JPS5838238Y2 - 溶解アセチレン容器の逆火防止器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、アセチレン、プロパン、亜酸化窒素等の高圧
ガス容器のバルブ本体に取付ける逆火防止器に関する。

アセチレンは非常に不安定であり分解爆発を起こし易い
ために、務在工業的（溶接、溶断用等）には溶剤〔アセ
トン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）］と多孔質物（
マスと称する）〔珪酸カルシウム、木炭、木炭−アスベ
スト混合物等〕とにより安定化された「溶解アセチレン
」として使用されている。

即ち一般高圧ガス保安規則により「アセチレンは高圧ガ
ス保安協会が行なう多孔質物性能試験に合格するアセト
ンまたばＤＭＦを浸潤させた多孔質物を内蔵する容器に
充てんすること」と定められている。

ところがこの溶解アセチレン容器も保安面に釦いて更に
改良すべき点をもっており、その中でも最も重要なもの
は逆火防止性能である。

アセチレンは充てん時の火災、爆発事故及び溶接、溶断
等の消費の過程で逆火の発生する可能性があり、下記の
条件の場合には逆火によって容器の安全弁が作動してガ
スが噴出したり、容器が爆発することもある。

（１） アセチレンの充てん量が過大な場合（２）容
器温度が高い場合 （３）可溶合金安全弁の作動温度が低すぎる場合（４）
容器内に不純ガスとしての空気が蓄積した場合 従来用いられている溶解アセチレン容器の縦断面例を第
１図に示す。

即ち容器Ｉの内部には珪酸カルシウムを主体とした多孔
質物２が内蔵されて釦り、この多孔質物２に溶剤（アセ
トンまたばＤＭＦ）が浸潤されている。

また容器弁３の直下の多孔質物の凹部４にはフェルト、
獣毛等５が詰められており、主としてフィルターの役割
を果している。

しかしながら前記の如き条件下にも・いて容器Ｉ内に逆
火した場合フェルト等を炭化さ４、更に分解が進行し、
安全弁６が作動してガスが噴出したり、容器Ｉの破裂に
至ることがある。

また、最近発生しているアセチレン容器への逆火事故の
中で圧力調整器内のアセチレン容器側の空気の断熱圧縮
によるものがある。

しかるに現在市販されている逆火防止器は圧力調整器の
低匝側（アセチレン容質と反対側）に取付けるものであ
るため、前述のような逆火の防止には効果が全くない。

更にアセチレン充填工場や集合装置（マニホールド）等
多数の容器を連結してアセチレンガスの充填、消費を行
う場合にも、前記の市販されているものを容器の１本１
本に取付けることは不可能である。

以上はアセチレンについて述べたがその他に、プロパン
（Ｃ３Ｈ８）もアセチレンと同様に溶断用に使用される
可燃性ガスであり、アセチレンや亜酸化窒素のように分
解爆発性はないが、酸素をある範囲で混合した状態で点
火すると爆発する危険性がある。

Ｃ３Ｈ８−１−５０２＝３ＣＯ２＋４Ｈ２０＋４８８．
５［ｋ ｃ ａｌＡｎｏｌ〕従って、配管や容器中に酸
素が逆流してこのような混合状態になり、逆火があると
極めて危険である。

又、亜酸化窒素（Ｎ２０）は、医療用、エアゾル剤、冷
媒、原子吸光のキャリアガス等に使用され、高圧容器（
ボンベ）に液状に充填されている。

そしてこのＮ２０は支燃性ガスであるが、捷た分解爆発
性があり、気相のＮ２０に点火することによって、 Ｎ２０ □２＋１／２０２＋１９．４９〔ｋｃａ／７晶
ｔ〕の分解反応が発生する危険性がある。

本考案は上述のような各種高圧ガスの逆火による危険性
を防止するために高圧ガス容器のバルブに取付けられる
ものであって、両端を通気可能にした筒体内に非燃焼性
粒状物を充填したものを高圧ガス容器のバルブの内端に
取付けることにより簡単に逆火防止効果を得ようとする
ものである。

次に本考案の実施例の構成を高圧ガスがアセチレンの場
合につき第２図によって説明する。

７は高圧ガス容器としての溶解アセチレン容器、８は珪
酸カルシウム、木炭、木炭−アスベスト等よりなる多孔
質物で、この多孔質物８にアセトンＤＭＦ等の溶剤が浸
潤されており、これらの溶剤にアセチレンが加圧溶解さ
れている。

９はバルブ本体であり容器７の開口部日０に形成された
雌ねじ部４３にこの内刃の一部を残して螺着され中心に
ガス通路ＩＩが形成され、ガス通路ＩＮの下端は円錐状
に拡開されて拡散路１２が形成され、更に拡散路１２の
下端よりパルプ本体９の下端迄は拡散路τ２よりも径大
の筒体嵌合口Ｉ３が形成されている。

更にガス通路１１の上端は弁座１４を介してバルブ本体
９内の弁室］５に開口し、ニードル弁１６で開閉される
ようになっている。

弁室Ｉ５の→ｌにはパルプ本体９の外部に開口した充填
口１７が連通されている。

尚Ｉ８はスピンドル、１９はグランドバッキング、２０
はグランドナツト、２Ｉは充填口パツキンである。

２２は筒体であり、上端を開口し下端を密閉した底板２
３に中心を除いて数個の通孔２４が形成されている。

更に筒体２２の上端開口面と底板２３上には、金網、ア
スベスト、スチールウール発泡金属等よりなるフィルタ
ー板２５が張設されている。

発泡金属は、骨格が海綿のように３次元の網目状になっ
た金属多孔体で多孔率が高い、空孔がすべて連通してい
る、比表面積が大きい、通気抵抗が非常に小さい、圧縮
により多孔率を任意に調節できる、という特徴を有し、
１インチ当りのセル数が３０個以上、多孔率５０％以上
がフィルター板２５として適当である。

又発泡金属の材質としてばＮｉ Ｎ１−（Ｉ：ｒ合金
、Ｎｉ Ｃｒ ｋｌ＠金、Ｎ１−Ｃｒ −Ｆ ｅ合
金、ＦｅＦｅ−Ｃｒ合金等が用いられる。

更に上方のフィルター板２５上には中心を除いて複数の
通孔２６を形成した多孔板２７が設けられ、筒体２２の
上部外周の螺糸部４４は嵌合口Ｉ３の内周螺糸部２８に
螺着して固定されてパルプ本体９に結合されパルプ本体
９の下端より突出した筒体２２の下部は前記容器７内の
充填剤８に形成された凹所２９中に嵌合されている。

４２はガスシール用のＯリングである。

３０は非燃焼性粒状物よりなる充填物で前記筒体２２内
に充填されている。

充填物３０は粒径２２．８３ｍ以下、０．２９ｍｍ以上
の不定形粒状体であり材質は次のものが用いられる。

フェロシリコン（Ｆｅ−８ｉ系合金） フェロクロム （Ｆｅ−Ｃｒ ｔｔ ）フェロマン
ガン（Ｆｅ−Ｍｎ ／’ ）カルシウムシリコン（
Ｃａ−８ｉｆｔ） シリコクロム （Ｓｉ−Ｃｒ 〃 ）実用上はフェ
ロシリコン製造時に得られる屑のフェロシリコン粉粒状
物際用いることが有利である。

次に上記実施例の作用を説明する。

容器Ｉの外部よりバルブ本体９内に進入した逆火は、ガ
ス通路ＩＩより拡散孔１２で拡散され多孔板２７で分散
され、更にフィルター板２５で高率に分散された後筒体
２２内の充填物３０の隙間に入り粒状の充填物３０によ
り熱吸収が行われ、温度が低下し消炎されると同時に逆
火の衝撃により粒状の充填物３０が破断され、更に微細
な粒子となって隙間の閉塞を生じ、火炎の進行が阻止さ
れる。

尚筒体２２を容器７の開口部ＩＯに形成された雌ねじ部
４３に螺着することも考えられるが、アセチレン容器の
開口部ＩＯには、バルブ本体９を螺着Ｕｔ内力に雌ねじ
部４３を残すことが規定されているため、開口部１０に
雌ねじ部４３を残して筒体２２を螺着すると、筒体２２
の螺着部分が少なくなり、筒体２２が逆火時に脱出し易
いという危険性がある。

このために、バルブ本体９の嵌合口３に螺糸部２８を形
成し、この螺糸部２８に筒体２２の螺糸部４４を螺着し
てバルブ本体９に筒体２２を堅牢に取付け、逆火時の衝
撃によっても筒体２２がバルブ本体９より脱出しないよ
うになっている。

次に本考案によるアセチレンの逆火防止効果を確認する
ために次のような実験を行った。

実験の装置を第３図について説明する。

３Ｉは溶解アセチレン容器、３２は逆火管、３３は測定
管でありこの測定管３３にバルブ本体９が取付けられ、
このバルブ本体９に取付けられた筒体２２が測定管３３
内に挿入されている。

３４はブルドン管式圧力計、３５は白金線溶断型点火栓
、３６は安全弁、３７．３８は熱電対式温度計、３９．
４０．４１はバルブである。

筒体２２の充填物３０の材質は下記の通りであり、粒径
２．８３ｒＩｒ！ＩＬ以下、０．２９ｍｍ以上のものを
篩分け、これを内容積約Ｌ６ｃｒｆｌの筒体２２に充填
した。

次に実験の方法を説明する。

逆火の程度は、アセチレンガスの圧力が高い程阻止しに
くくなるが、一般高圧ガス保安規則（通商産業省令）で
はアセチレンの最高充填圧力ば２５ Ｋｔｉ／ｃｒＡＧ
以下と定められてお・す、夏季の高温時を考えても容器
内圧力が３０Ｋｇ／ｃｍＧを越すことは稀である。

従って実験条件としてアセチレンガス圧力３０〜／ｃｒ
ｌＧと定めた。

アセチレンガスは溶解アセチレンガス容器３１よりバル
ブ３９を通り、逆火管３２からバルブ本体９、筒体２２
内の充填物３０を通り、測定管３３に満たされる。

系内の圧力はバルブ４０を開き圧力計３４により測定す
る。

所定の圧力（３０Ｋｙ／ｃｒＡＧ）に達した後パルプ３
９．４０．４１を閉じ、点火栓３５によりアセチレンガ
スに点火する。

発生した火災は逆火管３２、バルブ本体９、筒体２２、
測定管３３へ進もうとする。

ところが筒体２２内の充填物３０によって消炎された場
合は、測定管３３ビ１のアセチレンは分解せずに残り、
従って温度計３８の温度も上昇しない。

又火炎が筒体２２を通過した場合は１ｌＪｆｆｌ管３３
内のアセチレンは分解して発熱によりその温度も急上昇
する。

従って筒体２２の充填物３０が火炎の進行を阻止できた
かあるいは通過したかの判定は温度計３８による温度上
昇の有無並に測定管３３のバルブ４１を僅かに開き、ブ
ローされる気体をイロスベー試薬によるアセチレンガス
の有無を検査することにより行った。

尚温度計３７は逆火管３２内でアセチレンの分解が開始
されたことを確認するものである。

実験の結果を下記の第１表に示す。

上記の第１表から測定管３３内では温度が上昇せず（５
℃〜ｌＯ℃の上昇は逆火管３２からの輻射熱による）又
イロスベー試薬反応も測定管３３にアセチレンが有るこ
とを示している。

したがって試料１〜９の全てについて圧力３０”ｉ／ｃ
ｒＡＧに於て逆火を完全に阻止できたことが確認された
。

以上の実施例能に実験例は高圧ガス容器にアセチレンが
充填されている場合について説明したが、次にプロパン
、亜酸化窒素の逆火防止試験を第３図に示す実験装置を
用いて行った結果について説明する。

プロパン逆火防止試験 第３図に示す実験装置にち−いて、ガス容器３Ｉの代り
に混合器を連結し、この混合器によりプロパン−酸素混
合ガスを供給した。

混合比はプロパンが４．０２ｖｏ４％ （完全燃焼組成
）に近くなるように混合し、ガスクロマトグラフにより
分析したものを使用した。

また火炎の進行を阻止できたか、あるいは通過したかの
判定は測定管３３の温度上昇の有無により行った。

また、プロパンの飽和蒸気は、温度４０℃にむいて、１
５Ｋｌｉ ／ｃｒｌＧを越えることはないので試験圧力
は、最高１５Ｋｇ／ｃｙｙｆＧとした。

試験の結果を下記第２表に示す。

上記の第２表から、実用条件下におけるプロパン−酸素
混合ガスの爆発火炎を阻止することが確認された。

亜酸化窒素の逆火防止試験 第３図に示す実験装置を用い、ガス容器３１内に亜酸化
窒素を液状で充填し、測定器３３内の温度上昇の有無を
測定し、かつ測定器３３内の酸素濃度の増加の有無を酸
素メータにより測定し、亜酸化窒素（Ｎ２０）の分解の
進行を阻止できたか、あるいは通過したかの判定を行っ
た。

また、Ｎ２０の飽和蒸気圧は温度４０℃にむいて、約ｓ
ｏＫｙ／ｃｆ１４Ｇであるので、試験圧力は最高８０
Ｋｇ／ｃｄＧとした。

試験の結果を下記の第３表に示す。上記第３表より、実
用条件下にかけるＮ２０分解の進行を阻止できることが
確認された。

本考案によれば、高圧ガス容器のバルブ本体のガス通路
の下端に連通させて、両端を通気可能とした筒体を螺着
し、この筒体内に非燃焼性、熱吸収性で逆火の衝撃によ
って破砕される粒状体よりなる充填物を充填したら、逆
火が発生したとき、これがバルブ本体のガス通路より筒
体の充填物のすき間に入り、充填物によって熱及収され
温度が低下するとともに、逆火の衝撃により充填物が破
砕され、更に微細な粒子となってこれが充填物のすき間
を閉塞し、火炎の進行を阻止するため、筒体内で逆火を
完全に防止することが出来る。

また、充填物を充填した筒体内は、バルブ本体のガス通
路の下端に連通させて螺着したから、逆火の衝撃によっ
ても脱出せずかつ高圧の逆火がバルブ本体の通路と筒体
とのすき間から洩れて容器内に侵入する危険性がなく、
確実に筒体内の充填物中に導入され、充填物による逆火
防止作用を行わせることが出来る。

さらにバルブ本体の外部に接続された圧力調整器とバル
ブ本体間でバルブの急激な開放によって生じた逆火も、
バルブ本体の内端に設けた逆火防止作用を有する筒体に
よって防止され、従来の圧力調整器の低圧側（引出側）
に設けた逆火防止器では阻止出来なかった調整器の高圧
側の逆火も防止することが出来る。

また、逆火防止作用を墳する筒体はバルブ本体の下端に
螺着するだけで簡単に取付けられるから、多数の高圧ガ
ス容器への取付けも容易であり、高圧ガス充填工場や集
合装置においてガスの充填を行うに便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶解アセチレン容器の断面図、第２図は
本考案の実施の一例を示すアセチレン容器のバルブ取付
部分の縦断正面図、第３図は実験装置の説明図である。 γ・・・高圧ガス容器、９・・・バルブ本体、Ｎ３・・
・嵌合口、２２・・・筒体、２８．４４・・・螺糸部、
３０・・・充填物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧ガス容器のバルブ本体のガス通路の下端に連通させ
   て前記バルブ本体に螺着される両端を通気可能とした筒
   体と、この筒体内に充填された非燃焼性、熱吸収性で逆
   火の衝撃によって破砕される粒状体よりなる充填物とを
   具備したことを特徴とする高圧ガス容器の逆火防止器。