TW201317520A - 爆炸防護型火焰防阻器及應用於該爆炸防護型火焰防阻器之圓筒狀火焰防阻元件 - Google Patents

Abstract

本創作為一種應用於可燃性氣體管線上防止火焰蔓延並能抑制爆炸衝擊波的爆炸防護型火焰防阻器，其包含一圓筒狀外殼、一圓筒狀火焰防阻元件，該圓筒狀火焰防阻元件與該圓筒狀外殼利用一法蘭結合固定；該圓筒狀火焰防阻元件是由一圓筒狀火焰阻隔桶、一封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器及一開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器所組成，其中，該圓筒狀火焰阻隔桶是由外層多孔狀保護層、內層多孔狀保護層、兩片端板及內部填充金屬粉體形成一圓筒狀的多孔體；該圓筒狀外殼具有兩端法蘭，可供安裝在管線上。本創作的爆炸防護型火焰防阻器，使用時，該圓筒狀火焰防阻元件係安裝於該圓筒狀外殼的內部，使圓筒狀火焰防阻元件與圓筒狀外殼間形成一個環狀通道，並利用圓筒狀外殼之兩端法蘭安裝在管線上；氣體火焰波可以經由該圓筒狀火焰防阻元件的封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎、降低衝擊力，然後利用氣體的壓力通過該圓筒狀火焰防阻元件之圓筒狀火焰阻隔桶將火焰熄滅，其後，氣體再經開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎，達成熄焰及抑制爆炸衝擊波的效果。該圓筒狀火焰阻隔桶的內部填充粉體為不規則形狀的金屬粉體，且填充粉體的間隙小於氣體的MESG，使得金屬粉體能提供極大的表面積吸收能量達成熄焰之效果。

Description

爆炸防護型火焰防阻器及應用於該爆炸防護型火焰防阻器之圓筒狀火焰防阻元件

本創作為一種應用於可燃性氣體管線上防止火焰蔓延並能抑制爆炸衝擊波的爆炸防護型火焰防阻器，其包含一圓筒狀外殼、一圓筒狀火焰防阻元件；該圓筒狀火焰防阻元件是由一圓筒狀火焰阻隔桶、一封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器及一開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器所組成；該圓筒狀外殼具有兩端法蘭，可供安裝在管線上。使用時，該圓筒狀火焰防阻元件係安裝於該圓筒狀外殼的內部，使圓筒狀火焰防阻元件與圓筒狀外殼間形成一個環狀通道，並利用圓筒狀外殼之兩端法蘭安裝在管線上；氣體火焰波可以經由該圓筒狀火焰防阻元件的封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎、降低衝擊力，然後利用氣體的壓力通過該圓筒狀火焰防阻元件之圓筒狀火焰阻隔桶將火焰熄滅，其後，氣體再經開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎，達成熄焰及抑制爆炸衝擊波的效果。

近年來化工廠、電子科技大廠發生不少易燃易爆氣體外洩，引發了整座工廠氣爆。根據事故調查結果，發生氣爆原因大多為易燃易爆氣體從設備、管道或法蘭外洩，火焰發生回火現象，釀成工廠大火。市面上銷售的火焰防阻器大部分是為了排氣管道末端、桶槽排氣口或相連管道間的火焰防阻而設計，但是近年來由於全球氣候變遷，地震頻傳，連接管道的法蘭很容易受到極端氣候的影響或地震的錯動，而發生洩漏，進而引發火災或爆炸，火焰並經由管道蔓延傳遞，造成極為嚴重的生命及財務損失。本創作乃利用火焰防止的基本原理，設計開發嶄新的爆炸防護型火焰防阻器。

爆炸防護型火焰防阻器是指可以套用在容器開口處或連接在管路系統上，使得氣體可以流通經過，但是可以抑制以超音速傳遞且呈現衝擊波形式的火焰；亦即，其目的是防止爆炸衝擊波的傳遞。第一個爆炸防護型火焰防阻器是在1990年3月20日由Nicholas Roussakis等人為了因應美國環境保護署的清靜空氣法(Clean Air Act)所研發的美國專利U.S. Patent 4,909,730；其後，因為產業界的需求，陸續已經有許多專利產生，如下列：

(1)　U.S. Patent 5,402,603-Robert L. Henley,於1995年4月4日取得專利；

(2)　U.S. Patent 5,415,233-Nicholas Roussakis & Dwight E Brooker,於1995年5月16日取得專利；

(3)　U.S. Patent 6,644,961-Dwight E Brooker於2003年11月11日取得專利；

(4)　U.S. Patent 6,699,035-Dwight E Brooker於2004年12月6日提出；

(5)　U.S. Patent 7,056,114-Dwight E Brooker於2006年6月6日提出.

火焰防阻器主要應用於爆炸性物質(combustible material)的火焰防阻，所謂的爆炸性物質係指易燃性氣體、易燃性液體之蒸氣或可燃性液體之蒸氣，當與空氣混合後，會很容易產生燃燒反應或蔓延產生快速反應而變成爆炸。

火焰防阻器是用於阻擋火焰衝擊波傳遞的裝置，其基本作用原理有以下三種：

(1)　傳熱作用

燃燒所需要的必要條件之一就是要達到著火點。氣體的溫度如果低於著火點，燃燒就會停止。依照這一原理，只要將燃燒物質的溫度降到其著火點以下，就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過火焰防阻器的許多細小通道之後將變成若干細小的火焰。設計火焰防阻器內部的火焰防阻元件時，則盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積，強化傳熱，使火焰溫度降到著火點以下，從而阻止火焰蔓延。

(2)　器壁效應

燃燒與爆炸是受外來能量的激發，分子鍵遭到破壞，產生活化分子，活化分子又分裂為壽命短但卻很活潑的自由基，自由基與其它分子相撞，生成新的產物，同時也產生新的自由基再繼續與其它分子發生反應。當燃燒的可燃性氣體通過火焰防阻元件的狹窄通道時，自由基與通道壁的碰撞機率增大，會使得參加反應的自由基減少。當火焰防阻器的通道窄到一定程度時，自由基與通道壁的碰撞變成主導地位，由於自由基數量急劇減少，反應就不能繼續進行，也即燃燒反應不能通過火焰防阻器繼續傳播。

(3)　最大實驗安全間隙-MESG值

火焰通過火焰防阻元件的細小通道，會在通道內降溫；當通道狹小到一定程度，使得火焰被分割小到一定程度時，經通道移走的熱量足以將氣體溫度降到可燃物燃點以下，就會使火焰熄滅。利用器壁效應解釋，當通道窄到一定程度時，自由基與管道壁的碰撞會居於主導地位，此時自由基會大量減少，因而使得燃燒反應不能繼續進行。因此，把在一定條件下(0.1 MPa,20℃)剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為“最大實驗安全間隙”(MESG,Maximum Experimental Safe Gap)。火焰防阻元件的通道尺寸是決定火焰防阻器性能的關鍵因素，不同氣體具有不同的MESG值。因此，在設計火焰防阻器時，應根據可燃氣體的組成確定其MESG值。在具體選擇時，又根據MESG值將氣體劃分為幾個等級。目前國際上經常採用兩類方法。一是美國全國電氣協會(NEC)的分類法，它根據氣體的MESG值將氣體分為四個等級(A,B,C,D)；另一類是國際電工協會(IEC)的方法，它也將氣體分為四個等級(IIC,IIB,IIA及I)。各類氣體的MESG值及測試氣體如表1所示。

IIA群組(Group IIA)可燃性物質：最大實驗安全間隙超過0.90 mm，或最小點火電流比超過0.80之可燃性物質，包括乙烷，丙烷，丙酮等。

IIB群組(Group IIB)可燃性物質：最大實驗安全間隙超過0.50 mm且小於0.90 mm，或最小點火電流筆超過0.45且小於0.80之可燃性物質，包括乙烯、乙醛等。

IIC群組(Group IIC)可燃性物質：最大實驗安全間隙小於0.50mm，或最小點火電流比小於0.45之可燃性物質，包括乙炔、氫氣等。

本創作的爆炸防護型火焰防阻器包含一圓筒狀外殼及一圓筒狀火焰防阻元件，該圓筒狀火焰防阻元件與該圓筒狀外殼利用一法蘭結合固定；其中，該圓筒狀火焰防阻元件是由一圓筒狀火焰阻隔桶、一封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器及一開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器所組成，其中，該圓筒狀火焰阻隔桶是由外層多孔狀保護層、內層多孔狀保護層、兩片端板及內部填充金屬粉體形成一個圓筒狀的多孔體；該圓筒狀外殼具有兩端法蘭，可供安裝在管線上。本創作的爆炸防護型火焰防阻器，使用時，該圓筒狀火焰防阻元件係安裝於該圓筒狀外殼的內部，使圓筒狀火焰防阻元件與圓筒狀外殼間形成一個環狀通道，並利用圓筒狀外殼之兩端法蘭安裝在管線上；氣體火焰衝擊波可以經由該圓筒狀火焰防阻元件的封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎，降低衝擊力，然後利用氣體的壓力通過該圓筒狀火焰防阻元件之圓筒狀火焰阻隔桶將火焰熄滅，其後，氣體再經開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器產生激烈的轉彎，達成熄焰及抑制爆炸衝擊波的效果。

圓筒狀火焰阻隔桶的外層多孔狀保護層、內層多孔狀保護層是由金屬沖孔板內部裝有特定孔徑之鋼絲網所構成，該鋼絲網之孔徑為必須小於代表氣體的MESG最大實驗安全間隙。此外，該圓筒狀火焰阻隔桶的內部填充粉體為不規則形狀的金屬粉體，且填充粉體的間隙小於氣體的MESG，使得金屬粉體能提供極大的表面積吸收能量達成熄焰之效果。為了確保設備之安全，該鋼絲網及填充粉體所形成的多孔體圓筒狀火焰阻隔桶之最大流力孔徑(Hydraulic Diameter)最好為所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之75%以下為原則。亦即

D_g,max=3δ/4　(1)

其中

D_g,max(mm)=鋼絲網及填充粉體所形成的多孔體圓筒狀火焰阻隔桶之最大流力孔徑

δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)

所選用鋼絲網之最小網目數與所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之關係，可以使用本創作之方程式計算之：

M_min=21.33/δ　(2)

其中

M_min=鋼絲網之最小網目數

δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)

為使對本創作有較佳之了解，特就下列圖示為例作為本創作之一較佳實施例說明如下。

本創作的爆炸防護型火焰防阻器包含一圓筒狀外殼1(如圖-1所示)及一圓筒狀火焰防阻元件2(如圖-2所示)，該圓筒狀火焰防阻元件2與該圓筒狀外殼1利用一固定法蘭114結合固定，如圖-3所示；其中，如圖-1所示，該圓筒狀外殼1是由一圓管120利用固定法蘭104及固定法蘭114夾住固定，並利用螺栓130及螺帽131、132、133、134鎖緊固定。

如圖-3所示，圓筒狀外殼1在固定法蘭104上設有大小頭102，將連接尺寸由固定法蘭104縮小到法蘭100的尺寸，在大小頭102上設有溫度傳送器連接口103及壓力傳送器連接口107，使用時利用法蘭100、墊片101與管線連接，使氣體由管道出入口105進出；圓筒狀外殼1在固定法蘭114上設有大小頭112，將連接尺寸由固定法蘭114縮小到法蘭110的尺寸，在大小頭112上設有溫度傳送器連接口113及壓力傳送器連接口117，使用時利用法蘭110、墊片111與管線連接，使氣體由管道出入口115進出。固定法蘭104與大小頭102反側設有圓形溝槽106其內裝有墊片、固定法蘭114與大小頭112反側設有圓形溝槽116其內裝有墊片，圓管120即裝設在固定法蘭104之圓形溝槽106及固定法蘭114之圓形溝槽116間，並利用多支螺栓130及螺帽131、132、133、134鎖緊固定。固定法蘭114並設有多數個內牙螺絲孔118，可以利用螺栓268將圓筒狀火焰防阻元件2與圓筒狀外殼1經由固定法蘭114連接固定。

如圖-2所示，圓筒狀火焰防阻元件2是由一圓筒狀火焰阻隔桶210、封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250及開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260所組成。其中，如圖-4所示，該圓筒狀火焰阻隔桶210是由外層多孔狀保護層212、內層多孔狀保護層220、小端板230、大端板240及內部填充金屬粉體280形成一個圓筒狀的多孔體；該圓筒狀多孔體的圓筒狀火焰阻隔桶210為一多層結構，其局部放大10如圖-5所示：

(1)　該圓筒狀火焰阻隔桶210的外層多孔狀保護層212之最外層是由金屬沖孔板213內部裝有特定孔徑之鋼絲網214及另一特定孔徑的鋼絲網215，外層多孔狀保護層212之最內層為另一金屬沖孔板216所構成；該金屬沖孔板213及216的沖孔218孔徑應小於5 mm，且以小於2.5 mm為佳；鋼絲網214及鋼絲網215之孔徑為必須小於代表氣體的MESG最大實驗安全間隙，亦即所選用鋼絲網214及鋼絲網215之最小網目數與所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之關係，可以使用本創作之方程式(2)計算之M_min=21.33/δ，其中M_min=鋼絲網之最小網目數，δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。

(2)　該圓筒狀火焰阻隔桶210的內層多孔狀保護層220之最外層是由金屬沖孔板223內部裝有特定孔徑之鋼絲網224及另一特定孔徑的鋼絲網225，內層多孔狀保護層220之最內層為另一金屬沖孔板226所構成；該金屬沖孔板223及226的沖孔228孔徑應小於5 mm，且以小於2.5 mm為佳；鋼絲網224及鋼絲網225之孔徑為必須小於代表氣體的MESG最大實驗安全間隙，亦即所選用鋼絲網224及鋼絲網225之最小網目數與所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之關係，可以使用本創作之方程式(2)計算之M_min=21.33/δ，其中M_min=鋼絲網之最小網目數，δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。

(3)　在該圓筒狀火焰阻隔桶210的外層多孔狀保護層212及內層多孔狀保護層220所形成的圓柱狀中間空隙內部填充金屬粉體280，且該金屬粉體280是不規則形狀的微細顆粒，使得填充金屬粉體280的間隙小於氣體的MESG，使得填充金屬粉體280能提供極大的表面積吸收火焰的能量，達成熄焰之效果。

(4)　為了確保設備之安全，該圓筒狀火焰防阻元件2的圓筒狀火焰阻隔桶210，其利用外層多孔狀保護層212及內層多孔狀保護層220與所形成的圓柱狀中間空隙內部填充不規則形狀的填充金屬粉體280，必須在使用期間能確保其整體之最大流力孔徑(Hydraulic Diameter)為所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之75%以下。亦即D_g,max=3δ/4，其中D_g,max(mm)=鋼絲網及填充粉體所形成的多孔體圓筒狀火焰阻隔桶210之最大流力孔徑，δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。

如圖-4所示，圓筒狀火焰阻隔桶210中，用於連接外層多孔狀保護層212與內層多孔狀保護層220的一端是小端板230，另一端是大端板240。其中：

(1)　小端板230之一面車有內側圓形槽溝232及外側圓形槽溝233，並設有貫穿之多個內牙螺絲孔231，小端板230同時利用該多個內牙螺絲孔231結合封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250，使得圓筒狀火焰阻隔桶210的一端被封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250所封閉。

(2)　大端板240之一面車有內側圓形槽溝242及外側圓形槽溝243，並設有貫穿之多個螺絲孔241，大端板240同時利用該多個螺絲孔241結合開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260及圓筒狀外殼1，使得圓筒狀火焰阻隔桶210與圓筒狀外殼1所形成的環狀通道之一端被開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260所封閉。

如圖-4所示，安裝圓筒狀火焰阻隔桶210時，在外層多孔狀保護層212、內層多孔狀保護層220、小端板230、大端板240所形成的管狀空間內填充金屬粉體280，然後利用多支螺絲258結合封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250，同時，該多支螺絲258可以將所充填的金屬粉體280加壓，調整其充填密度及其所產生的有效最大流力孔徑，使得所形成的多孔體圓筒狀火焰阻隔桶210之最大流力孔徑，δ(mm)小於可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。且必須在使用期間能確保其整體之最大流力孔徑(Hydraulic Diameter)小於所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙；且基於使用安全考量，最好能確保其整體之最大流力孔徑(Hydraulic Diameter)小於所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之75%以下。亦即D_g,max=3δ/4，其中D_g,max(mm)=鋼絲網及填充粉體所形成的多孔體圓筒狀火焰阻隔桶210之最大流力孔徑，δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。

如圖-6所示，圓筒狀火焰防阻元件2是由一圓筒狀火焰阻隔桶210、封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250及開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260所組成。其中，封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250具有一盲法蘭253用於與圓筒狀火焰阻隔桶210的小端板230連接，在封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250頂部具有頂部開孔251，側邊亦有多個側面開孔252，使得火焰的衝擊波打擊到封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250後，會有部分經過頂部開孔251然後由多個側面開孔252流出，大部分則會受到封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250的半球形表面影響而產生轉向，使得火焰的衝擊波受到阻礙。圓筒狀火焰防阻元件2另一端的開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260，則是可以讓經過圓筒狀火焰阻隔桶210的氣體通過；開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260具有一開孔法蘭263用於與圓筒狀火焰阻隔桶210的大端板240連接，在開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260頂部具有頂部開孔261，側邊亦有多個側面開孔262，使得來自其外側的火焰衝擊波打擊到開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260後，會有部分經過頂部開孔261流進圓筒狀火焰阻隔桶210內側，大部分則會受到開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260的半球形表面影響而產生轉向，然後由多個側面開孔262流進圓筒狀火焰阻隔桶210內側，使得火焰的衝擊波受到阻礙。

由於該圓筒狀火焰防阻元件2係安裝於該圓筒狀外殼1的內部，使圓筒狀火焰防阻元件2與圓筒狀外殼間1形成一個環狀通道，並利用圓筒狀外殼1之兩端法蘭100及法蘭110安裝在管線上；氣體火焰衝擊波可以經由該圓筒狀火焰防阻元件2的封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250產生激烈的轉彎，降低衝擊力，然後利用氣體的壓力通過該圓筒狀火焰防阻元件2之圓筒狀火焰阻隔桶210將火焰熄滅，其後，氣體再經開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260產生激烈的轉彎；利用這種轉彎、熄焰、再轉彎的過程，達成徹底熄焰及抑制爆炸衝擊波的效果。

當火焰衝擊波由另一側法蘭110產生時，本創作之爆炸防護型火焰防阻器也能發揮火焰抑制、熄焰及消除火焰衝擊波的效用；此時，氣體火焰衝擊波可以經由法蘭110進入該圓筒狀火焰防阻元件2的開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260產生激烈的轉彎，降低衝擊力，然後利用氣體的壓力由內往外通過該圓筒狀火焰防阻元件2之圓筒狀火焰阻隔桶210將火焰熄滅，其後，氣體再沿著封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250產生激烈的轉彎，達成熄焰及抑制爆炸衝擊波的效果。

由於圓筒狀火焰阻隔桶210是由外層多孔狀保護層212、內層多孔狀保護層220及內部填充金屬粉體280所組成，其中，外層多孔狀保護層212之最外層是由金屬沖孔板213內部裝有特定孔徑之鋼絲網214及另一特定孔徑之鋼絲網215，外層多孔狀保護層212之最內層為另一金屬沖孔板216所構成；內層多孔狀保護層220之最外層是由金屬沖孔板223內部裝有特定孔徑之鋼絲網224及另一特定孔徑之鋼絲網225，內層多孔狀保護層220之最內層為另一金屬沖孔板226所構成；金屬沖孔板213、216、223及226具有一定尺寸的沖孔218及228，除了提供結構強度外，亦具有初步抑制火焰的功能。因此，其沖孔218、228之孔徑應小於5 mm，且以小於2.5 mm為佳。鋼絲網214、215、224、225的目的除了抑制粉塵進入內部填充不規則形狀的金屬粉體280內，也具有火焰抑制的功能，因此，其孔徑為必須小於代表氣體的MESG最大實驗安全間隙，亦即所選用鋼絲網214、215、224、225之最小網目數與所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之關係，可以使用本創作之方程式(2)計算之M_min=21.33/δ，其中M_min=鋼絲網之最小網目數，δ(mm)=可燃性氣體之MESG(最大實驗安全間隙)。

圖-7為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的組立截面圖，圖-8為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的立體截面圖，其圓筒狀外殼1及圓筒狀火焰防阻元件2利用一固定法蘭114結合固定成為一完整組件，圓筒狀火焰防阻元件2安裝於該圓筒狀外殼1的內部，與該圓筒狀外殼1利用一固定法蘭結合固定，使圓筒狀火焰防阻元件2與圓筒狀外殼1間形成一個環狀通道，該環狀通道之一端為開放，另一端利用該圓筒狀火焰防阻元件2與該圓筒狀外殼1結合固定的固定法蘭114封閉。

以使用於3”ANSI-150#的氣體管線為例，說明本創作之爆炸防護型火焰防阻器的實施方式如下：

1.圓筒狀外殼1可以是由一外徑為6英寸長度為12英寸的圓管120利用ANSI-150#的6英寸固定法蘭104及ANSI-150#的6英寸固定法蘭114夾住固定，並利用3/4英寸直徑的螺栓130共8支及32個3/4英寸直徑的螺帽131、132、133、134鎖緊固定。

2.圓筒狀外殼1在ANSI-150#的6英寸的固定法蘭104上設有6英寸轉成3英寸的對焊大小頭102，將連接尺寸由ANSI-150#的6英寸固定法蘭104縮小到ANSI-150#的3英寸法蘭100的尺寸，在6英寸轉成3英寸的對焊大小頭102上設有1/2英寸口徑的溫度傳送器連接口103及1/2英寸口徑的壓力傳送器連接口107，使用時利用ANSI-150#的3英寸法蘭100、3英寸墊片101與管線連接，使氣體由3英寸的管道出入口105進出。

3.圓筒狀外殼1在ANSI-150#的6英寸固定法蘭114上設有6英寸轉成3英寸的對焊大小頭112，將連接尺寸由ANSI-150#的6英寸固定法蘭114縮小到ANSI-150#的3英寸法蘭110的尺寸，在6英寸轉成3英寸的對焊大小頭112上設有1/2英寸口徑的溫度傳送器連接口113及1/2英寸口徑的壓力傳送器連接口117，使用時利用ANSI-150#的3英寸法蘭110、3英寸墊片111與管線連接，使氣體由3英寸的管道出入口115進出。

4.ANSI-150#的6英寸的固定法蘭104與6英寸轉成3英寸的對焊大小頭102反側設有適合外徑為6英寸的圓管120之圓形溝槽106其內裝有墊片、ANSI-150#的6英寸的固定法蘭114與6英寸轉成3英寸的對焊大小頭112反側設有適合外徑為6英寸的圓管120之圓形溝槽116其內裝有墊片，外徑為6英寸的圓管120即裝設在ANSI-150#的6英寸的固定法蘭104之圓形溝槽106及ANSI-150#的6英寸的固定法蘭114之圓形溝槽116間，並利用8支3/4英寸直徑的螺栓130及32個螺帽131、132、133、134鎖緊固定。

5.ANSI-150#的6英寸的固定法蘭114並設有12個M8的內牙螺絲孔118，可以利用12支M8的螺栓268將圓筒狀火焰防阻元件2與圓筒狀外殼1經由ANSI-150#的6英寸的固定法蘭114連接固定。ANSI-150#的6英寸的固定法蘭114係採用ANSI-150#的6英寸的盲法蘭片加工製造而成。

6.應用於3英寸管線的圓筒狀火焰防阻元件2是由一外觀尺寸為4英寸的圓筒狀火焰阻隔桶210、外觀尺寸為3英寸的封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器250及外觀尺寸為3英寸的開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器260所組成。

7.其中，如圖-7所示，該外觀尺寸為4英寸的圓筒狀火焰阻隔桶210是由外觀尺寸為4英寸的外層多孔狀保護層212、外觀尺寸為3英寸的內層多孔狀保護層220、小端板230、大端板240及內部填充金屬粉體280形成一個圓筒狀的多孔體；該圓筒狀的多孔體為一多層結構，其局部放大10如圖-5所示：

(1)　外觀尺寸為4英寸的外層多孔狀保護層212之最外層是由孔徑為2 mm的金屬沖孔板213內部裝有50網目之鋼絲網214及30網目之鋼絲網215，外層多孔狀保護層212之最內層為另一孔徑為2 mm的金屬沖孔板216所構成。

(2)　外觀尺寸為3英寸的內層多孔狀保護層220之最外層是由孔徑為2 mm的金屬沖孔板223內部裝有50網目之鋼絲網224及30網目之鋼絲網225，內層多孔狀保護層220之最內層為另一孔徑為2 mm的金屬沖孔板226所構成。

(3)　在外層多孔狀保護層212及內層多孔狀保護層220所形成的圓柱狀中間空隙內部填充不規則形狀的金屬粉體280，且填充金屬粉體280的間隙小於氣體的MESG，使得金屬粉體280能提供極大的表面積吸收火焰的能量，達成熄焰之效果。金屬粉體280採用不銹鋼粉，其粒徑為40至50網目。

(4)　為了確保設備之安全，該圓筒狀火焰防阻元件2的圓筒狀火焰阻隔桶210，其利用外層多孔狀保護層212及內層多孔狀保護層220與所形成的圓柱狀中間空隙內部填充不規則形狀的金屬粉體280，必須在使用期間能確保其整體之最大流力孔徑(Hydraulic Diameter)為所使用之代表氣體的MESG最大實驗安全間隙之75%以下。以氫氣為例，其MESG為0.5 mm，亦即D_g,max=3δ/4=0.375 mm。

以上說明對本創作而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離申請專利範圍所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本創作的申請專利範圍可限定的範圍之內。

1．．．圓筒狀外殼

2．．．圓筒狀火焰防阻元件

10．．．局部放大

100．．．法蘭

101．．．墊片

102．．．大小頭

103．．．溫度傳送器連接口

104．．．固定法蘭

105．．．管道出入口

106．．．圓形溝槽

107．．．壓力傳送器連接口

110．．．法蘭

111．．．墊片

112．．．大小頭

113．．．溫度傳送器連接口

114．．．固定法蘭

115．．．管道出入口

116．．．圓形溝槽

117．．．壓力傳送器連接口

118．．．內牙螺絲孔

120．．．圓管

130．．．螺栓

131．．．螺帽

132．．．螺帽

133．．．螺帽

134．．．螺帽

210．．．圓筒狀火焰阻隔桶

212．．．外層多孔狀保護層

213．．．金屬沖孔板

214．．．鋼絲網

215．．．鋼絲網

216．．．金屬沖孔板

218．．．沖孔

220．．．內層多孔狀保護層

223．．．金屬沖孔板

224．．．鋼絲網

225．．．鋼絲網

226．．．金屬沖孔板

228．．．沖孔

230．．．小端板

231．．．內牙螺絲孔

232．．．內側圓形槽溝

233．．．外側圓形槽溝

240．．．大端板

241．．．螺絲孔

242．．．內側圓形槽溝

243．．．外側圓形槽溝

250．．．封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器

251．．．頂部開孔

252．．．側面開孔

253．．．盲法蘭

258．．．螺絲

260．．．開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器

261．．．頂部開孔

262．．．側面開孔

263．．．開孔法蘭

268．．．螺栓

280．．．金屬粉體

圖1為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的圓筒狀外殼立體圖

圖2為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的圓筒狀火焰防阻元件立體圖

圖3為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的正面剖視圖

圖4為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的圓筒狀火焰防阻元件剖面視圖

圖5為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的的圓筒狀火焰防阻元件之多層多孔體結構的局部放大圖

圖6為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的的圓筒狀火焰防阻元件立體剖面視圖

圖7為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的的剖面視圖

圖8為本創作之爆炸防護型火焰防阻器的的立體剖面視圖

1．．．圓筒狀外殼

2．．．圓筒狀火焰防阻元件

100．．．法蘭

101．．．墊片

102．．．大小頭

103．．．溫度傳送器連接口

104．．．固定法蘭

105．．．管道出入口

106．．．圓形溝槽

107．．．壓力傳送器連接口

110．．．法蘭

111．．．墊片

112．．．大小頭

113．．．溫度傳送器連接口

114．．．固定法蘭

115．．．管道出入口

116．．．圓形溝槽

117．．．壓力傳送器連接口

118．．．內牙螺絲孔

120．．．圓管

130．．．螺栓

131．．．螺帽

132．．．螺帽

133．．．螺帽

134．．．螺帽

210．．．圓筒狀火焰阻隔桶

212．．．外層多孔狀保護層

220．．．內層多孔狀保護層

230．．．小端板

231．．．內牙螺絲孔

232．．．內側圓形槽溝

233．．．外側圓形槽溝

240．．．大端板

241．．．螺絲孔

242．．．內側圓形槽溝

243．．．外側圓形槽溝

250．．．封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器

251．．．頂部開孔

252．．．側面開孔

253．．．盲法蘭

258．．．螺絲

260．．．開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器

261．．．頂部開孔

262．．．側面開孔

263．．．開孔法蘭

268．．．螺栓

280．．．金屬粉體

Claims (16)

1. 一種爆炸防護型火焰防阻器，包含有：一圓筒狀外殼，具有一圓管、利用兩片固定法蘭固定該圓管、在固定法蘭上有大小頭接到兩端的法蘭，利用該兩端的法蘭安裝在氣體管線上，一圓筒狀火焰防阻元件，是由一圓筒狀火焰阻隔桶、一封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器及一開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器所組成，該圓筒狀火焰阻隔桶是由外層多孔狀保護層、內層多孔狀保護層、兩片端板及內部填充金屬粉體所組成，該圓筒狀火焰阻隔桶的外層多孔狀保護層直徑小於該圓筒狀外殼的圓管內徑，該圓筒狀火焰阻隔桶的一端被封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器所封閉，該圓筒狀火焰防阻元件安裝於該圓筒狀外殼的內部，與該圓筒狀外殼利用一固定法蘭結合固定，使圓筒狀火焰防阻元件與圓筒狀外殼間形成一個環狀通道，該環狀通道之一端為開放，另一端利用該圓筒狀火焰防阻元件與該圓筒狀外殼結合固定的固定法蘭封閉。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中外層多孔狀保護層是由金屬沖孔板及鋼絲網所組成。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中內層多孔狀保護層是由金屬沖孔板及鋼絲網所組成。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器具有一盲法蘭、一頂部開孔及多數個側面開孔。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器具有一開孔法蘭、一頂部開孔及多數個側面開孔。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中圓筒狀火焰阻隔桶具有多數組螺栓可調節內部填充金屬粉體之充填密度。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中圓筒狀火焰阻隔桶之孔隙的流力孔徑小於氣體的MESG。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之爆炸防護型火焰防阻器，其中圓筒狀火焰阻隔桶之孔隙的流力孔徑小於氣體MESG的四分之三。
9. 一種安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，包含有：一圓筒狀火焰阻隔桶，一封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器及一開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器，該圓筒狀火焰阻隔桶，是由外層多孔狀保護層、內層多孔狀保護層、兩片端板及內部填充金屬粉體組成，該圓筒狀火焰阻隔桶的一端為封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器封閉，該圓筒狀火焰防阻元件安裝於該圓筒狀外殼的內部，與該圓筒狀外殼利用一固定法蘭結合固定，使圓筒狀火焰防阻元件與圓筒狀外殼間形成一個環狀通道，該環狀通道之一端為開放，另一端利用該圓筒狀火焰防阻元件與該圓筒狀外殼結合固定的固定法蘭封閉。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中外層多孔狀保護層是由金屬沖孔板及鋼絲網所組成。
11. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中內層多孔狀保護層是由金屬沖孔板及鋼絲網所組成。
12. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中封閉型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器具有一盲法蘭、一頂部開孔及多數個側面開孔。
13. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中開放型半圓球形爆炸衝擊波緩衝器具有一開孔法蘭、一頂部開孔及多數個側面開孔。
14. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中圓筒狀火焰阻隔桶具有多數組螺栓可調節內部填充金屬粉體之充填密度。
15. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中圓筒狀火焰阻隔桶之孔隙的流力孔徑小於氣體的MESG。
16. 依據申請專利範圍第9項所述之安裝於火焰防阻器圓筒狀外殼內部之圓筒狀火焰防阻元件，其中圓筒狀火焰阻隔桶之孔隙的流力孔徑小於氣體MESG的四分之三。