JP2009063194A - 燃焼ガス供給路に設置される水式逆火防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼ガス供給路の燃料装置側で発生した逆火を燃焼ガス源に到達させることを防止する。
【解決手段】供給路内に、空室体１２と水室体１４とを設け、両密閉体１２，１４を連結管２０にて連結する。水室体１４内には水２２を充填し、連結体２０はその一端が空室体１２の底部近傍に伸張配置され、また他端が水室体１４の底部近傍に伸張配置されている。
逆火が発生したときには、逆火圧力によって水室体１４の水２２が空室体１２に充満し、逆火に対して二重の遮蔽を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼ガス供給路に設置される水式逆火防止装置、特に電気分解などを利用して得られた水素と酸素との混合ガスなどを燃焼ガスとして用いる燃焼ガス供給路に設置され、燃焼装置などから供給路を通って燃焼ガス発生装置に伝導する逆火を確実に鎮火する改良された水式逆火防止装置に関するものである。

燃焼ガス源から、水素ガスあるいは炭化水素系燃焼ガスを燃焼装置に送り出し、各種の作業に用いるシステムが広範囲の分野に応用されており、例えばガス溶接機、融雪装置、ビニールハウスの保温、養殖施設における温度管理あるいは輸送手段における車載動力源としても用いられている。

このような燃焼ガス源としても、近年種々の装置が用いられ、例えば本発明者は特願２００６−１８７２４５号として新たな電気分解を利用した燃焼ガス発生装置を提案している。

しかしながら、このような装置において、しばしば問題となることは、燃焼ガス源から燃焼装置までの導管路において、逆火が生じた時にどのようにしてこの逆火を鎮火するかということにある。

例えば、燃焼装置において、逆火現象などが生じた場合、燃焼装置の発火が導管路を通って燃焼ガス源に到達する恐れがあり、このような逆火を確実に防止する装置は従来において得られていなかった。

従来の逆火防止弁として、例えば、特許文献１には自己着火内燃機関の圧力ライン内に組み込む圧力弁が示されている。

特表２００６−５０７４４６号広報

しかしながら、この種の従来の圧力弁では、圧力の変化によって高圧を外部に逃がすことが主眼となっており、逆火防止としては十分ではなかった。

本発明は、上記従来の課題を解決するために、燃焼ガスを受け入れる密閉された空室体と、空室体に対して連結管で連結され、内部に水が充填された密閉水室体と、水室体から燃焼ガスを送り出す送出管と、を含み、連結管は、その一端が水室体の底部近傍まで伸張して配置されていることを特徴とする。

図１には、本発明にかかる水式逆火防止装置の好適な第１実施形態が示されている。

水式逆火防止装置は基板１０の上に配置された空室体１２と水室体１４を含み、これらの装置は燃焼ガス供給路に設置されている。

空室体１２はステンレスなどの耐圧密閉筒からなり、その受入口１２ａには矢印で示されるように燃焼ガスが図示していない供給路を介して燃焼ガス源から送り込まれている。

一方、水室体１４はステンレスなどの耐圧密閉筒からなるが、その上部には圧力逃がし口１６が設けられ、水室体１４内部の圧力が異常に上昇したときには、この圧力逃がし口１６から異常高圧を大気に逃がす事ができる。

この水室体１４の上部側面には、燃焼ガス送出管１８が接続されており、空室体１２及び水室体１４を通った燃焼ガスは送出管１８から図示していない燃焼装置などに送り出される。

前述した空室体１２と水室体１４とを連結するために連結管２０が設けられており、この連結管２０の一端２０ａは図１から明らかなように、空室体１２の側面を通ってこの空室体１２の底部近傍まで伸張配置されている。また、連結管２０の他端２０ｂは、図示のように水室体１４の側面を通って水室体１４の底部近傍に伸張配置されている。

本発明において特徴的なことは、水室体１４の内部に図示のように水が充填されていることであり、実施形態においては、その水面２２ａは水室体１４内部に延びている連結管２０を充分に水中に沈ませる高さまで充填されている。外部から水２２を水室体１４に充填するための充填口は図示されていないが、水室体１４の側面上部に設けられており、この充填口はバルブによって開閉可能である。

前述した圧力逃がし口１６は、水室体１４の上部開口１４ａとこの上部開口１４ａに固定された止めリング２４を含み、止めリング２４で上部開口１４ａを閉止する金属薄板あるいはプラスチック薄板などからなる薄膜２６が固定されており、一定以上の内圧が加わると薄膜２６が破壊され、水室体１４内の圧力が大気に逃がされる。

本発明の第１実施形態は以上の構成からなり、以下にその作用を説明する。

通常の燃焼状態では、燃焼ガス源から供給される燃焼ガスはまず空室体１２内に導かれ、連結管２０の一端２０ａから水室体１４の底部に順次送り込まれる。連結管２０の他端２０ｂから吹き出した燃焼ガスは水２２を通って送出管１８から燃焼装置に導かれる。

そして、送出管１８から燃焼装置までの間において何らかの原因により逆火が発生すると、その逆火はまず水室体１４に到達し、水室体１４内の圧力を上昇させる。圧力逃がし口１６はその逃がし圧力を充分に大きく設定しているので、薄膜２６は破壊には至らず水室体１４内部の逆火による圧力は、水室体１４内の水２２を押し下げる。この結果、水２２は連結管２０を通って空室体１２内に流れ込む。

第１実施形態における空室体１２と水室体１４の内容積は、図から明らかなごとく、後者の方が前者より充分に大きく、また水２２も水室体１４に充填された状態で、その量は空室体１２の内容積より多く充填されている。従って、逆火によって水室体１４内の圧力が上昇し、前述したように水２２が空室体１２に移動しても、空室体１２が水２２によって充満されると、水室体１４及び空室体１２内の水２２によって、燃焼ガス源への道を遮断され、確実に鎮火される。

もちろん、逆火によって水室体１４内の圧力が瞬間的に上昇した場合には、前述した圧力逃がし口１６の薄膜２６が破壊されて、この逆火圧力は確実に外部へ放出されることができる。

以上のように、通常の燃焼ガス供給時には、空室体１２は燃焼ガスに対してほとんど抵抗となることがなく、単なる通過領域として作用するが、いったん逆火が発生した時には、空室体１２自体も水室体１４からの水２２の戻りによって充満され、逆火に対して水による遮蔽室として作用することとなり、このような空室体１２と水室体１４の二重の遮蔽室によって逆火が燃焼ガス源へ到達することを確実に遮断して迅速な鎮火を行うことが可能となる。

図２には、本発明にかかる水式逆火防止装置の好適な第２実施形態が示され、図１の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態において特徴的なことは、水室体１４に気液分離室が設けられていることであり、これによって、水２２内を通って高湿度となった燃焼ガスから液分を分離して供給路に送出することができる。

第１の気液分離室３０は水室体１４の上部に設けられており、この気液分離室３０内には複数のじゃま板３２が設けられている。各じゃま板３２はほぼ円盤状の薄板からなり、その外周が気液分離室３０の内壁に固定されているが、その一部、３２ａは下方に折り曲げられ、気液分離室３０の内壁との間に隙間が設けられ、この隙間から燃焼ガスが順次導管３４に向かって上昇する。通常、燃焼ガスの温度は約６５℃前後であり、一方気液分離室３０はほぼ常温に保たれているので、高湿度の燃焼ガスはじゃま板６５により冷やされ、液分が燃焼ガスから分離される。

第２実施形態では、さらに水室体１４の外部に第２の気液分離室４０が設けられている。この第２気液分離室４０は二重円筒形状をしており、上部が閉塞されている。そして、内筒４２の中には細い抽出管４４が差し込まれ、この抽出管４４の一端が内筒４２の上部で開放している。そして、第２気液分離室４０の外筒４６の下端はロウト状に細い管４６ａとなり、この細管４６ａが逆止弁４８を通って水室体１４内に接続されている。一方、外筒４６の上部側面には前記導管３４の先端が絞り３４ａを介して外筒４６内に開放し、湿度が残留している燃焼ガスがこの絞り３４ａから外筒４６の内部に噴出し、この燃焼ガスが内筒４２を通って抽出管４４に達するまでの工程において液が燃焼ガスから更に分離され、水室体１４に戻される。この結果、送出管１８からは乾燥した燃焼ガスを得ることが可能となる。

第２実施形態において、第１および第２気液分離室３０，４０により、前述したように乾燥した燃焼ガスが得られると共に、水室体１４内に充填される水２２もその消耗が著しく少なくなり、外部から水室体１４への水補充をあまり必要としないという利点がある。水室体１４内の水位は図２に示されるガラスなどの水位計５０を水室体１４の側壁に設けることによって容易に外部から知ることが可能となる。

図３は本発明にかかる水式逆火防止装置の好適な第３実施形態を示し、図１、２に示した実施形態と同一または対応する部材には同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態において特徴的なことは、第１の気液分離室３０が水室体１４の内部上方に設けられ、水室体１４の燃焼ガスはいったん栓口６０から接続管６１を介して外部に出、次に再び水室体１４内部に設けられた第１気液分離室３０に導かれる。そして燃焼ガスは第１気液分離室３０から第２気液分離室４０に導かれ、第２気液分離室４０から送出管１８を通って燃焼装置に送り込まれる。第１の気液分離室３０で分離された水は第１気液分離室３０の下端に設けられた図示していない放出口から水室体１４に戻される。

図３において、さらに第１気液分離室３０から第２気液分離室４０に導く導管６２の内部にも図３のＡで示されるようにさらに第３の気液分離室を設けることが好適である。

なお、第３実施形態においては、連結管２０の空室体１２側端部は第１、第２実施形態と異なり、空室体１２の底部まで伸張することがなく、単に空室体１２の側壁に接続されている。そして、空室体１２の受入口１２ａに供給されている燃焼ガス源の供給路７０はその内側端７０ａが空室体１２の底部まで伸張している。

この結果、燃焼装置側で逆火が発生した場合には、水室体１４内の水２２が連結管２０を通って空室体１２に送り込まれ、前記供給路７０の内側端７０ａはただちに水没してしまい、これによって、空室体１２が逆火に対して好適な遮蔽機能を果たすことが可能となる。

図４には本発明に係る水式逆火防止装置の好適な第４実施形態を示し、前述した各実施形態と同一または対応する部材には同一の符号を付して説明を省略する。

この実施形態は第２実施形態と類似するが、第１気液分離室３０が水室体１４と同軸に水室体１４の上部に設けられていることを特徴とし、これによって、第１気液分離室３０と水室体１４との結合が両者の中心軸において行われるために、組み立て加工が極めて容易となる利点を有する。また、この結果、第４実施形態においては、第２気液分離室４０がその分離液を水室体１４の側面から水室体１４内に戻す構成となっている。

以上説明したように、本発明にかかる水式逆火防止装置によれば、燃焼ガスの供給路内に空室体と水室体とを直列に接続した水式逆火防止装置を設け、通常の燃焼時には、空室体は燃焼ガスの供給に対してほとんど抵抗となることはなく、安定した燃焼ガスの供給を行うことができる。また、逆火が燃焼装置側で発生したときには、空室体にも水室体の水が導かれ、これによって逆火に対して二重の遮蔽を行うことができ、逆火が燃焼ガス源に到達することを確実に防止し、確実な鎮火を促すことが可能となる。

本発明にかかる水式逆火防止装置の好適な第１実施形態を示す要部断面図。 本発明の第２実施形態を示す要部断面図。 本発明の好適な第３実施形態を示す要部断面図。 半発明の好適な第４実施形態を示す洋舞断面図。

符号の説明

１２ 空室体、１４ 水室体、１８ 送出管、２０ 連結管、３０ 第１気液分離室、４０ 第２気液分離室。

Claims (2)

1. 燃焼ガスを受け入れる密閉された空室体と、
   空室体に対して連結管で連結され、内部に水が充填された密閉水室体と、
   水室体から燃焼ガスを送り出す送出管と、を含み、
   連結管は、その一端が水室体の底部近傍まで伸張して配置されていることを特徴とする燃焼ガス供給路に設置される水式逆火防止装置。
2. 請求項１記載の水式逆火防止装置において、水室体の燃焼ガス送出経路には、気液分離室が設けられていることを特徴とする水式逆火防止装置。

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