JPS6138368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可燃性ガスを含む管を逆火から防
止する装置に関するものであり、爆発性ガスの流
れが液体の層を通り抜けて供給される液浸式安全
装置についての周知の原理に基いている。この目
的に必要な装置は、部分的に液体を満たした容
器、および該液体中に浸漬し端部を密閉した少な
くとも１本の水平入口管から成つており、その水
平管にはガスが液体中に流出するための穴が設け
られてある。

このような装置は、長年にわたり周知のもので
あつたし、商業的にも利用されている。しかし、
研究の結果、この液浸式安全装置は、すべての場
合に確実に作動すると限らないことがわかつた。
供給管と液面との間に、連続ガス流で充満した流
路が形成されるが、この流路を通つて逆火が起こ
る可能性がある。この問題は、特に大量のガスを
処理する場合に発生している。

この発明の目的は、液浸式安全装置の信頼性を
向上し、特にガス流速が大きい場合、安全で確実
な作動を行なわせることにある。

この発明に従えば、可燃性ガスを含む管を逆火
から防止する装置は、部分的に液体を満たした容
器、および該液体中に浸漬し端部を密閉した少な
くとも１本の水平管を含んでおり、その入口管の
円周の表面には、ガスを液体中に導入するための
複数個の穴が設けられており、その穴の数と寸法
は、ガスの最大体積流量において、上記穴を通る
流出速度が高々40ｍ／秒であり、１またはそれ以
上のガス供給管中の流速が高々20ｍ／秒であるよ
うに定められており、上記の少なくとも１本の入
口管は容器内の上記液体の全長の一部分のみにわ
たつて延長し、管の入つていない容器の部分の上
方にはガス出口ノズルが配置されており、液体中
に生じる波を抑止するために、液面の近くには波
静め格子が設けられている。

入口管の穴の寸法を特に規定することによつ
て、ガスが各個別々に細かく分散した気泡状態で
のみ液体の層を通り抜けることが確保される。こ
のことは、凝集したガスの流路が液体の層の中に
形成することを妨げる。容器を分割して、管の入
つていない部分を設けガス出口ノズルをこの部分
に配置することによつて、出口ノズルから容器に
入つてくる爆発衝撃に対する入口管の露出が確実
に防止される。液面上の波静め用格子は、ガス流
の不安定を生じさせる液体中の波をかなり抑止す
る。液浸式安全装置の信頼性は、これらの手段を
組合わせることにより著しく向上する。

入口管の表面の下半分に設けられた複数個の穴
は、直径が３〜10mmで、垂直方向と45゜の角度を
有することが望ましい。ガス泡の凝集に関して
は、各穴を千鳥状に配置するのが望ましい。同じ
理由から、各穴間の距離は少なくとも2d、望ま
しくは（2.5〜３）ｄでなければならない（ｄ＝
穴の平均さしわたし距離。この距離は、穴の図形
の重心を通つて引いた直線が上記穴の周辺と交わ
る点間の平均距離である）。

ガスの体積流量が非常に大きく、入口管が１本
だけの液浸式安全装置内で過大な線速度（20
ｍ／秒）が生じる場合は、穴からの流出速度が大
きすぎる（40ｍ／秒）ために、ガスのジエツト
流による液体シール層からの飛沫同伴が非常に激
しくなるので、各個別々に細かく分散したガス泡
を作ることは、もはや望むことができない。この
ときには、等しい液浸深さをもち穴の列を有する
いくつかの平行入口管を、容器内に都合よく隣り
合せに配列する。一つの管から次の管までの自由
間隔は、各穴から流出するガスジエツト流を阻止
しないように、少なくとも50mmにとらなければな
らない。また、いくつかの入口管を平行に配置す
ることによつて、種々のガス流を逆火の危険を伴
うことなく導入することができ、同時に、液中に
浸漬されたガス流が他のガス流の発生源のところ
まで達することも起りえない。このことは、廃ガ
ス流中に存在する物質が、別の廃ガス流中に存在
する製品と反応して望ましくない結果を生じる場
合に、特に重要である。

本発明を以下図面に基づいて説明する。

液浸式安全装置の主要構成部は、液体、好まし
くは水を部分的に満たした水平円筒形耐圧容器１
である。１本以上の水平入口管２は、容器の底面
の上方にフランジ３，４によつて気密を保つて取
りつけられており、正確に水平を保つために調整
できるようになつている。水平管２は、容器の全
長の約2/3に及ぶくらいの長さを延長する。した
がつて、容器の右側端には、入口管の入つていな
い空間５が存在する。ガス出口ノズル６は、この
管の入つていない部分５についている。ガス入口
管２の端部の盲フランジ４は、垂直板７と接合し
ており、その垂直板は、ガス出口ノズル６の下の
液室５を、隙間の公差を狭くして、液室の残りの
部分から隔離している。しかし、入口管２を経た
ガス流は垂直遮蔽板７によつて妨げられることは
ない。この設計では、ノズル６からの爆発によつ
て、室５から液が吹き飛ばされることはあるが、
管２が露出されたり、または、火炎がガス供給管
８にまで及ぶことは起らない。ガス供給管８はＵ
字形をしていて、上方からガス入口管２に接続し
ている。供給管８の最高点は液面９より高いとこ
ろに位置しているので、容器１内の圧力が一時的
に過大になつたときに水がガス供給管の中へ逆流
するということも起らない。同時に、このサイフ
オン状の配置によつて、いくつかのガス流が別々
に導入された場合にガス供給管の一つに望ましく
ない過大圧力が発生しても、液浸式安全装置が水
を吸い上げられて空になるという事態が防止され
る。

入口管２には、その下側に直径ｄ＝３〜10mmの
穴の１またはそれ以上の列がついており、その穴
を通してガス流が液体の層１１の中へ流入する。
管の自由断面積Ａ_Rは、ガス流の圧力損失が大部
分穴１０を通過するときに生じるように、すべて
の穴の開孔面積の合計Ａ_Bより大きくなくてはい
けない。そして、Ａ_R＝Ａ_B、またはＡ_R＝2A_Bに
なるように各寸法を選択すると旨くいくことがわ
かつた。ここで、Ａ_Bは穴１０の断面積に１本の
管の穴の数を乗じたものである。穴１０は一直線
上に配置せず、第３図に示すように相互に千鳥状
に配置する。また、穴は垂直面に対して約45゜の
角度をもつている。管の軸に沿つての各穴の間隔
は穴の直径ｄの２倍より大きくなくてはならず、
望ましくは（2.5〜３）ｄである。穴の仕上げ
度と穴の特別な配置によつて、ガスは、各個別々
の小気泡状に分散され、液体の層１１の中を上昇
する。

入口管２の直径Ｄは、穴１０を横切る液体の層
１１の静圧（第２図のｈ）に打ち勝つように定め
られ、具体的には100〜250mmである。更に入口管
２の上には最小層厚h₁＝30mmがいつもかかつてい
なくてはならず。これは、炎が逆流して液面９の
上に連続炎が形成された場合に、流入ガスが許容
限度以上に加熱されるのを防ぐためである。

使用する入口管２の数は、ガスの最大体積流量
によつて決まる。低体積流量では、１本の管で十
分である。しかし、体積流量が非常に大きい場合
は、穴からの流出速度は40ｍ／秒を越えるし、供
給管中の流速も20ｍ／秒を越えるので、ガスのジ
エツト流によるシール液の飛沫同伴が激しくな
り、各個別々に分散する気泡の発生が著しく妨げ
られる。この場合には、いくつかの入口管２を隣
接して並べ、これらを分配管（図示せず）を通し
て供給管に接続しなければならない。このときの
管２の間隔は少なくとも50mmでなければならず、
これは各穴から流出するガスの各ジエツト流の相
互干渉を防ぐためである。

そらし板１２は、斜め上方に向けて入口管２の
周囲にとりつけてあつて、上端がノコギリ歯状に
なつている（第２，３図）。この板は、個々のガ
ス泡が上昇するにつれて大きな泡に凝集するのを
妨げている。大きな泡の凝集は、逆火に対する安
全性を減少させる。

波静め格子１３は、容器内の液面９のところに
設けられており、例えば、40〜60mmのメツシユ巾
（meshwidth）を有する鋼製格子である。この格
子は、特にガスの体積流量が大きい場合、サージ
ングする液体から飛沫が同伴されるのを防止す
る。液体の層１１内の気泡の流れを均一にするこ
とは、逆火に対する高度の安全性を得るための必
要条件である。上記の液体の振動は、経験による
と、気泡の流れを不安定にさせ、液面９と入口管
２との間に、連続ガス流で充満した流路を形成す
るのを促進する。また、波静め格子１３は、逆火
の場合に、入口管２上の液体の層１１がその場所
から吹き飛ぶのを防止しており、その際には、出
口ノズルから逆流してきたガスの前面が衝撃波と
して液面９に達する。

容易に交換できるミストエリミネータ１４は、
容器１内の管の入つていない部分５を流れ室から
隔離する垂直遮蔽板７の上に直角に設けられてお
り、その性能は爆発発生後に点検される。

破裂板１５は、過大な圧力が持続する場合に容
器を保護するため、容器１の上側に取りつけるこ
とができる。この配裂板に生ずる障害は警報信号
および自動切換スイツチを作動させて障害運転を
指示する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液浸式安全装置の全体概略図であ
る。第２図は、入口管の拡大した横断図である。
第３図は、第１図に示した入口管の部分詳細図で
ある。 １……容器、２……水平入口管、３，４……フ
ランジ、５……管の入つていない部分、６……ガ
ス出口ノズル、７……垂直遮蔽板、８……ガス供
給管、９……液面、１０……穴、１１……液体の
層、１２……そらせ板、１３……波静め格子、１
４……ミストエリミネータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可燃性ガスを含む管を逆火から防止する方法
   において、部分的に容器を満たした液体の中に、
   少なくとも１本の入口管の円周の表面に設けられ
   た穴を介してガスが導入され、上記液体に浸漬さ
   れた一端において各入口管は密閉されており、 上記少なくとも１本の入口管は上記液体の全長
   の一部分のみにわたつて延在し、 容器内の上記入口管が延在しているチヤンバ
   が、小さい隙間公差の範囲内で、ガス流を妨げる
   ことなく、垂直遮蔽板によつて入口管が延在して
   いない容器内の残りのチヤンバから分離され、 容器内の入口管が延在していないチヤンバの上
   方に配置されたガス出口を介してガスが発生し、 そして、該穴は、ガスの最大体積流量のときに
   穴を通る流出速度が最大40ｍ／秒であり、且つ少
   なくとも１本の入口管に至る１本または複数本の
   ガス供給管内の流速が最大20ｍ／秒である様にさ
   れている ことを特徴とする可燃性ガスを含む管を逆火から
   防止する方法。 ２ 部分的に液体を満たした容器、および液体中
   に浸漬し且つその端部が密閉されている少なくと
   も１本の水平入口管を含み、その水平入口管には
   液体中にガスを導入するための複数個の穴がその
   円周の表面に設けられている可燃性ガスを含む管
   を逆火から防止する装置において、 (a) 上記少なくとも１本の入口管は容器内の液体
   の全長の一部分のみにわたつて延在し、 (b) 容器内の上記入口管が延在しているチヤンバ
   は、小さい隙間公差の範囲内で、ガス流を妨げ
   ることなく、垂直遮蔽板によつて入口管が延在
   していない容器内の残りのチヤンバから分離さ
   れており、 (c) 容器内の入口管が延在していないチヤンバの
   上方にはガス出口が配置されており、 (d) そして、複数個の穴の数および寸法は、ガス
   の最大体積流量のときに上記穴を通る流出速度
   が最大40ｍ／秒であり、且つ１本または複数本
   のガス供給管内の流速が最大20ｍ／秒であるよ
   うにされている ことを特徴とする可燃性ガスを含む管を逆火から
   防止する装置。 ３ 穴は、それを横切る３〜10mmに画定された平
   均距離ｄを有する特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ４ 入口管の周囲の表面の下半部に設けられた穴
   が垂直線に対して45゜の角度を有する特許請求の
   範囲第２項または第３項のいずれかに記載の装
   置。 ５ 穴を一直線上に配置せず相互にオフセツトし
   て配置する特許請求の範囲第２項ないし第４項の
   いずれか１項に記載の装置。 ６ 穴の間の間隔が少なくとも2dである特許請
   求の範囲第２項ないし第５項のいずれか１項に記
   載の装置。 ７ 穴の間の間隔が2.5dから3dである特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 ８ 複数の入口管を含み、平行な入口管の間の間
   隔は少なくとも50mmである特許請求の範囲第２項
   ないし第７項のいずれか１項に記載の装置。 ９ 入口管上側においてガスの気泡が凝集するの
   を防止するために、上記の穴の上方で該入口管ま
   たは各入口管にそらし板を設けてある特許請求の
   範囲第２項ないし第８項のいずれか１項に記載の
   装置。 １０ 容器内の２つのチヤンバを分離している垂
   直遮蔽板は、入口管または各入口管について密閉
   フランジを支持している特許請求の範囲第２項な
   いし第９項のいずれか１項に記載の装置。 １１ 各入口管がフランジのシールによつて垂直
   方向に調整可能な特許請求の範囲第１０項記載の
   装置。 １２ 取外し可能に取り付けられたミストエリミ
   ネータが、容器中で、上記管が延在していないチ
   ヤンバと液体の層がガスによつて横断されている
   容器の部分との間に据え付けられる特許請求の範
   囲第２項ないし第１１項のいずれか１項に記載の
   装置。 １３ 容器に至る供給管が上方から該入口管また
   は各入口管内に開口し、液体についてサイフオン
   状のブロツクを形成している特許請求の範囲第２
   項ないし第１２項のいずれか１項に記載の装置。