ灰溶融炉
６  主電極
７  炉底電極
８  灰ホッパ
９  出滓口
１０  樋
１１  プラグ大径部
１２  プラグ小径部
１３  プラグ
１４  溶接部
１５  開口大径部
１６  開口小径部
１７  開口部
１８  ねじ山つきインサート
１９  環状弾性体（Ｏリング）
２０  面取り部
２１  溝
２２  接続流路
２３  配管
２４  大径部
２５  小径部
２６  配管
２７  接続流路
２８  溝
２９  Ｏリング
３０  配管
３１  テーパーねじ部
３２  プラグ
３３  ソケット部
３４  テーパーねじ部
１０３  スタンダードプラグ
１０４  スタンダードプラグシート
１０５  ガスケット
１０７  ねじ山つきインサート
【図１】
0003156596.tif 000003
【図２】
0003156596.tif 000004
【図３】
0003156596.tif 000005
【図４Ａ】
0003156596.tif 000006
【図４Ｂ】
0003156596.tif 000007
【図５】
0003156596.tif 000008
【図６】
0003156596.tif 000009
【図７】
0003156596.tif 000010
【図８】
0003156596.tif 000011
【図９】
0003156596.tif 000012
【図１０】
0003156596.tif 000013