JP2003113747A - フレームアレスタ用メタルハニカム - Google Patents
フレームアレスタ用メタルハニカムInfo
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Abstract
が大きく圧力損失の少ない、かつ製造コストが低減でき
る、車両および小型船舶用のフレームアレスタ用メタル
ハニカムを提供する。 【解決手段】本発明のフレームアレスタ用メタルハニカ
ムは、ハニカム体1と、巻回された波板の当接部を接合
する図示されないろう材と、ハニカム体の巻芯部空間に
装着された金属製の球体7とからなる。巻芯部空間は、
金属製の球体7で封止されるために封止作業性を向上す
ることができ、さらに巻芯部空間からの火炎の伝播を阻
止することができる。また、本発明によれば、安価な金
属材料とろう材によるハニカムのズレ防止を採用できる
ので、従来技術と同様の耐食性を有しながら材料使用量
を節減した軽量でかつ廉価なフレームアレスタ用メタル
ハニカムを提供することができる。
Description
舶用エンジンの逆火防止に使用されるフレームアレスタ
用メタルハニカムに関する。
ス体を輸送するパイプまたはこれらのガス体が漏出する
可能性のある危険物貯蔵タンク室の通気口、換気口等で
逆火(火炎伝播)を防止することを目的とした安全装置
である。フレームアレスタの原理は火炎を細分化して消
滅させることにあり、燃焼室から逆流してきた混合気体
または火炎を多孔体からなる消炎素子でその圧力を低下
させることにより混合気体の逆流を阻止し、さらに熱を
吸収させて混合気体を着火温度以下までに下げることに
より燃焼の伝播を阻止するものである。消炎素子として
は、金網、金属多孔板、石綿網、セラミックハニカム、
メタルハニカム、燒結金属等の無機質多孔体が使用され
ている。
は、小型軽量であること、混合ガスの通過圧力損失が小
さいこと等が要求される。これらの要求から、車両用お
よび小型船舶用のフレームアレスタの消炎素子としては
メタルハニカムが用いられることが多い。
用のフレームアレスタ用メタルハニカムの一例である。
ハニカム体1は、三角形状に波付された波板2と、平板
3とを重ね合せ、これらを中心から外側に向けて螺旋状
に多重に巻回して形成されている。波板2、および平板
3は17重量%のCrおよび7重量%Niを含むオース
テナイト系ステンレス(Fe−Cr−Ni系)からな
り、板厚は50μmである。ハニカム体1は全体として
円柱形状をもち、その最外周6は平板3を多重回(例え
ば5回)巻回することにより固定されている。ハニカム
体の巻芯部空間は、円柱形のオーステナイト系ステンレ
スからなる巻芯金4で封止されている。さらに、ハニカ
ム体の最外周から直径方向に巻芯金を貫通する貫通孔
5’を設け、ピン5によってハニカム体1の波板2、平
板3および巻芯金4を一体的に固定してハニカムのズレ
止めとしている。
スタ用メタルハニカムは、全体の断面積の割には有効断
面積が小さく圧力損失が大きい、直径方向にピン5を通
してハニカムのズレを防止するために、波板2や平板3
は50μmという厚さが必要であり、かつ加工工数がか
かる。耐食性を維持するためにオーステナイト系ステン
レス鋼という高価な材料を必要とする。そして結果的に
製品重量が大きいといった諸々の問題を抱えている。
技術と同様の耐食性を維持し、有効断面積が大きく圧力
損失の少ない、かつ製造コストが低減できる、車両およ
び小型船舶用のフレームアレスタ用メタルハニカムを提
供することである。
タ用メタルハニカムは、少なくとも一枚の金属製の波板
が巻回された軸方向に多数の通孔をもつハニカム体と、
巻回された波板の当接部を接合するろう材と、ハニカム
体の巻芯部空間に装着された金属製の球体とを有するこ
とを特徴とする。
ムでは、より安価な金属材料を使用して、ろう材を用い
て波板を接合することにより、耐食性を維持しながら、
材料使用量と加工工数とを低減することができる。さら
に、巻芯部空間を金属製の球体で封止することによっ
て、容易に巻芯部空間を閉止し巻芯部空間からの火炎の
伝播を阻止することができる。
ルハニカムは、少なくとも一枚の金属製の波板が巻回さ
れた軸方向に多数の通孔をもつハニカム体と、巻回され
た波板の当接部を接合するろう材と、ハニカム体の巻芯
部空間に装着された金属製の球体とからなる。
旋状に巻回して形成される。ハニカム体の形状は、通孔
密度が大きく気体の圧力損失の小さいものであれば特に
制限はない。例えば、ある角度をもって波付された金属
板2枚を凸部および凹部が延びる方向に交差するように
巻回することにより隣接する波板の凸部と凹部によって
得られる間隙が気体が通過できる通孔となるハニカム体
を例示することができる。このようにして得られた通孔
は網目状に形成されるので、通孔を通過する気体の接触
面積を増大することができ、フレームアレスタ用メタル
ハニカムとして優れた効果を発揮する。また、このよう
に波板のみからなるハニカム体は、材料使用量を節減で
きるのでフレームアレスタ用メタルハニカムのコストを
低減することができる。
ステンレスの耐熱鋼やオーステナイト系ステンレス等、
高温耐食性および耐高温酸化性等に優れた金属で形成さ
れることができる。しかし、材料費の節約を目的とした
場合には、より廉価なフェライト系ステンレスを用いる
ことが望ましい。また、材料の板厚は40〜100μm
が適当である。40μm未満ではハニカム体の強度が不
十分であり、100μmを越えると本発明のコストダウ
ンの目的にそぐわない。
形状、三角形状、半円形状、台形状等を採用することが
できる。2枚の波板を螺旋状に巻回してハニカム体を構
成する場合には、図5に示す傾斜角度を付けて波付する
ことが好ましい。
ム(Al)、クロム(Cr)等のいずれか一つまたは複
数を主成分とすることができる。しかし、ハニカム体の
金属材料としてフェライト系ステンレスを使用した場合
には、耐食性を維持するためにNiを主成分としたろう
材を使用することが好ましい。ろう材には通常バインダ
(結合材)が混入される。ろう材は、スラリ状のろう材
をハニカム体全体に塗布した後、ハニカム体を加熱する
ことにより水分を蒸発させて固着させる。その後真空熱
処理によってろう材を溶融させ、当接している波板同士
が接合される。
う材で全面的に被覆されるためオーステナイト系ステン
レスと同等の耐食性を付与することができる。このた
め、ろう材には70〜94重量%のNiを含有している
ものが望ましい。
嵌入して封止する。気体の圧力損失を小さくするために
は巻芯部空間は出来だけ小さい方が好ましい。しかし、
従来技術ではこの巻芯部空間を円柱状の金属棒で封止す
るために、巻芯部空間が余り小さいと封止作業に支障を
きたす。本発明では円柱状の金属棒の代りに金属製の球
体を採用することで巻芯部空間が小さくても容易に封止
作業を行うことができる。また、巻芯部空間が小さくで
きるので、気体を通過させる有効断面積が増加して圧力
損失を低減することができる。さらに、巻芯部を封止す
るために必要な使用材料が少なくてすみ製品のコスト低
減と軽量化を図ることができる。
の耐熱鋼やオーステナイト系ステンレス等、高温耐食性
および耐高温酸化性等に優れた金属からなることができ
る。しかし、材料費の節約を目的とした場合にはより廉
価なフェライト系ステンレスを用いることが望ましい。
この金属製の球体は、巻芯部空間の直径よりも若干大き
い直径をもち、巻芯部空間へ嵌入することにより機械的
に固定される程度の大きさが望ましい。
く、汎用の方法を採用することができる。ただし、巻芯
部への金属製の球体の装着は、ろう材による接合の前に
実施し、ろう材による波板の接合と同時にハニカム体に
接合されるように行うことが望ましい。
タ用メタルハニカムでは、従来技術に比較して材料使用
量を削減することができる。また、フレームアレスタ用
メタルハニカムの製造に要する時間を大幅に短縮するこ
とができる。
ムを図2に示す。また、図2のA−Aで切断した片側の
斜視図を図3に示す。このメタルハニカムは、波板2を
螺旋状に巻回してなるハニカム体1と、ハニカム体1の
最外周に1〜2回巻回された平板3と、図示されていな
いろう材と、巻芯部空間に装着された金属製の球体7と
からなる。
系ステンレス板にヘリカルギアを用いて図4および図5
に示すように、幅方向より10度の傾斜角度で波付をし
て、波板10を得た。なお図4は波板10の一部を示し
た斜視図であり、図5は水平におかれた波板10を上か
ら見た平面図の一部である。このようにして得られた波
板10と、同形状の波板20を波板10に裏返して重
ね、螺旋状に巻回してハニカム体1を得た。波板10お
よび波板20は、図6に示すように、断面が交互に凸部
と凹部とからなる波形状であって、巻回されることによ
り通孔30を形成する。波のピッチは2.4mmで、波
の高さは1.3mmであった。また、巻回して得られた
ハニカム体1は、直径68mm、幅13mmで約31個
/cm2の通孔30が形成されている。
4mmであった。この巻芯部空間8にフェライト系ステ
ンレスからなる直径4mmの球体7を嵌入して巻き芯部
空間8を封止した。
8に球体7を嵌入したハニカム体1にNiを主成分とし
たスラリ状のろう材を塗布した。スラリ状のろう材は、
ハニカム体全体に塗布し、真空度0.5×10-4Paで
1180℃、20分間の真空熱処理を施した。これによ
り、波板10と波板20とはろう材で接合され、また、
巻芯部では最内周の波板と嵌入された球体7とが接合さ
れた。フェライト系ステンレスからなるハニカム体1の
表面は、全体がNiを含むろう材で被覆されるためにオ
ーステナイト系ステンレスと同等の耐食性を付与するこ
とができる。ろう材の被覆層の厚さは約2μmで分析の
結果6.7重量%のNiを含有していることが確認でき
た。この値はSUS304に代表されるオーステナイト
系ステンレスの7重量%Niにほぼ近い値であり、オー
ステナイト系ステンレスと同様の耐食性が期待できる 次に上記で得られた本実施例のフレームアレスタ用メタ
ルハニカムと従来技術になるフレームアレスタ用メタル
ハニカムについて、気体の圧力損失、重量、加工工数な
どを比較した。
ハニカムの各値を1とした場合に、本実施例のフレーム
アレスタ用メタルハニカムでは、気体の圧力損失が0.
8、重量は0.5、加工工数は0.5となった。
カムは、少なくとも一枚の金属製の波板が巻回された軸
方向に多数の通孔をもつハニカム体と、巻回された波板
の当接部を接合するろう材と、ハニカム体の巻芯部空間
に装着された金属製の球体とからなる。巻芯部空間は、
金属製の球体で封止されるために封止作業性を向上する
ことができ、さらに巻芯部空間からの火炎の伝播を阻止
することができる。また、本発明によれば、安価な金属
材料と、ろう材によるハニカムのズレ防止を採用できる
ので、従来技術と同様の耐食性を有しながら材料使用量
を節減した軽量でかつ廉価なフレームアレスタ用メタル
ハニカムを提供することができる。
カムの構成を示す概要図である。
の構成を示す概要図である。
である。
を示す斜視図である。
5:ピン 6:平板最外周 7:球体 8:巻芯部空間
30:通孔
Claims (4)
- 【請求項1】少なくとも一枚の金属製の波板が巻回され
た軸方向に延びる多数の通孔をもつハニカム体と、 前記巻回された波板の当接部を接合するろう材と、 前記ハニカム体の巻芯部空間に装着された金属製の球体
と、を有することを特徴とするフレームアレスタ用メタ
ルハニカム。 - 【請求項2】前記金属製の波板は、フェライト系ステン
レスからなる請求項1記載のフレームアレスタ用メタル
ハニカム。 - 【請求項3】前記ろう材は、ニッケルを主体とする請求
項1記載のフレームアレスタ用メタルハニカム。 - 【請求項4】前記金属製の球体は、フェライト系ステン
レスからなる請求項1記載のフレームアレスタ用メタル
ハニカム。
Priority Applications (1)
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JP2001306630A JP3931302B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | フレームアレスタ用メタルハニカム |
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- 2001-10-02 JP JP2001306630A patent/JP3931302B2/ja not_active Expired - Fee Related
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