JPH06100326B2 - 逆火防止管部材、燃焼装置および方法 - Google Patents
逆火防止管部材、燃焼装置および方法Info
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- JPH06100326B2 JPH06100326B2 JP1127736A JP12773689A JPH06100326B2 JP H06100326 B2 JPH06100326 B2 JP H06100326B2 JP 1127736 A JP1127736 A JP 1127736A JP 12773689 A JP12773689 A JP 12773689A JP H06100326 B2 JPH06100326 B2 JP H06100326B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、反応プロセスの副生ガスのような可燃性排ガ
スの放出（パージ）および／または制御された燃焼のた
めの排ガス処理装置における制御されない火炎および／
または爆発を防止することに関する。
スの放出（パージ）および／または制御された燃焼のた
めの排ガス処理装置における制御されない火炎および／
または爆発を防止することに関する。
［従来の技術］ 米国特許第4,611,056号には、可燃性排ガスを制御され
た燃焼管を経て空気管に低圧で導入することにより機能
する、可燃性排ガスの制御された焼却用の装置が開示さ
れている。この燃焼管内で、前記排ガスは旋回空気と混
合され、点火・燃焼させた後、前記空気管内に吸引さ
れ、空気管の出側端部からスクラバーに搬送され、不燃
性反応生成物として放出される。
た燃焼管を経て空気管に低圧で導入することにより機能
する、可燃性排ガスの制御された焼却用の装置が開示さ
れている。この燃焼管内で、前記排ガスは旋回空気と混
合され、点火・燃焼させた後、前記空気管内に吸引さ
れ、空気管の出側端部からスクラバーに搬送され、不燃
性反応生成物として放出される。
可燃性排ガスの制御された燃焼装置および放出装置は、
このような排ガスが、反応器を通る可燃性反応ガスまた
は副生ガス流を層流とする必要があって大気圧またはそ
れよりやや高圧で行う反応の副生ガスであることが多い
ことから、低圧で作動可能なものでなければならない。
排ガスが制御された燃焼管に導入された時点でこの排ガ
スの圧力を高めようとすると、反応器内に背圧の問題が
生ずることとなる。しかし、比較的低圧（すなわち、大
気圧か、それよりわずかに高圧）の可燃性排ガスが、燃
焼室内の点火手段（制御式燃焼装置の場合）または輸送
管もしくはスクラバー内で偶然に発生した火花などの偶
発的な着火源（非焼却式パージ装置の場合）に曝される
と、燃焼管内の制御された燃焼または輸送管内の偶発的
な燃焼が、反応器の排気管から反応器内あるいは他の反
応設備内にさかのぼるフラッシュバック（逆火）が起こ
り、破壊的な状態、さらには場合によると危険な状態に
陥る恐れが出てくる。例えば、水素の火炎伝播速度は約
8.25ft/sec（2.51m/sec）であり、これは水素を含有す
る排ガスの低圧流に抗して火炎を上流側にさかのぼらせ
ることができる速度である。
このような排ガスが、反応器を通る可燃性反応ガスまた
は副生ガス流を層流とする必要があって大気圧またはそ
れよりやや高圧で行う反応の副生ガスであることが多い
ことから、低圧で作動可能なものでなければならない。
排ガスが制御された燃焼管に導入された時点でこの排ガ
スの圧力を高めようとすると、反応器内に背圧の問題が
生ずることとなる。しかし、比較的低圧（すなわち、大
気圧か、それよりわずかに高圧）の可燃性排ガスが、燃
焼室内の点火手段（制御式燃焼装置の場合）または輸送
管もしくはスクラバー内で偶然に発生した火花などの偶
発的な着火源（非焼却式パージ装置の場合）に曝される
と、燃焼管内の制御された燃焼または輸送管内の偶発的
な燃焼が、反応器の排気管から反応器内あるいは他の反
応設備内にさかのぼるフラッシュバック（逆火）が起こ
り、破壊的な状態、さらには場合によると危険な状態に
陥る恐れが出てくる。例えば、水素の火炎伝播速度は約
8.25ft/sec（2.51m/sec）であり、これは水素を含有す
る排ガスの低圧流に抗して火炎を上流側にさかのぼらせ
ることができる速度である。
上記米国特許の装置は、燃焼室を越えて排ガス導管の下
流側端部で空気管内に渦（旋回）運動および真空を発生
させることにより排ガスと空気との混合を助ける焼却装
置である。しかし、この作用は、高速の火炎伝播または
フラッシュバックを防ぐものではない。
流側端部で空気管内に渦（旋回）運動および真空を発生
させることにより排ガスと空気との混合を助ける焼却装
置である。しかし、この作用は、高速の火炎伝播または
フラッシュバックを防ぐものではない。
火炎が可燃性ガス導入口にフラッシュバックするのを防
止するための燃焼管内に設ける市販の各種の逆火防止装
置（flame arresting device）および火炎遮蔽装置（バ
リアー）を使用することは公知である。例えば、米国特
許第3,711,259号（多孔質金属被覆プラスチック発泡体
遮蔽装置）；同第3,748,111号（逆火防止スクリー
ン）；同第4,152,399号（燃焼スクリーン）；同第4,44
4,109号（逆火防止膜遮断装置）；同第4,555,389号（多
孔質充填剤遮蔽装置および不活性ガス）；および同第4,
613,303号（弁つき空気スクリーン）を参照できる。
止するための燃焼管内に設ける市販の各種の逆火防止装
置（flame arresting device）および火炎遮蔽装置（バ
リアー）を使用することは公知である。例えば、米国特
許第3,711,259号（多孔質金属被覆プラスチック発泡体
遮蔽装置）；同第3,748,111号（逆火防止スクリー
ン）；同第4,152,399号（燃焼スクリーン）；同第4,44
4,109号（逆火防止膜遮断装置）；同第4,555,389号（多
孔質充填剤遮蔽装置および不活性ガス）；および同第4,
613,303号（弁つき空気スクリーン）を参照できる。
［発明が解決しようとする課題］ これらの各特許の装置は、故障した場合、フェイル・セ
ーフ（fail-safe）とするための支援手段は何も持たな
い。これらの装置では、火炎の伝播防止は逆火防止遮断
装置の能力に依存するが、このような遮断装置はこの目
的に完全に信頼できるものではなく、空気供給手段にお
けるように、特に故障の場合には、高速の火炎伝播また
はフラッシュバックに抗することができない。点火源の
位置もしくはその下流側で火炎を維持するために逆火防
止装置を過ぎて十分な流速がなければ、火炎は上流方向
に燃え進むことができ、逆火防止装置を通過し、逆火防
止装置の上流側で排ガスと空気との可燃性ガス混合物の
着火、すなわち、排ガス導入口へのフラッシュバックを
引き起こすことがある。このような場合には、可燃性ガ
スの燃焼装置への供給を停止するために、反応装置を遮
断するか、ガスを別経路にふり向けるようにしなければ
ならない。
ーフ（fail-safe）とするための支援手段は何も持たな
い。これらの装置では、火炎の伝播防止は逆火防止遮断
装置の能力に依存するが、このような遮断装置はこの目
的に完全に信頼できるものではなく、空気供給手段にお
けるように、特に故障の場合には、高速の火炎伝播また
はフラッシュバックに抗することができない。点火源の
位置もしくはその下流側で火炎を維持するために逆火防
止装置を過ぎて十分な流速がなければ、火炎は上流方向
に燃え進むことができ、逆火防止装置を通過し、逆火防
止装置の上流側で排ガスと空気との可燃性ガス混合物の
着火、すなわち、排ガス導入口へのフラッシュバックを
引き起こすことがある。このような場合には、可燃性ガ
スの燃焼装置への供給を停止するために、反応装置を遮
断するか、ガスを別経路にふり向けるようにしなければ
ならない。
本発明は、反応室のような供給源からの可燃性排ガスの
安全な廃棄のために、この排ガスの制御された燃焼用の
燃焼装置に組合わせることのできる、スクラバーへの排
ガスパージ管用の比較的フェイル・セーフの逆火防止装
置を提供するものである。
安全な廃棄のために、この排ガスの制御された燃焼用の
燃焼装置に組合わせることのできる、スクラバーへの排
ガスパージ管用の比較的フェイル・セーフの逆火防止装
置を提供するものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の逆火防止装置は、上流側端部に少なくとも１個
の主排ガス導入口を有する管部材からなる。この管部材
の下流側の出口端部材（排ガス排出口）は、焼却方式の
場合には点火源を備えた燃焼室に開口し、非焼却パージ
方式の場合にはスクラバーもしくはその他の安全な処理
装置への輸送管に開口している。本発明の逆火防止装置
は、上記管部材の排ガス排出端部（出口端部）より上流
に配置した少なくとも一つがガス透過性火炎検知室と、
その排ガス導入端部（入口端部）より下流で、上記火炎
検知室より上流に配置した少なくとも一つのガス透過性
消炎室とを備えている。この火炎検知室は、排ガスがガ
ス輸送管またはその制御された燃焼のために燃焼室およ
び点火源に向かって自由に押し込みおよび／または吸引
により通過できるように排ガスに対して透過性の少なく
とも一対の離間した逆火防止手段（例、スクリーンなど
のグリッド部材）を備え、煙および燃焼生成物は輸送管
（制御された焼却装置の場合には、これは燃焼を支持す
るために空気を供給する空気管である）中に排出され
る。
の主排ガス導入口を有する管部材からなる。この管部材
の下流側の出口端部材（排ガス排出口）は、焼却方式の
場合には点火源を備えた燃焼室に開口し、非焼却パージ
方式の場合にはスクラバーもしくはその他の安全な処理
装置への輸送管に開口している。本発明の逆火防止装置
は、上記管部材の排ガス排出端部（出口端部）より上流
に配置した少なくとも一つがガス透過性火炎検知室と、
その排ガス導入端部（入口端部）より下流で、上記火炎
検知室より上流に配置した少なくとも一つのガス透過性
消炎室とを備えている。この火炎検知室は、排ガスがガ
ス輸送管またはその制御された燃焼のために燃焼室およ
び点火源に向かって自由に押し込みおよび／または吸引
により通過できるように排ガスに対して透過性の少なく
とも一対の離間した逆火防止手段（例、スクリーンなど
のグリッド部材）を備え、煙および燃焼生成物は輸送管
（制御された焼却装置の場合には、これは燃焼を支持す
るために空気を供給する空気管である）中に排出され
る。
本発明は、上記のガス透過性火炎検知室内に配置した火
炎検知手段と、この検知室内もしくはこれより上流側に
配置した、前記火炎検知手段と連動して上記消炎室に不
燃性の消炎ガスを導入するための副次的ガス導入口手段
とを設けたことを特徴とする。検知室内で火炎の存在が
検知された場合には常に、検知室内のガス混合物を全体
として不燃性とするために、検知室の上流の１もしくは
２以上の地点から検知室に消炎ガスが流入する。
炎検知手段と、この検知室内もしくはこれより上流側に
配置した、前記火炎検知手段と連動して上記消炎室に不
燃性の消炎ガスを導入するための副次的ガス導入口手段
とを設けたことを特徴とする。検知室内で火炎の存在が
検知された場合には常に、検知室内のガス混合物を全体
として不燃性とするために、検知室の上流の１もしくは
２以上の地点から検知室に消炎ガスが流入する。
本発明の好適態様によれば、複数の隣接したインライン
（直列）ガス透過性の区画室が設けられ、この各区画室
が、スクリーン（金網）のような一対の離間したガス透
過性の逆火防止用グリッド部材を備えている。下流側の
区画室は、制御された焼却方式の場合、逆火防止管部材
の出口端部より内側で燃焼室および点火源より上流に位
置し、これは前記の火炎検知手段を包含し、火炎検知室
となる。１もしくは２以上の隣接した上流側の区画室
は、火炎検知室のすぐ上流で、可燃性排ガスが導入され
る主排ガス導入口（入口端部）より下流の位置に、窒
素、フレオンもしくは二酸化炭素のような不燃性の消炎
ガスをこれに直接導入するための副次的ガス導入口を包
含し、消炎室となる。したがって、本発明の逆火防止管
部材の内部が、火炎が火炎検知室の下流側の逆火防止用
スクリーンを越えて上流方向に伝播しうるような事態に
至った場合、火炎が検知され、１もしくは２以上の隣接
した上流側ガス透過性区画室（消炎室）中への消炎ガス
の導入が作動する。これにより、火炎がさらに上流に伝
播するのが防止され、不燃性の消炎ガスが検知室内に充
満し、これからさらに輸送管もしくは燃焼室、さらには
空気管中に移動し放出されるため、検知室内の火炎は急
速に消える。
（直列）ガス透過性の区画室が設けられ、この各区画室
が、スクリーン（金網）のような一対の離間したガス透
過性の逆火防止用グリッド部材を備えている。下流側の
区画室は、制御された焼却方式の場合、逆火防止管部材
の出口端部より内側で燃焼室および点火源より上流に位
置し、これは前記の火炎検知手段を包含し、火炎検知室
となる。１もしくは２以上の隣接した上流側の区画室
は、火炎検知室のすぐ上流で、可燃性排ガスが導入され
る主排ガス導入口（入口端部）より下流の位置に、窒
素、フレオンもしくは二酸化炭素のような不燃性の消炎
ガスをこれに直接導入するための副次的ガス導入口を包
含し、消炎室となる。したがって、本発明の逆火防止管
部材の内部が、火炎が火炎検知室の下流側の逆火防止用
スクリーンを越えて上流方向に伝播しうるような事態に
至った場合、火炎が検知され、１もしくは２以上の隣接
した上流側ガス透過性区画室（消炎室）中への消炎ガス
の導入が作動する。これにより、火炎がさらに上流に伝
播するのが防止され、不燃性の消炎ガスが検知室内に充
満し、これからさらに輸送管もしくは燃焼室、さらには
空気管中に移動し放出されるため、検知室内の火炎は急
速に消える。
本発明の別の態様によれば、燃焼室または輸送管に向か
う下流方向への排ガスの流れの制限（流量低下）の結果
として起こりうる背圧を検知するために、前記の細長い
逆火防止管部材の上流側端部にガス圧感知手段を付設す
る。このような流れの制限は、１もしくは２以上のガス
透過性逆火防止用グリッド部材もしくはスクリーンの上
もしくはその内部に固体の燃焼生成物が蓄積することに
より起こり得る。そのため、これらのグリッド部材もし
くはスクリーンおよび逆火防止管部材はいずれも取外し
可能（着脱可能）に取り付けることが好ましい。こうす
ると、清掃もしくは交換のためのグリッド部材もしくは
スクリーンの取り外しが便利に実施できる。固体の燃焼
生成物の蓄積は、排ガスが、燃焼により固体の反応生成
物を生ずる四塩化ケイ素のようなガスを含む場合には普
通に認められる現象である。この問題は、非焼却パージ
方式に比べて制御された焼却方式でより普通に認められ
る。
う下流方向への排ガスの流れの制限（流量低下）の結果
として起こりうる背圧を検知するために、前記の細長い
逆火防止管部材の上流側端部にガス圧感知手段を付設す
る。このような流れの制限は、１もしくは２以上のガス
透過性逆火防止用グリッド部材もしくはスクリーンの上
もしくはその内部に固体の燃焼生成物が蓄積することに
より起こり得る。そのため、これらのグリッド部材もし
くはスクリーンおよび逆火防止管部材はいずれも取外し
可能（着脱可能）に取り付けることが好ましい。こうす
ると、清掃もしくは交換のためのグリッド部材もしくは
スクリーンの取り外しが便利に実施できる。固体の燃焼
生成物の蓄積は、排ガスが、燃焼により固体の反応生成
物を生ずる四塩化ケイ素のようなガスを含む場合には普
通に認められる現象である。この問題は、非焼却パージ
方式に比べて制御された焼却方式でより普通に認められ
る。
本発明の好適態様にあっては、可燃性ガス、特に自燃性
ガスの焼却のための改良されたフェイルセーフ装置が提
供される。本発明の装置は、コンピュータ・チップなど
の半導体デバイスの製造中に発生する反応副生ガスであ
る水素とシランとのガス混合物の焼却に特に適してい
る。この混合ガスは、そのままでは、製造工程で使用し
たアルシンやホスフィンなどの猛毒の廃ドープ剤を含有
している。
ガスの焼却のための改良されたフェイルセーフ装置が提
供される。本発明の装置は、コンピュータ・チップなど
の半導体デバイスの製造中に発生する反応副生ガスであ
る水素とシランとのガス混合物の焼却に特に適してい
る。この混合ガスは、そのままでは、製造工程で使用し
たアルシンやホスフィンなどの猛毒の廃ドープ剤を含有
している。
ただし、排ガスを輸送管を通してスクラバーもしくはそ
の他の安全な処理装置にパージする非焼却方式でも、モ
ーターからの火花、静電気、またはその他の偶発的な着
火源により引き起こされることのある突発的な着火の危
険があるので、本発明はこのような非焼却方式にも有用
である。前述したように、水素のような可燃性ガスの火
炎伝播速度は非常に速く、火炎は比較的低圧の排ガスの
流れに逆らって上流方向に伝播し、反応器の排気管もし
くはその他の排ガス供給部を通ってフラッシュバック
（逆火）し、破壊的および危険な状態を生ずる恐れがあ
る。
の他の安全な処理装置にパージする非焼却方式でも、モ
ーターからの火花、静電気、またはその他の偶発的な着
火源により引き起こされることのある突発的な着火の危
険があるので、本発明はこのような非焼却方式にも有用
である。前述したように、水素のような可燃性ガスの火
炎伝播速度は非常に速く、火炎は比較的低圧の排ガスの
流れに逆らって上流方向に伝播し、反応器の排気管もし
くはその他の排ガス供給部を通ってフラッシュバック
（逆火）し、破壊的および危険な状態を生ずる恐れがあ
る。
以下、本発明の燃焼方式に関する好適態様を例示する添
付図面を参照して説明する。
付図面を参照して説明する。
排ガスの燃焼もしくは焼却装置は、第一の導管２を有
し、この導管２は、前記米国特許第4,661,056号と同じ
構造であり、入側端部４および出側端部６と、中間の空
気導入口８を有し、空気導入口８はフランジ（つば）付
の入口12を有する第二の分岐導管10により包囲されてい
る。フランジ付入口12と空気導入口８との間の分岐導管
10部分は、１もしくは２以上の点火手段16（例、火花発
生点火プラグなど）および点火もしくは火炎検知器20と
を備えた燃焼室を構成する。必ずしも必要ではないが、
空気導管２は、導管２の中を流れる空気の一部を分岐導
管10の下流側内壁部26に抗して流れるようにするために
バッフル板（じゃま板）30または他の流れ制限手段を備
えていることが好ましい。これにより、燃焼室11内に上
昇する燃焼支持空気の渦28を発生させ、排ガスとの混合
を助長し、また真空を発生させて、煙および燃焼生成物
を導管２の内部の空気流に放出して、温度センサー22を
過ぎて、フランジ付出側端部24から付設されたスクラバ
ー装置32に向けて下流方向に流すのを助長する。
し、この導管２は、前記米国特許第4,661,056号と同じ
構造であり、入側端部４および出側端部６と、中間の空
気導入口８を有し、空気導入口８はフランジ（つば）付
の入口12を有する第二の分岐導管10により包囲されてい
る。フランジ付入口12と空気導入口８との間の分岐導管
10部分は、１もしくは２以上の点火手段16（例、火花発
生点火プラグなど）および点火もしくは火炎検知器20と
を備えた燃焼室を構成する。必ずしも必要ではないが、
空気導管２は、導管２の中を流れる空気の一部を分岐導
管10の下流側内壁部26に抗して流れるようにするために
バッフル板（じゃま板）30または他の流れ制限手段を備
えていることが好ましい。これにより、燃焼室11内に上
昇する燃焼支持空気の渦28を発生させ、排ガスとの混合
を助長し、また真空を発生させて、煙および燃焼生成物
を導管２の内部の空気流に放出して、温度センサー22を
過ぎて、フランジ付出側端部24から付設されたスクラバ
ー装置32に向けて下流方向に流すのを助長する。
添付図面に例示した装置の必須の特徴は、反応器もしく
はその他の排ガス供給源から、11のような燃焼室に、安
全な焼却および放出（例えば、スクラバー32に通じる空
気流導管２への）のために、排ガスを搬送する排ガス導
管の一部として間挿するように意図した逆火防止管部材
13の内部に存在する。
はその他の排ガス供給源から、11のような燃焼室に、安
全な焼却および放出（例えば、スクラバー32に通じる空
気流導管２への）のために、排ガスを搬送する排ガス導
管の一部として間挿するように意図した逆火防止管部材
13の内部に存在する。
第一図に示した逆火防止管部材13は、排ガス導管17と封
止係合したフランジ付の上流側入口端部15と、燃焼室11
を包囲する分岐導管10と封止係合したフランジ付の下流
側出口端部19とを有している。
止係合したフランジ付の上流側入口端部15と、燃焼室11
を包囲する分岐導管10と封止係合したフランジ付の下流
側出口端部19とを有している。
図示の態様では、逆火防止管部材13は仕切られた３つの
区画室21、23および25を含み、各区画室は、一対の離間
した逆火防止用グリッド（格子）部材もしくはスクリー
ン（金網）27で区画および包囲され、各グリッドもしく
はスクリーンは、排ガスが燃焼室11を経て空気導管２を
通る空気流中に押し出されおよび／または引き込まれる
ときに通過しなければならない半径方向（ラジアル）バ
リアーまたはガス透過性制限部を構成する。好ましく
は、スクリーン27は、逆火防止管部材13の内壁に設けた
環状ミゾに嵌まるスナップ・リングあるいは他の適当な
手段により、この管部材13の内部に着脱可能に取り付
け、管部材13もスクリーン27の交換のためにスクリーン
に触れることができるように着脱可能に取り付ける。
区画室21、23および25を含み、各区画室は、一対の離間
した逆火防止用グリッド（格子）部材もしくはスクリー
ン（金網）27で区画および包囲され、各グリッドもしく
はスクリーンは、排ガスが燃焼室11を経て空気導管２を
通る空気流中に押し出されおよび／または引き込まれる
ときに通過しなければならない半径方向（ラジアル）バ
リアーまたはガス透過性制限部を構成する。好ましく
は、スクリーン27は、逆火防止管部材13の内壁に設けた
環状ミゾに嵌まるスナップ・リングあるいは他の適当な
手段により、この管部材13の内部に着脱可能に取り付
け、管部材13もスクリーン27の交換のためにスクリーン
に触れることができるように着脱可能に取り付ける。
スクリーンで包囲された区画室のうち、燃焼室11への出
口端部の直前の下流側最後のもの、すなわち、区画室21
の内部には、熱電対などの慣用の火炎検知手段31が配置
されている。この火炎検知手段は、燃焼室11から第一の
スクリーン27を通って上流方向への火炎の移動が起こっ
たり、あるいは区画室21の内部に可燃性ガス混合物が存
在したためにこの区画室内で発火が起こったりした場合
の火炎の存在を検知するためのものであり、第２図に示
すように、調節可能な温度比較器40（例えば、温度値を
設定可能な温度ディスプレー）と連動する。
口端部の直前の下流側最後のもの、すなわち、区画室21
の内部には、熱電対などの慣用の火炎検知手段31が配置
されている。この火炎検知手段は、燃焼室11から第一の
スクリーン27を通って上流方向への火炎の移動が起こっ
たり、あるいは区画室21の内部に可燃性ガス混合物が存
在したためにこの区画室内で発火が起こったりした場合
の火炎の存在を検知するためのものであり、第２図に示
すように、調節可能な温度比較器40（例えば、温度値を
設定可能な温度ディスプレー）と連動する。
排ガス逆火防止管部材13のその次に上流側のスクリーン
区画室23および25には、それぞれ消炎ガス導入管33およ
び34が開口しており、これらの各ガス導入管は、電気的
に作動する電磁弁（ソレノイド弁）手段41を介して、窒
素、フレオン、二酸化炭素などの燃焼停止もしくは消炎
ガスの加圧供給源42と連動する。このガスは、好ましく
は加圧液化もしくは圧縮形態のものであって、その吸熱
蒸発により第１図に示した消炎室23および25内の温度を
低下させると同時に、室内の可燃性ガス混合物をこれと
置換する。
区画室23および25には、それぞれ消炎ガス導入管33およ
び34が開口しており、これらの各ガス導入管は、電気的
に作動する電磁弁（ソレノイド弁）手段41を介して、窒
素、フレオン、二酸化炭素などの燃焼停止もしくは消炎
ガスの加圧供給源42と連動する。このガスは、好ましく
は加圧液化もしくは圧縮形態のものであって、その吸熱
蒸発により第１図に示した消炎室23および25内の温度を
低下させると同時に、室内の可燃性ガス混合物をこれと
置換する。
当業者には明らかなように、火炎検知器31は火炎の存在
下で電気信号を発生する慣用の電子装置であり、この信
号は温度比較器40に送られ、信号がそのトリップ（動
作）設定値より高い場合には、時限ラッチング・リレー
（timed latching relay）43に送られる。このリレー43
は、直ちに電磁弁41を一定の設定時間（例、45秒間）だ
け動作させ、第２図に示すように、警報音発生装置44も
同時に動作させるようにしてもよい。リレー43は、図示
のように、電源から変圧器45を経て電力が供給され、電
磁弁41を直ちに所定の時間だけ全開放位置に動作させ、
次いで設定した時間遅延期間の終了後、電磁弁をその閉
鎖位置に再動作させて、消炎ガスの導入を止める。火炎
の存在がなお検知されたり、あるいは検知室内に火炎が
再び発生した場合には、検知器が再動作して、ラッチン
グ・リレー43により電磁弁41はさらに所定の設定時間だ
け再び開放される。このような再循環は、検知室内に火
炎が存在しなくなるまで続く。電磁弁手段41は、通常は
消炎ガス導入管33および34を閉鎖しているが、信号を受
けると、一定の時間（２以上に区切られた時間でもよ
い）だけ開放位置に切り替わり、消炎ガスが供給源42か
ら区画室23および25内に流入することができる。火炎検
知器は、焼却すべき排ガスの組成に応じて、Ｋ型熱電
対、赤外線検知器または紫外線検知器を利用したもので
よい。また、火炎検知器は警報音発生装置44および／ま
たは可燃性排ガスの流れを遮断するか、あるいはこれを
スクラバーもしくは他の焼却装置または一時的貯蔵容器
に導く制御装置と連動するようにしてもよい。
下で電気信号を発生する慣用の電子装置であり、この信
号は温度比較器40に送られ、信号がそのトリップ（動
作）設定値より高い場合には、時限ラッチング・リレー
（timed latching relay）43に送られる。このリレー43
は、直ちに電磁弁41を一定の設定時間（例、45秒間）だ
け動作させ、第２図に示すように、警報音発生装置44も
同時に動作させるようにしてもよい。リレー43は、図示
のように、電源から変圧器45を経て電力が供給され、電
磁弁41を直ちに所定の時間だけ全開放位置に動作させ、
次いで設定した時間遅延期間の終了後、電磁弁をその閉
鎖位置に再動作させて、消炎ガスの導入を止める。火炎
の存在がなお検知されたり、あるいは検知室内に火炎が
再び発生した場合には、検知器が再動作して、ラッチン
グ・リレー43により電磁弁41はさらに所定の設定時間だ
け再び開放される。このような再循環は、検知室内に火
炎が存在しなくなるまで続く。電磁弁手段41は、通常は
消炎ガス導入管33および34を閉鎖しているが、信号を受
けると、一定の時間（２以上に区切られた時間でもよ
い）だけ開放位置に切り替わり、消炎ガスが供給源42か
ら区画室23および25内に流入することができる。火炎検
知器は、焼却すべき排ガスの組成に応じて、Ｋ型熱電
対、赤外線検知器または紫外線検知器を利用したもので
よい。また、火炎検知器は警報音発生装置44および／ま
たは可燃性排ガスの流れを遮断するか、あるいはこれを
スクラバーもしくは他の焼却装置または一時的貯蔵容器
に導く制御装置と連動するようにしてもよい。
消炎ガスの導入は、消炎室23および25の両方に同時に開
始させて、好ましくはその内部に燃焼を支持しえない低
温雰囲気を生成させ、図示のように燃焼式の場合の燃焼
室からの火炎や、非焼却方式の場合にはスクラバーへの
輸送管内で発火しうる突発的な火炎が、その下流側スク
リーン27から入ってくるのを防止する。さらに、上流側
の排ガス導管17から排ガスが連続して流入することによ
り、消炎ガスは下流方向に押し流されて火炎検知室21内
に流入し、可燃性ガス混合物をそこから燃焼室11内また
はスクラバーに通じる輸送管内へと押し出す。この時点
で、火炎が区画室21内に存在しなければ、火炎検知器31
および比較器40は、リレー43への信号を解除し、消炎ガ
ス供給源42に対する電磁弁41が再び閉鎖して、消炎ガス
が消炎室23および25にさらに供給され続けるのを遮断す
る。
始させて、好ましくはその内部に燃焼を支持しえない低
温雰囲気を生成させ、図示のように燃焼式の場合の燃焼
室からの火炎や、非焼却方式の場合にはスクラバーへの
輸送管内で発火しうる突発的な火炎が、その下流側スク
リーン27から入ってくるのを防止する。さらに、上流側
の排ガス導管17から排ガスが連続して流入することによ
り、消炎ガスは下流方向に押し流されて火炎検知室21内
に流入し、可燃性ガス混合物をそこから燃焼室11内また
はスクラバーに通じる輸送管内へと押し出す。この時点
で、火炎が区画室21内に存在しなければ、火炎検知器31
および比較器40は、リレー43への信号を解除し、消炎ガ
ス供給源42に対する電磁弁41が再び閉鎖して、消炎ガス
が消炎室23および25にさらに供給され続けるのを遮断す
る。
逆火防止用グリッド部材もしくはスクリーン27は、燃料
ガスおよび空気の爆発性混合物をバーナーに送る各配管
に慣用されている公知の手段である。これは、フラッシ
ュバックが装置に到達するのを防ぐためのものである
が、爆発圧力に耐えるほど強くはない。逆火防止装置
は、例えば、米国メリーランド州グレン・バーニーのC.
M.Kemp Manufacture Co.,Combustion Products Div.か
らQA型なる名称で、また米国ペンシルバニア州ドレシャ
ーのSales Corp.of AmericaからAF-8A型なる名称で市販
されている。
ガスおよび空気の爆発性混合物をバーナーに送る各配管
に慣用されている公知の手段である。これは、フラッシ
ュバックが装置に到達するのを防ぐためのものである
が、爆発圧力に耐えるほど強くはない。逆火防止装置
は、例えば、米国メリーランド州グレン・バーニーのC.
M.Kemp Manufacture Co.,Combustion Products Div.か
らQA型なる名称で、また米国ペンシルバニア州ドレシャ
ーのSales Corp.of AmericaからAF-8A型なる名称で市販
されている。
本発明で用いるスクリーン27は、好ましくは断面を40％
減少させる、いわゆる60％スクリーンである。火炎検知
室21を包囲するスクリーン対27は約1.5〜２インチ（3.8
〜5.1cm）離間させることが好ましく、一方、消炎室23
および25を包囲するスクリーン対27は約３〜４インチ
（7.6〜10.2cm）離間させることが好ましい。管2,10,13
および17はそれぞれ内径約２インチ（5.1cm）のものが
好ましい。
減少させる、いわゆる60％スクリーンである。火炎検知
室21を包囲するスクリーン対27は約1.5〜２インチ（3.8
〜5.1cm）離間させることが好ましく、一方、消炎室23
および25を包囲するスクリーン対27は約３〜４インチ
（7.6〜10.2cm）離間させることが好ましい。管2,10,13
および17はそれぞれ内径約２インチ（5.1cm）のものが
好ましい。
やはり第１図に示したように、排ガス逆火防止管部材13
の上流側入口端部（導入口部分）は、排ガス導入室35か
らなり、この導入室35は、この室内のガス圧のわずかな
増大を検知する背圧センサー36を備えている。このガス
圧の増大は、焼却で生成する固形物がスクリーンの網目
上もしくは網目間に次第に付着したために、スクリーン
27を通る排ガスの流れ抵抗の増大が生じたことを意味す
る。排ガスが、燃えた時に固体反応生成物を形成しうる
ものである場合には、このことは重要な観点となる。こ
のような場合には、固形分がスクリーン、大部分は特に
燃焼室11に隣接した下流側スクリーン27に付着して、排
ガスの流れ抵抗を増大させることがある。この固形物の
付着が起こると、排ガス導入室35内の排ガス圧力が増大
し、背圧センサー36が信号を調整可能な圧力比較器46に
送り、圧力比較器が一定の過大圧力でトリップして、ラ
ッチング・リレー47を動作させ、警告灯48を点灯させ、
所望により、逆火防止管部材13を逆火防止用のスクリー
ンの交換もしくは清掃のために取り外すことができるよ
うに、流入する排ガス流を遮断し、あるいは排ガス流を
直接スクラバーまたは他の焼却装置あるいは一時的な貯
蔵容器に振り向ける。緊急事態が過ぎた後にリレー47を
リセットするために、手動式ラッチ・リセット49を設け
る。
の上流側入口端部（導入口部分）は、排ガス導入室35か
らなり、この導入室35は、この室内のガス圧のわずかな
増大を検知する背圧センサー36を備えている。このガス
圧の増大は、焼却で生成する固形物がスクリーンの網目
上もしくは網目間に次第に付着したために、スクリーン
27を通る排ガスの流れ抵抗の増大が生じたことを意味す
る。排ガスが、燃えた時に固体反応生成物を形成しうる
ものである場合には、このことは重要な観点となる。こ
のような場合には、固形分がスクリーン、大部分は特に
燃焼室11に隣接した下流側スクリーン27に付着して、排
ガスの流れ抵抗を増大させることがある。この固形物の
付着が起こると、排ガス導入室35内の排ガス圧力が増大
し、背圧センサー36が信号を調整可能な圧力比較器46に
送り、圧力比較器が一定の過大圧力でトリップして、ラ
ッチング・リレー47を動作させ、警告灯48を点灯させ、
所望により、逆火防止管部材13を逆火防止用のスクリー
ンの交換もしくは清掃のために取り外すことができるよ
うに、流入する排ガス流を遮断し、あるいは排ガス流を
直接スクラバーまたは他の焼却装置あるいは一時的な貯
蔵容器に振り向ける。緊急事態が過ぎた後にリレー47を
リセットするために、手動式ラッチ・リセット49を設け
る。
本発明の上述した態様は例示を目的としたものに過ぎ
ず、当業者であればその全体にわたって各種の変更をな
すことができよう。
ず、当業者であればその全体にわたって各種の変更をな
すことができよう。
第１図は、本発明の１態様に係る装置を示す略式正面
図、および 第２図は、第１図の装置の自動操作に適した電気回路を
示す説明図である。 ２空気導管、10分岐導管 11燃焼室、13逆火防止管部材 16点火手段、17排ガス導管 20,31火炎検知手段、21火炎検知室 23,25消炎室 27逆火防止用スクリーン 32スクラバー、33,34消炎ガス導入口 35排ガス導入室、36圧力センサー 40温度比較器、41電磁弁 42消炎ガス供給源、43,47リレー 44警報音発生装置、45変圧器 46圧力比較器、48警告灯 49ラッチ・リセット
図、および 第２図は、第１図の装置の自動操作に適した電気回路を
示す説明図である。 ２空気導管、10分岐導管 11燃焼室、13逆火防止管部材 16点火手段、17排ガス導管 20,31火炎検知手段、21火炎検知室 23,25消炎室 27逆火防止用スクリーン 32スクラバー、33,34消炎ガス導入口 35排ガス導入室、36圧力センサー 40温度比較器、41電磁弁 42消炎ガス供給源、43,47リレー 44警報音発生装置、45変圧器 46圧力比較器、48警告灯 49ラッチ・リセット
Claims (25)
- 【請求項１】逆火防止管部材を設けた、可燃性ガスを受
けて安全に放出する装置であって、前記逆火防止管部材
が、（ａ）放出すべき可燃性排ガスの供給を受け入れる
上流側の入口端部；（ｂ）排ガスを廃棄するために放出
する下流側の出口端部；（ｃ）前記出口端部より上流側
に配置された、逆火防止管部材の内部に前記可燃性排ガ
スが通過しなければならない火炎検知室を形成する、少
なくとも一対の離間したガス透過性逆火防止用グリッド
部材；（ｄ）前記火炎検知室の下流側グリッド部材を通
って上流方向に移動しうる火炎の存在を感知するため
の、前記火炎検知室内に設けた火炎検知手段；（ｅ）前
記火炎検知手段の位置もしくはその上流側の位置で前記
逆火防止管部材内に開口している消炎ガス導入手段；お
よび（ｆ）前記逆火防止管部材内のガス混合物を不燃性
にするために前記火炎検知手段の動作に応答して前記消
炎ガス導入手段から前記逆火防止管部材中への消炎ガス
の導入を動作させる、前記火炎検知手段と連動した手
段；を備えたものであることを特徴とする装置。 - 【請求項２】前記逆火防止管部材の出口端部に隣接した
燃焼室、および前記排ガスとの可燃性ガス混合物を生成
させるためにこの燃焼室に燃焼支持ガスの供給を導入す
るための手段と、前記燃焼室内の前記可燃性ガス混合物
を着火させる点火手段とをさらに備えた、制御された焼
却装置を具備する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記管状の燃焼室の出口端部が、燃焼支持
ガスの連続供給流を流しているガス導管内に開口し、こ
のガス導管が燃焼支持ガスの供給流を燃焼室に導入する
手段として作用すると同時に、燃焼生成物を燃焼室から
排出する排出手段としても作用する、請求項２記載の装
置。 - 【請求項４】前記逆火防止管部材の内部に、前記火炎検
知室の上流側に離間させて少なくとも一つの追加のガス
透過性逆火防止用グリッド部材を設けることによって、
前記火炎検知室に向かって流れる可燃性排ガスが通過し
なければならない消炎室を形成し、前記消炎ガス導入手
段がこの消炎室内に開口している、請求項１記載の装
置。 - 【請求項５】前記逆火防止管部材の内部に２個の追加の
ガス透過性逆火防止用グリッド部材を設け、この第二の
追加グリッド部材を第一の追加グリッド部材の上流側に
離間させて配置することによって、前記の最初の消炎室
および前記火炎検知室に向かって流れる可燃性排ガスが
通過しなければならない第二の上流側消炎室を形成し、
この第二消炎室内に開口した第二の消炎ガス導入手段を
設けた、請求項４記載の装置。 - 【請求項６】前記火炎検知手段が、動作時に、消炎ガス
導入手段と前記消炎ガスの供給源との間に設けた弁手段
を開放させる電気信号を発生する電気部品である、請求
項１記載の装置。 - 【請求項７】前記電気部品が感熱性熱電対を利用した装
置である、請求項６記載の装置。 - 【請求項８】前記電気部品が赤外線検知を利用した装置
である、請求項６記載の装置。 - 【請求項９】前記電気部品が紫外線検知を利用した装置
である、請求項６記載の装置。 - 【請求項１０】前記火炎検知手段が、火炎検知手段が火
炎検知室内で火炎の存在を感知した場合に、逆火防止管
部材の入口端部への排ガスの供給を遮断する手段とも連
動している、請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】前記逆火防止用グリッド部材が、清掃お
よび／または交換のための取外しができるように、前記
逆火防止管部材の内部に着脱可能に取り付けられてい
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】前記逆火防止管部材が、その上流側端部
の位置に、下流での流れの制限を示すその内部のガス圧
の上昇を検知するためにガス圧感知手段をさらに備えて
いる、請求項１記載の装置。 - 【請求項１３】前記排ガスをスクラバーに搬送するため
に前記逆火防止管部材の出口端部に付設された排ガス輸
送管を有している、請求項１記載の装置。 - 【請求項１４】排ガス供給管と排ガスをより無害な状態
に安全に転換させる手段との間に管状の排ガス通過管部
材として間挿するための逆火防止管部材であって、この
逆火防止管部材は、排ガス供給管と係合して、これから
排ガスを受ける上流側入口端部と、排ガスをより無害な
状態に転換させる手段に排ガスを放出する下流側出口端
部と、該下流側出口端部に隣接して配置された、逆火防
止管部材の内部に前記排ガスが通過しなければならない
火炎検知室を形成する、少なくとも一対の離間したガス
透過性逆火防止用グリッド部材と、前記火炎検知室内の
火炎の存在を感知するための、この検知室内に設けた火
炎検知手段と、前記火炎検知室の位置もしくはその上流
側の位置で前記逆火防止管部材内に開口している少なく
とも１個の消炎ガス導入手段と、前記火炎検知手段が前
記火炎検知室内での火炎の存在を検知した場合に、前記
火炎検知手段および前記消炎ガス導入手段と連動して、
前記消炎ガス導入手段から前記逆火防止管部材の前記上
流位置で消炎ガスの供給流を流入させる電気的手段と、
を備えたものであることを特徴とする、逆火防止管部
材。 - 【請求項１５】前記排ガス転換手段が燃焼装置の燃焼室
からなり、これに排ガスが焼却および放出のために搬送
される、請求項14記載の逆火防止管部材。 - 【請求項１６】前記逆火防止管部材の内部の前記消炎ガ
ス導入手段の上流側の離間した位置に、少なくとも１個
の別のガス透過性逆火防止用グリッド部材を設けて、前
記火炎検知室に隣接したガス透過性の第一消炎ガス室を
形成した、請求項14記載の逆火防止管部材。 - 【請求項１７】前記逆火防止管部材の内部に２個の追加
のガス透過性逆火防止用スクリーン部材を離間させて設
けることにより第一および第二の隣接したガス透過性消
炎ガス室を形成し、第二の消炎ガス導入手段を前記第二
消炎ガス室内に開口して設け、これも前記電気的手段お
よび火炎検知手段と連動して、火炎検知室内で火炎が検
知されると第一および第二消炎ガス室内に消炎ガス供給
流の流入が起こるようにした、請求項16記載の逆火防止
管部材。 - 【請求項１８】前記逆火防止管部材の上流側入口端部の
位置に、下流での流れの制限を示すその内部のガス圧の
上昇を検知するためのガス圧感知手段をさらに備えてい
る、請求項14記載の逆火防止管部材。 - 【請求項１９】可燃性排ガスを導入する上流側入口端部
と排ガスをより無害な状態に転換させる手段に排出する
下流側出口端部とを有する排ガス導管内の火炎の上流方
向への伝播を防止する方法であって、前記排ガス導管の
出口端部より上流に火炎検知手段を備えたガス透過性火
炎検知室を有する逆火防止管部材を配置し、この逆火防
止管部材の内部の前記火炎検知手段の位置もしくはそれ
より上流に消炎ガス導入手段を配置し、前記火炎検知室
内で前記火炎検知手段が火炎を検知したときに前記消炎
ガス導入手段から消炎ガスを導入することにより、前記
火炎検知手段の上流の逆火防止管部材内部の消炎ガス雰
囲気で火炎を消し、それによりこの管部材の上流側入口
端部への火炎の移動を防止することを特徴とする方法。 - 【請求項２０】前記ガス透過性火炎検知室が、前記逆火
防止管部材の内部に、この部材の出口端部に向かって流
れる可燃性排ガスが通過しなければならない一対の離間
したガス透過性の逆火防止用グリッド部材を挿入するこ
とにより形成される、請求項19記載の方法。 - 【請求項２１】前記火炎検知室の上流に少なくとも一つ
のガス透過性消炎室を設け、火炎検知室内に設けた火炎
検知手段が火炎の存在を検知した場合にこの消炎室に消
炎ガスを導入する、請求項19記載の方法。 - 【請求項２２】前記逆火防止管部材の内部に、火炎検知
室に向かって流れる可燃性排ガスが通過しなければなら
ない一対の離間したガス透過性の逆火防止用グリッド部
材を挿入することにより前記ガス透過性消炎室を形成
し、前記消炎ガスを直接この消炎室中に前記グリッド部
材の間で導入する、請求項21記載の方法。 - 【請求項２３】前記逆火防止管部材の上流側端部でガス
圧を感知し、前記グリッド部材を通過するガス流の制限
を示す背圧が感知された場合にこのグリッド部材を清掃
もしくは交換する、請求項20記載の方法。 - 【請求項２４】前記排ガスを、前記逆火防止管部材の出
口端部から、点火源を備えた燃焼室に放出して、この排
ガスを燃焼させ、燃焼生成物を排気管内に放出する、請
求項19記載の方法。 - 【請求項２５】スクラバーへの搬送のために排ガスを前
記逆火防止管部材の出口端部から放出する、請求項19記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US196,956 | 1988-05-20 | ||
| US07/196,956 US4973451A (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Flame arresting conduit section, combustor and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213706A JPH0213706A (ja) | 1990-01-18 |
| JPH06100326B2 true JPH06100326B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=22727451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1127736A Expired - Fee Related JPH06100326B2 (ja) | 1988-05-20 | 1989-05-20 | 逆火防止管部材、燃焼装置および方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4973451A (ja) |
| EP (1) | EP0353840A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06100326B2 (ja) |
| KR (1) | KR0136585B1 (ja) |
| CA (1) | CA1303960C (ja) |
| IL (1) | IL90342A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5123836A (en) * | 1988-07-29 | 1992-06-23 | Chiyoda Corporation | Method for the combustion treatment of toxic gas-containing waste gas |
| US5328354A (en) * | 1993-03-23 | 1994-07-12 | Mg Industries | Incinerator with auxiliary gas evacuation system |
| US5427524A (en) * | 1993-06-07 | 1995-06-27 | Gas Research Institute | Natural gas fired rich burn combustor |
| US5462429A (en) * | 1993-10-20 | 1995-10-31 | Praxair Technology, Inc. | Mechanical wiper for waste gas incinerator |
| EP0935981A1 (en) | 1998-02-11 | 1999-08-18 | STMicroelectronics S.r.l. | Flame and fumes stopping device for suction ducts |
| US6632261B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-10-14 | Mark Hamilton | Method and apparatus for pyrophoric and other type gas line explosion suppression |
| US6991365B1 (en) * | 2002-05-17 | 2006-01-31 | Baker Engineering And Risk Consultants, Inc. | Flammability test apparatus |
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