JPH065008B2 - 内燃機関用安全排気システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関用の安全排気システムに関し、具体的
には火炎捕獲スタックを収容するケースと、このスタッ
クをケース内に装着するための手段とを備えたシステム
に関する。

上記システムは、例えば油井掘削現場等の爆発する可能
性のある場所で使用される。

（従来の技術） 従来の安全排気システムでは、複数の適当な厚さの孔付
きワッシャーを適当に間隔を隔てて配置してスタックを
形成している。そのようなスタックは内燃機関の排気ガ
スを薄い層状に分断して外部へ排出するようになってお
り、それによりガス中の白熱カーボン粒子を消滅させる
ようになっている。このようなスタックでは、詰まりが
生じると排気ガスを正常に排出することができず、使用
不能となるので、その前に交換する必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のシステムでは、閉塞したスタックを新しいスタッ
クと交換する場合、エンジンを停止させて閉塞スタック
の除去及び新しいスタックの装着を行う必要がある。

ところがエンジンを停止させるとさまざまな不具合が生
じ、特に油井掘削台では不経済である。

本発明は上記欠点を解決することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の装置は火炎捕獲ス
タックを収容するケースと、上記ケースに上記スタック
を装着するための手段と、別の火炎捕獲スタックを収容
する別のケースと、上記別のケースに上記別のスタック
を装着するための別の手段と、上記２個のケースの一方
へエンジンからのガスを切換えるための装置と、上記切
換装置を上記両装着手段と連携して作動するように制御
して、スタックが正しく装着されていないケースにガス
が切換えられることを防止するための手段とを備えたこ
とを特徴としている。

上記本発明のシステムによると、排気ガスを送込んでい
るケースのスタックが閉塞すると、排気ガスを他方のケ
ースへ切換えることが可能であり、しかもそのような切
換えはケースにスタックが正常に装着されている場合に
のみ可能となる。従って、閉塞したスタックの交換や切
換えはエンジンを停止させることなく、あらゆる危険性
を排除した状態で行なうことができる。すなわち排気ガ
スを可燃性大気と直接連通させる危険性を完全に排除し
た状態で、スタックの交換や切換えを行なうことができ
る。

実施例では上記制御手段が、各ケースごとに、スタック
の装着手段により制御されるロック手段を備えている。

又、制御手段には装着手段上においてロック手段を設け
ることが好ましい。

更に、装着手段上のロック手段はそれぞれのケース上の
装着手段を固定するようにすることが好ましい。

次に本発明を添附図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

（実施例） 以下に説明する防爆排気システムは図示されていない内
燃機関の燃焼ガス排出口に接続している。

第１図において、図示のシステムには排気ガスの切換え
（方向転換）を行なうための装置１が設けてあり、その
入口１１がエンジンに接続している。

切換装置１には入口１１の延長部分に、回転体の中空筒
状ボディ１２が設けてある。ボディ１２にはその中心軸
１５に対して対称の位置関係で側部開口１３、１４が設
けてある。ボディ１２の内側にはスリーブ１６が密着状
態で嵌合しており、軸１７の作用により自転できるよう
になっている。軸１７はスリーブ１６に固定されてお
り、中心軸１５に沿って延びている。スリーブ１６は入
口１１に面した軸方向の端部１９が開いており、又その
側部に１個の開口１８が設けてある。スリーブ１６の端
部１９と反対側の端部は壁部２０により閉鎖されてお
り、軸方向開口１９から側部開口１８まで切れ目のない
状態で排気ガス用の案内部が形成されている。

側部開口１８は、第１図に実線で示す如く、ボディ１２
の開口１３と正確に一致するようにその形状や位置が設
定されており、軸１７を１８０°だけ回すと、第１図に
破線で示す状態となって、開口１８が開口１４と一致す
る。

各開口１３、１４は対称に配置した２個のダクト２３、
２４によりそれぞれ２個のケース３３、３４に接続され
ている。ケース３３、３４は同一であり、スリーブ７に
対して対称に配置されている。軸１７はスリーブ７内で
回転できるようになっており、又２個のケース３３、３
４はスリーブ７に固定されている。

ケース３３には、従来と同様の方法で、火炎捕獲スタッ
ク３５が設けてある。スタック３５は複数の適当な厚さ
の孔明きワッシャーを適当に間隔を隔てて配置して構成
されている。

スタック３５はケース３３の内部の排気ガス通路に配置
されており、ケース３３に設けた出口とダクト２３の間
に位置している。上記ケース３３の出口は、図示されて
いないが、ケース３４に設けた出口３６と同一である。

スタック３５は金属カバー３７に固定されている。ケー
ス３３の壁部には中心軸１５と直角に開口が形成されて
おり、上記カバー３７でその開口を閉鎖するとともに、
スタック３５が閉塞した場合に取換えることができるよ
うになっている。

カバー３７とスタック３５は３本のアーム（第１図には
その内の２本３８、３９のみ図示）を有するヨーク３２
により所定位置に保持されている。これらのアーム３
８、３９（及び図示されていないアーム）はそれぞれケ
ース３３の３個の突起（その内の２個４８、４９のみ第
１図に図示）と、従来と同様の方法で、連携して作動す
る（係合する）ようになっている。これらの３個の突起
４８、４９は中心軸１５と直角なラグ５８、５９（脚）
を備え、ラグ５８、５９の上にアーム３８、３９が係合
している。ヨーク３２とカバー３７は締付けソケット４
２により互いに接合されている。ソケット４２の締付け
及び解放を行なうと、ヨーク３２とカバー３７が互いに
引張られたり、互いに離れる方向に移動したりする。ソ
ケット４２は逆ピッチを有するロックナット４３により
固定されている。

第１図の如く、軸１７に最も近いラグ５９には中心軸１
５と平行な孔を形成するハウジング５５が設けてある。
ハウジング５５内にはラグ５９と同一高さの筒状ペグ５
２が移動自在に装着されている。ペグ５２の移動領域の
両端は例えばストッパ（図示せず）により設定される。
上記両端部位置の一方では、ペグ５２は全体がラグ５９
の孔５５内に入る。他方の端部位置では、ペグ５２はラ
グ５９から第１図の頂部側へ突出する。この位置の変化
は後述するロック手段の作用により行なわれ、又アーム
３９がラグ５９に載っていない時にのみ、ペグ５２は上
記突出位置に達する。

ケース３４はケース３３と同様に構成されている。ケー
ス３４にはスタック６３が設けられ、スタック６３はヨ
ーク６２で所定位置に保持したカバー４７に固定されて
いる。ヨーク６２のアーム６８、６９はロックナット５
３とソケット７２の作用を受けてケース３４上の突起７
８、７９と係合する。軸１７に最も近い突起７９には、
突起４９と同様に、ハウジング５７とペグ５６を有する
水平なラグ５４が設けてある。

軸１７の第１図で下側の部分にはアーム２５が一体的に
設けてある。アーム２５は軸１７と直角で、中心軸１５
と平行なロッド２６を支持している。ロッド２６の一端
にはハンドル２８が設けられ、他端には軸方向に移動可
能なロック歯２９が設けてある。ロック歯２９は、圧縮
スプリング２７の弾力により第１図で上向きに付勢され
ている。

上記各部は全体が第１図の位置を占めるように構成され
ており、具体的には切換装置１のボディ１２の開口１３
が開口１８と一致した時、ロック歯２９が窪み３０を閉
鎖してその内部のロックナット４３を操作できないよう
になっている。

軸１７の第１図で下側の部分にはロックプレート４４も
一体的に設けてある。ロックプレート４４にはロックス
タッド４５が設けてある。スタッド４５は、プレート４
４の孔内において、中心軸１５と平行な方向に移動自在
であり、圧縮スプリング４６によりヨーク６２に向かっ
て付勢されている。

第１図に示す状態では、プレート４４はラグ５４の第１
図で下側の部分と並んでいる。ペグ５６はスタッド４５
がラグ５４のハウジング５７を貫通することを阻止して
おり、そのためにスタッド４５はスプリング４６に圧縮
した状態でプレート４４内へ押し戻されている。

第２図において、軸１７にはスリーブ６４が一体的に設
けてある。スリーブ６４は２個の筒状孔６５、６６を中
心軸１５と直角かつ中心軸１５に対して対称の位置関係
で備えている。ロッド７４は一端にハンドル７７を備
え、ケース３３、３４及びスリーブ７と一体的に設けた
支持部７５上で中心軸１５と直角な方向に移動自在であ
り、圧縮スプリング７６により付勢されている。第１図
に示す状態では、ロッド７４のハンドル７７と反対側の
端部７３が筒状孔６６に係合している。

上述のシステムは次のように作動する。

使用前に、ハンドル７７を引張ってスリーブ６４と軸１
７を解放し、ヨーク３２のロックナット４３を操作でき
る位置へアーム２５を移動させる。次に新しいスタック
３５をケース３３に取り付け、カバー３７とヨーク３２
の組立体を係合させ、ヨーク３２をわずかに回して各ア
ーム３８、３９を対応する突起４８、４９に係合させ、
それによりスタック３５を所定位置に保持し、次にソケ
ット４２を締付けてロックナット４３で固定する。ヨー
ク３２はカバー３７から離れる方向に移動し、アーム３
８、３９がラグ５８、５９で強固に支持され、カバー３
７がケース３３を密封状態で閉鎖する。

続いて同様の順序でケース３４に新たなスタックを取付
けてカバー４７及びヨーク６２により所定位置に保持す
る。次にハンドル２８を第１図で下側に引張り、アーム
２５を第１図に示す位置に移動させる。その位置ではハ
ンドル２８を解放した場合、アーム２５は窪み３０に歯
２９が係合することにより固定され、ロックナット４３
を操作できなくなる。又ロッド７４の端部７３を筒状孔
６６内に係合させる。

このようにして組立てたシステムは通常の方法で使用さ
れる。すなわち、入口１１に流入した排気ガスは切換装
置１によりケース３３へ送られ、スタック３５を通過し
た後に大気へ放出される。

ある時間使用すると、スタック３５は閉塞するので交換
が必要になる。この場合、ハンドル７７、２８を引張っ
て軸１７を解放し、ハンドル２８を移動させて軸１７を
１８０°回す。図面に破線で示す如く、歯２９は対応す
るヨーク６２の窪み４０に係合し、同時に、ロッド７４
の端部は筒状孔６５に係合する。この状態では、開口１
８が開口１４と一致し、新しいスタックを備えたケース
３４が使用状態となる。プレート４４はラグ５９と対向
する。

次に閉塞したスタック３５を交換するが、この作業は、
ロックナット４３を戻して、カバー３７とヨーク３２の
組立体を分解することにより行なう。

アーム２５を回すと、プレート４４はラグ５９の下側へ
移動し、スタッド４５はペグ５２の下側へ移動する。ア
ーム３９がラグ５９と係合している場合、ペグ５２をハ
ウジング５５から解放することは不可能である。ヨーク
３２とアーム３９を取除くのと略同時に、スプリングの
作用により、スタッド４５がペグ５２をハウジングから
押出し、続いてペグ５２のハウジングに係合してプレー
ト４４をケース３３に固定する。

この状態において、ハンドル７７、２８を同時に引張っ
たとしても、軸１７は移動不能のプレート４４と一体化
した状態にあり、軸１７を解放することは不可能であ
る。新しいスタックや清掃済みスタック３５を装着する
と、ヨーク３２のアームでペグ５２がハウジング内へ逆
方向に押され、ペグ５２がハウジング外へスタッド４５
を押す。これによりプレート４４は解放又は解除され
る。

ケース３４のスタックが閉塞した場合、排気ガスを切換
えてケース３３へ流す。

本発明のシステムでは閉塞したスタックの交換や清掃
を、エンジンを停止させずに行なうことができ、又いず
れの場合でも安全は確保されている。このような利点を
得ることのできる理由として次の特性が挙げられる。

ロックナット４３への接近が不可能である。すなわちヨ
ーク３２の窪み３０にロッド２６の歯２９が係合してい
るので、ロックナット４３及びソケット４２は確実に固
定され、使用中のスタック３５を除去することが不可能
である。

スタック６３がケース３４に装着されていない場合、ペ
グ５６のハウジング孔５７にスタッド４５が係合するの
で、ケース３４へ切換えることは不可能である。

開口１８をたとえ部分的にでも、長時間閉鎖すると、内
燃機関の閉塞は避けられないが、切換装置を長時間にわ
たって中間位置のままにしておくことは不可能である。

切換を行なうには、どのような場合でもハンドル７７と
同時にハンドル２８を操作する必要がある。

従って本発明のシステムでは、操作を誤った場合でも、
火炎捕獲スタックを通過させずに排気ガスを大気へ直接
放出することは不可能である。

無論、本発明の利用範囲は上記実施例の範囲に限定され
るものではない。

特にロック歯２９を例えば各ヨーク３２、６２に設けた
窪みと連動させ、ロックナット４３や５３への接近が阻
害されない状態で、切換装置を２個の作動位置のそれぞ
れに固定できるようにすることもできる。又、装置に設
けたスリーブ６４、ロッド７４、ハンドル７７を廃止す
ることもできる。

第１図の切換装置１は軸１７の回転により制御される
が、例えばガスや空気等の流体の排出や吸入を行なう機
械では、それ以外の方法で装置１を制御することもでき
る。

切換装置１は様々は形式のものを使用でき、例えば第３
図のように構成することもできる。第３図の構造では入
口１１１から流入したガスはバルブ１２０によりボディ
１１２の出口１２３又は１２４へ切換えられる。上記バ
ルブ１２０は中心軸１５及び第３図の紙面と直角な軸１
２１に沿って回動自在に取付けてあり、第３図に実線で
示す状態では、出口１２４を閉塞し、破線で示す状態で
は出口１２３を閉鎖している。バルブ１２０の回転制御
は衆知のリンク機構（図示せず）により行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステムの部分断面図、第２図は第１
図のシステムのII−II断面詳細図、第３図は第１図のシ
ステムの切換装置の別の実施例の断面図である。１…切
換装置、１７…軸、３３、３４…ケース、３５…スタッ
ク、４４…ロックプレート、４５…スタッド、４６…ス
プリング。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】火炎捕獲スタックを収容するケースと、上
   記ケースに上記スタックを装着するための手段と、別の
   火炎捕獲スタックを収容する別のケースと、上記別のケ
   ースに上記別のスタックを装着するための別の手段と、
   上記２個のケースの一方へエンジンからのガスを切換え
   るための装置と、上記切換装置を上記両装着手段と連携
   して作動するように制御して、スタックが正しく装着さ
   れていないケースにガスが切換えられることを防止する
   ための手段とを備えたことを特徴とする内燃機関用安全
   排気システム。
2. 【請求項２】上記制御手段が、各ケースごとに、スタッ
   クの装着手段により制御されるロック手段を備えている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機
   関用安全排気システム。
3. 【請求項３】上記制御手段が装着手段上にロック手段を
   備えている特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の安
   全排気システム。
4. 【請求項４】上記装着手段上の上記ロック手段がそれぞ
   れのケース上で装着手段を固定するように構成されてい
   る特許請求の範囲第３項に記載の安全排気システム。
5. 【請求項５】上記切換装置の制御手段が、ロックプレー
   トと一体的に設けられる軸を備え、各ケースごとに上記
   ロック手段がスプリングの作用により移動可能なスタッ
   ドを上記プレートに装着した状態で備え、上記装着手段
   が対応するケースのハウジング外へ上記スタッドを押す
   ようになっている特許請求の範囲第２項に記載の安全排
   気システム。
6. 【請求項６】各ケースの装着手段がヨークを備え、ヨー
   クが各ケースの少なくとも１個の突起と係合する少なく
   とも１個のアームを備えると共に、上記アームにより押
   し戻されるペグを有し、上記ペグがスタッドをハウジン
   グ外へ押すようにした特許請求の範囲第５項に記載のシ
   ステム。
7. 【請求項７】上記制御手段が、上記両ケースへのガスの
   切換位置に対応する２個の位置に設定可能なアームを備
   え、上記装着手段上のロック手段がアームに装着される
   ロック歯を備え、各ケースの装着手段が上記歯により閉
   鎖される窪み内にロックナットを備えている特許請求の
   範囲第４項〜第６項のいずれかに記載のシステム。