JP6980197B2 - Deceleration mechanism and frame arrester with deceleration mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、減速機構、及び減速機構付きフレームアレスタに関する。 The present invention relates to a deceleration mechanism and a frame arrester with a deceleration mechanism.
可燃性ガスを輸送する配管、可燃性液体を貯蔵するタンク等においては、何らかの原因により発火が生じると、配管内あるいはタンク内に火炎が伝播し、爆発や爆轟が生じる大事故を引き起こす可能性がある。 In piping that transports flammable gas, tanks that store flammable liquids, etc., if ignition occurs for some reason, the flame may propagate in the piping or tank, causing a major accident that causes an explosion or detonation. There is.
この危険性を防ぐ手段として、例えば、配管内を伝播する火炎を途中で消炎させるためのフレームアレスタがある。その原理は火炎を細分化して消滅させることにある。このため、一般的なフレームアレスタは、所定の軸寸法を有して構成されているとともに、波形を有する板金が渦巻き状に巻かれて構成されている。 As a means for preventing this danger, for example, there is a frame arrester for extinguishing a flame propagating in a pipe in the middle. The principle is to subdivide the flame and extinguish it. For this reason, a general frame arrester is configured to have a predetermined axial dimension, and is configured by spirally winding a corrugated sheet metal.
このようなフレームアレスタは、平常時においては可燃性ガスを通過させるが、火炎が発生した場合には、消炎性能を発揮することが要求される。従ってその設計には、消炎性能と圧力損失の二つを考慮する必要がある。 Such a frame arrester allows a flammable gas to pass through in normal times, but is required to exhibit flame-extinguishing performance when a flame is generated. Therefore, it is necessary to consider both flame extinguishing performance and pressure loss in the design.
しかしながら、所望の消炎性能を確保するためには、火炎を消滅させるための距離が必要であり、フレームアレスタの軸寸法を増加させることが考えられる。即ち、フレームアレスタが配管の軸方向に大型化するため、圧力損失が増加してしまう。圧力損失を減少させるために、フレームアレスタを配管の軸方向に小型化させることが考えられるが、そうすると所望の消炎性能を確保することができない。即ち、所望の消炎性能を確保しつつ、圧力損失の低減を図るのは困難だった。 However, in order to secure the desired flame extinguishing performance, a distance for extinguishing the flame is required, and it is conceivable to increase the shaft dimension of the frame arrester. That is, since the frame arrester becomes large in the axial direction of the pipe, the pressure loss increases. In order to reduce the pressure loss, it is conceivable to reduce the size of the frame arrester in the axial direction of the pipe, but if this is done, the desired flame extinguishing performance cannot be ensured. That is, it was difficult to reduce the pressure loss while ensuring the desired flame extinguishing performance.
本発明の目的は、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減との両立を図ることを目的とした減速機構、及び減速機構付きフレームアレスタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a deceleration mechanism for the purpose of ensuring desired flame extinguishing performance and reducing pressure loss, and a frame arrester with a deceleration mechanism.
本発明の減速機構は、可燃性の流体が流れる配管に設けられて当該配管内を伝播する火炎を消炎するためのフレームアレスタの前記配管の軸方向の少なくとも一方側に設けられて、この配管内を伝播する火炎伝播速度を減速させるための減速機構であって、前記配管の軸方向に連通するように構成され、その内面が、軸に対して傾斜した非平行面を複数有し、複数の前記非平行面が、前記軸方向に並んで設けられ、前記配管の軸方向に連通する第１連通部と第２連通部とを交互に備え、前記第１連通部が、前記非平行面から構成された１つの開口からなり、前記第２連通部が、前記開口より狭い貫通領域に、複数の貫通孔が穿たれてなることを特徴とする。 The deceleration mechanism of the present invention is provided in a pipe through which a flammable fluid flows, and is provided in at least one side of the pipe of the frame arrester for extinguishing a flame propagating in the pipe in the axial direction. A deceleration mechanism for decelerating the propagation speed of a flame propagating in a pipe, which is configured to communicate in the axial direction of the pipe, and has a plurality of non-parallel surfaces whose inner surface is inclined with respect to the axis. The non-parallel surfaces are provided side by side in the axial direction, and the first communication portion and the second communication portion that communicate with each other in the axial direction of the pipe are alternately provided, and the first communication portion is provided from the non-parallel surface. It is composed of one configured opening, and the second communication portion is characterized in that a plurality of through holes are formed in a penetration region narrower than the opening.
以上のような本発明によれば、その内面が、軸に非平行な非平行面を複数有し、複数の非平行面が、軸方向に並んで設けられている。ここで、配管内に火炎が発生した場合、火炎は流体の流れ方向に逆流するが、非平行面が設けられていることで、非平行面の面延在方向に沿って、中心軸Ｐから離れる方向に回り込む。非平行面が、軸方向に並んで設けられているから、火炎が、中心軸Ｐから離れる方向に回りこむ現象が繰り返される。このようにして、配管を伝播する火炎は、細分化されつつ抑制されて、火炎伝播速度が減速される。このように配管内を伝播する火炎伝播速度を減速させる減速機構を、フレームアレスタにおいて可燃性の流体の流れ方向の下流側（軸方向の一方側）に設けた場合には、フレームアレスタに到達する火炎は、火炎伝播速度が減速される。または、減速機構を、フレームアレスタにおいて流体の流れ方向の上流側（軸方向の他方側）に設けた場合には、フレームアレスタにより消炎されずに当該フレームアレスタを通過した火炎の火炎伝播速度が十分に減速される。このため、フレームアレスタを配管の軸方向に小型化した場合においても、圧力損失の低減を図りつつ、所望の消炎性能を確保することができる。従って、減速機構を、フレームアレスタにおいて可燃性の流体の流れ方向の少なくとも側に設けることで、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減との両立を図ることができる。 According to the present invention as described above, the inner surface thereof has a plurality of non-parallel surfaces that are non-parallel to the axis, and the plurality of non-parallel surfaces are provided side by side in the axial direction. Here, when a flame is generated in the pipe, the flame flows backward in the flow direction of the fluid, but since the non-parallel plane is provided, the flame is provided from the central axis P along the plane extending direction of the non-parallel plane. It wraps around in the direction of separation. Since the non-parallel planes are provided side by side in the axial direction, the phenomenon that the flame wraps around in the direction away from the central axis P is repeated. In this way, the flame propagating through the pipe is subdivided and suppressed, and the flame propagating speed is reduced. When the deceleration mechanism for reducing the flame propagation velocity propagating in the pipe is provided on the downstream side (one side in the axial direction) of the combustible fluid in the frame arrester, the frame arrester is reached. The flame propagation speed of the flame is reduced. Alternatively, when the deceleration mechanism is provided on the upstream side (the other side in the axial direction) of the fluid flow direction in the frame arrester, the flame propagation speed of the flame that has passed through the frame arrester without being extinguished by the frame arrester is sufficient. Is slowed down to. Therefore, even when the frame arrester is miniaturized in the axial direction of the pipe, the desired flame extinguishing performance can be ensured while reducing the pressure loss. Therefore, by providing the deceleration mechanism on at least the side in the flow direction of the flammable fluid in the frame arrester, it is possible to secure the desired flame extinguishing performance and reduce the pressure loss at the same time.
さらに、配管の軸方向に連通する第１連通部と第２連通部とを交互に備え、第１連通部が、1つの開口からなり、第２連通部が、開口より狭い貫通領域に、複数の貫通孔が穿たれてなる。このような構成によれば、非平行面を含みつつ１つの開口からなる体積が大きい第１連通部と、複数の貫通孔を有して構成された体積が小さい第２連通部とが、軸方向に交互に連続して形成されている。これにより、配管内を伝播する火炎は、大小の空間を繰り返し通過する。従って、配管内を伝播する火炎の火炎伝播速度が十分に減速させることができる。 Further, the first communication part and the second communication part that communicate with each other in the axial direction of the pipe are alternately provided, the first communication part is composed of one opening, and the second communication part is formed in a penetrating area narrower than the opening. The through hole is pierced. According to such a configuration, the first communication portion having a large volume consisting of one opening while including the non-parallel planes and the second communication portion having a plurality of through holes and having a small volume have a small volume. It is formed continuously in the direction alternately. As a result, the flame propagating in the pipe repeatedly passes through large and small spaces. Therefore, the flame propagation speed of the flame propagating in the pipe can be sufficiently reduced.
また、貫通領域における貫通孔の開口率が、２０%〜６０％の範囲内であることが好ましい。即ち、開口率が小さくなれば、圧力損失が増加してしまうので、開口率の上限は、４０％が好ましく、５０％がさらに好ましく、６０％がさらにより一層好ましい。逆に、開口率が大きくなれば、所望の減速性能を確保するのが困難となる為、開口率の下限は、２０％が好ましく、３０％がさらにより一層好ましい。 Further, the opening ratio of the through hole in the through region is preferably in the range of 20% to 60%. That is, if the aperture ratio becomes small, the pressure loss increases. Therefore, the upper limit of the aperture ratio is preferably 40%, more preferably 50%, and even more preferably 60%. On the contrary, if the aperture ratio becomes large, it becomes difficult to secure the desired deceleration performance. Therefore, the lower limit of the aperture ratio is preferably 20%, and even more preferably 30%.
また、本発明の減速機構では、各貫通孔は、内径が１ｍｍ〜１０ｍｍの平面視が円形状、または、円相当径が同一の多角形状、楕円形状あるいは不定形状であることが好ましい。このような構成によれば、配管内を伝播する火炎を、より一層、効率よく減速させることができる。 Further, in the deceleration mechanism of the present invention, it is preferable that each through hole has a circular shape in a plan view having an inner diameter of 1 mm to 10 mm, or a polygonal shape, an elliptical shape, or an indefinite shape having the same equivalent circle diameter. According to such a configuration, the flame propagating in the pipe can be decelerated more efficiently.
また、本発明の減速機構では、複数の前記非平行面は、それぞれ、当該非平行面と前記軸との成す角が略等しいことが好ましい。このような構成によれば、配管を伝播する火炎は、細分化されつつ抑制されて、火炎伝播速度が減速される。 Further, in the deceleration mechanism of the present invention, it is preferable that the angles formed by the non-parallel planes and the axes of the plurality of non-parallel planes are substantially equal to each other. According to such a configuration, the flame propagating in the pipe is subdivided and suppressed, and the flame propagating speed is reduced.
また、本発明の減速機構では、前記非平行面と前記軸との成す角が、略９０度であることが好ましい。このような構成によれば、非平行面を構成面とする空間の体積を十分な大きさにすることができるから、配管内を伝播する火炎の火炎伝播速度が、十分に減速される。 Further, in the deceleration mechanism of the present invention, it is preferable that the angle formed by the non-parallel plane and the axis is approximately 90 degrees. According to such a configuration, the volume of the space having the non-parallel plane as the constituent plane can be made sufficiently large, so that the flame propagation speed of the flame propagating in the pipe is sufficiently reduced.
一方、本発明の減速機構付きフレームアレスタは、前記減速機構と、前記配管内を伝播する火炎を消炎するためのフレームアレスタと、を備えたことを特徴とする。 On the other hand, the frame arrester with a deceleration mechanism of the present invention is characterized by including the deceleration mechanism and a frame arrester for extinguishing a flame propagating in the pipe.
以上のような本発明によれば、配管内を伝播する火炎伝播速度を減速させる減速機構を設けることで、配管内を伝播する火炎は火炎伝播速度が減速される。このため、フレームアレスタを配管の軸方向に小型化した場合においても、圧力損失の低減を図りつつ、所望の消炎性能を確保することができる。従って、減速機構を、フレームアレスタにおいて可燃性の流体の流れ方向の少なくとも側に設けることで、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減との両立を図ることができる。 According to the present invention as described above, the flame propagation speed of the flame propagating in the pipe is reduced by providing the deceleration mechanism for reducing the flame propagation speed propagating in the pipe. Therefore, even when the frame arrester is miniaturized in the axial direction of the pipe, the desired flame extinguishing performance can be ensured while reducing the pressure loss. Therefore, by providing the deceleration mechanism on at least the side in the flow direction of the flammable fluid in the frame arrester, it is possible to secure the desired flame extinguishing performance and reduce the pressure loss at the same time.
また、本発明の減速機構付きフレームアレスタは、前記減速機構が、前記フレームアレスタの可燃性の流体が流れる方向の両側に設けられていることが好ましい。このような構成によれば、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減との両立を十分に図ることができる。 Further, in the frame arrester with a deceleration mechanism of the present invention, it is preferable that the deceleration mechanism is provided on both sides in the direction in which the flammable fluid of the frame arrester flows. According to such a configuration, it is possible to sufficiently secure the desired anti-inflammatory performance and reduce the pressure loss.
本発明の減速機構及び、減速機構付きフレームアレスタによれば、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減との両立を図ることができる。 According to the deceleration mechanism and the frame arrester with the deceleration mechanism of the present invention, it is possible to achieve both the desired flame extinguishing performance and the reduction of pressure loss.
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る減速機構付きフレームアレスタを、図１、図２を参照して説明する。本実施形態の減速機構付きフレームアレスタ１は、図１に示すように、可燃性ガス（可燃性の流体）が流れる配管２と、この配管２に連通するフレームアレスタ３と、フレームアレスタ３に連通して設けられた減速機構４と、配管２、フレームアレスタ３、及び減速機構４の間に介在するリング状のガスケット６と、を有して構成されている。フレームアレスタ３は、何らかの原因により配管２内で発火が生じた際に、配管２内を可燃性ガスの流れに逆流して火炎伝播方向に伝播する火炎を消炎するための機構であり、減速機構４は、配管２内を伝播する火炎を減速させるための機構である。図１は、本発明の第１実施形態に係る減速機構付きフレームアレスタ１を示す断面図である。図１において、配管２、フレームアレスタ３の断面を示すハッチングは省略する。(First Embodiment)
Hereinafter, the frame arrester with a deceleration mechanism according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the
配管２は、一対のボディ２０、２１と、一対のボディ２０、２１を固定する固定部材７と、を有して構成されている。一対のボディ２０、２１は、軸方向に離間して設けられ、互いの間にフレームアレスタ３及び減速機構４を支持した状態で、固定部材７により固定されている。一対のボディ２０、２１のうち、流体の流れ方向の上流側に位置する一方を「上流側ボディ２０」と記し、下流側に位置する他方を「下流側ボディ２１」と記す。
The
上流側ボディ２０は、筒状の上流側ボディ本体２２と、上流側ボディ本体２２の流れ方向の下流側に位置する上流側フランジ２３と、を一体に有して構成されている。上流側ボディ本体２２は、外部と内部とが当該上流側ボディ本体２２の軸方向の両側に連通するように構成されているとともに、内径が、流れ方向の上流から下流に向かうにしたがって大きくなるように形成されている。
The
上流側フランジ２３には、固定部材７を構成するボルト７１を挿入するための一対の上流側ボルト孔２４が形成されている。一対の上流側ボルト孔２４は、上流側フランジ２３の径方向（軸に直交方向）に離間して設けられている。また、各上流側ボルト孔２４と、下流側ボディ２１の後述する下流側ボルト孔２５とは、軸方向に離間する位置にあり、これらの上流側ボルト孔２４及び下流側ボルト孔２５に、固定部材７のボルト７１が挿入される。上流側フランジ２３は、流れ方向の下流側に、上流側ボディ２０の軸に直交する直交面２３Ａを有している。この直交面２３Ａに、フレームアレスタ３の消炎素子フレーム３１が、ガスケット６を介して当接されている。
The
下流側ボディ２１は、筒状の下流側ボディ本体２６と、下流側ボディ本体２６の流れ方向の上流側に位置する下流側フランジ２７と、を一体に有して構成されている。下流側ボディ本体２６は、外部と内部とが当該下流側ボディ本体２６の軸方向の両側に連通するように構成されているとともに、流れ方向の上流側の端部から下流側の端部まで、内径寸法φ４が略一定となるように形成されている。下流側フランジ２７には、固定部材７を構成するボルト７１を挿入するための一対の下流側ボルト孔２５、２５が形成されている。一対の下流側ボルト孔２５、２５は、下流側フランジ２７の径方向（軸に直交方向）に離間して設けられている。また、下流側フランジ２７は、流れ方向の上流側に、下流側ボディ２１の軸に直交する直交面２７Ａを有している。この直交面２７Ａに、減速機構４の減速機構フレーム４１が、ガスケット６を介して当接されている。
The
固定部材７は、一対のボルト７１と、各ボルト７１の両端部に螺合される各一対のナット７２、７２と、を有して構成されている。ボルト７１は、減速機構付きフレームアレスタ１の組立て状態において、上流側ボルト孔２４及び下流側ボルト孔２５に挿入され、両端部に各ナット７２が螺合されている。こうして、ボルト７１、及び一対のナット７２、７２により、上流側ボディ２０、フレームアレスタ３、減速機構４、及び下流側ボディ２１は、流れ方向の上流側から、上流側ボディ２０、フレームアレスタ３、減速機構４、及び下流側ボディ２１の順で、互いに同軸に固定されている。
The fixing member 7 includes a pair of
フレームアレスタ３は、火炎を細分化して熱を奪い消炎するためのものであり、通気性のある消炎素子を有して構成されている。本実施形態では、フレームアレスタ３として、クリンプリボン（波板）構造の消炎素子３０が用いられている。なお、本実施形態では、クリンプリボン（波板）構造の消炎素子３０が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。フレームアレスタとして、火炎を細分化して熱を奪い消炎するための消炎素子を有して構成されていれば、如何なる形状や構造を有していてもよい。
The
フレームアレスタ３は、複数（図示例では２個）の消炎素子３０、３０と、２個の消炎素子３０、３０を収容するための筒状の消炎素子フレーム３１と、当該消炎素子３０、３０を位置決めするための消炎素子スペーサ３２と、を有して構成されている。なお、本実施形態では、フレームアレスタ３は、２個の消炎素子３０、３０を備えて構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。フレームアレスタは、１個以上の消炎素子３０を備えて構成されていればよい。
The
２個の消炎素子３０、３０は、略同一構成や略同一機能を有して構成されている。各消炎素子３０は、板厚方向に凹凸形状を有し、凹凸形状が板延在方向に並んで設けられた板金を渦巻き状に巻くことで形成されたものであり、配管２の軸方向に厚みを有する円盤状に設けられている。各消炎素子３０は、配管２の軸方向に可燃性ガスが通気するように、軸方向の外部と内部とが連通して設けられているとともに、配管２の中心軸Ｐと同軸に設けられている。
The two
消炎素子フレーム３１は、配管２の軸方向に外部と内部とが連通するように当該軸方向の両端に開口を有する筒状に構成されている。
The flame
消炎素子フレーム３１は、上流側ボディ２０の下流側開口部２０ａの内径寸法φ１以下の第１内径寸法φ２を有する第１消炎空間３３と、第１内径寸法φ２より大きいとともに消炎素子３０の外径寸法と略等しい第２内径寸法φ３を有する第２消炎空間３４と、第２内径寸法φ３より大きいとともに減速機構４の減速機構フレーム４１の外径寸法と略等しい第３内径寸法φ５を有する第３消炎空間３５と、を有して構成されている。消炎素子フレーム３１には、流れ方向の上流側から、第１消炎空間３３、第２消炎空間３４、第３消炎空間３５の順で設けられている。
The flame
第２消炎空間３４は、２個の消炎素子３０、３０及び、消炎素子スペーサ３２を収容可能に構成されている。また、第２消炎空間３４の軸寸法は、２個の消炎素子３０、３０及び、消炎素子スペーサ３２が収容された状態で、第３消炎空間３５との間に隙間が形成されるような寸法に形成されている。また、第２消炎空間３４の周面には、その上流側端部から消炎素子２つ分の軸寸法だけ離間した位置から、下流側端部まで、消炎素子スペーサ３２が螺合可能なようにねじが切られている。
The second flame-extinguishing
第３消炎空間３５は、ガスケット６及び、減速機構４の（後述する）減速機構フレーム４１の上流側開口部４１Ａを収容可能に構成されている。
The third
消炎素子スペーサ３２は、配管２の軸方向に厚みを有する円盤状に設けられている。消炎素子スペーサ３２は、配管２の軸方向に可燃性ガスが通気するように、その軸方向の外部と内部とが連通して設けられている。また、消炎素子スペーサ３２は、消炎素子フレーム３１の第２消炎空間３４の周面において、ねじ切られた部分に螺合可能なように構成されている。そして、消炎素子スペーサ３２は、消炎素子フレーム３１の第２消炎空間３４に２個の消炎素子３０、３０が収容された状態で、第２消炎空間３４の周面において、ねじ切られた部分に螺合されている。消炎素子スペーサ３２により、２個の消炎素子３０、３０は、第２消炎空間３４における所定の位置に固定される。消炎素子スペーサ３２が第２消炎空間３４の周面に螺合した状態で、消炎素子スペーサ３２と、第３消炎空間３５との軸方向の間は、何れの部材も収容されない空間となっている。
The flame extinguishing
なお、本実施形態では、第２消炎空間３４の軸寸法は、２個の消炎素子３０、３０及び、消炎素子スペーサ３２が収容された状態で、第３消炎空間３５との間に何れの部材も収容されない空間Ｓが形成されるような寸法に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第２消炎空間３４の軸寸法は、２個の消炎素子３０、３０及び、消炎素子スペーサ３２が収容された状態で、第３消炎空間３５との間に空間Ｓが形成されないような寸法に形成されていてもよい。即ち、第２消炎空間３４の軸寸法は、２個の消炎素子３０、３０及び、消炎素子スペーサ３２の軸寸法と略等しい寸法となるように形成されていてもよい。
In the present embodiment, the axial dimension of the second flame-extinguishing
このようなフレームアレスタ３は、消炎素子フレーム３１の下流側開口部３１Ｂから、第３消炎空間３５を通過して第２消炎空間３４に２個の消炎素子３０、３０を挿入し、消炎素子スペーサ３２を、第２消炎空間３４の周面において、ねじ切られた部分に螺合する。こうしてフレームアレスタ３を組み立てる。このような組立て状態のフレームアレスタ３にあっては、消炎素子フレーム３１の上流側開口部３１Ａは、上流側ボディ２０の上流側フランジ２３の直交面２３Ａに、ガスケット６を挟んで当接されることで、上流側ボディ２０に支持され、消炎素子フレーム３１の下流側開口部３１Ｂは、第３消炎空間３５に、ガスケット６及び、減速機構４の減速機構フレーム４１の流れ方向の上流側開口部４１Ａが挿入されることで、減速機構４に支持される。フレームアレスタ３が、上流側ボディ２０と減速機構４との間で支持された状態で、消炎素子３０、消炎素子フレーム３１、及び消炎素子スペーサ３２は、配管２の中心軸Ｐと同軸に固定されている。
In such a
なお、本実施形態において、２個の消炎素子３０、３０及び消炎素子スペーサ３２と、消炎素子フレーム３１との固定は、消炎素子フレーム３１に対して、消炎素子スペーサ３２を直接螺合することにより成立させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。２個の消炎素子３０、３０及び消炎素子スペーサ３２と、消炎素子フレーム３１との固定を、例えば、ボルト等の固定部材を用いて成立させてもよく、これとは別の公知の固定方法を用いて行ってもよい。さらに、フレームアレスタ３と減速機構４とをガスケットを介して密接させた状態で、上流側ボディ２０の上流側フランジ２３と下流側ボディ２１の下流側フランジ２７とで挟み込み、一対のボルト７１で締め付けることで、消炎素子３０、３０が固定される構成であってもよい。
In the present embodiment, the two flame-extinguishing
減速機構４は、図１に示すように、複数（図示例では４個）のオリフィス部材１５（部材）と、４個のオリフィス部材１５を収容するための筒状の減速機構フレーム４１と、４個のオリフィス部材１５を位置決めするオリフィススペーサ４２と、を有して構成されている。減速機構４は、本実施形態では、フレームアレスタ３の流れ方向の下流側に隣接する位置に設けられている。なお、本実施形態では、減速機構４は、４個のオリフィス部材１５を備えて構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。減速機構は、１個以上のオリフィス部材（部材）を備えて構成されていればよい。
As shown in FIG. 1, the
４個のオリフィス部材１５は、図１に示すように、略同一構成や略同一機能を有して構成されている。４個のオリフィス部材１５は、組立て前の状態では、互いに別体に構成されている。各オリフィス部材１５は、軸方向に厚みを有する円盤状に設けられている。各オリフィス部材１５は、軸方向に可燃性ガスが通気するように、各オリフィス部材１５の軸方向の外部と内部とが連通して設けられているとともに、配管２の中心軸Ｐと同軸に設けられている。
As shown in FIG. 1, the four
各オリフィス部材１５は、図２に示すように、減速機構フレーム４１における第１減速空間４３を構成する周面に接触する円筒面である外周面５Ａを有し、外径寸法φ６を有する円盤状に形成されている。また、各オリフィス部材１５は、図１に示すように、可燃性ガスを通過させるための第１オリフィス空間５０Ａ（第１連通部）と、第１オリフィス空間５０Ａの流れ方向の下流側に設けられて、第１オリフィス空間５０Ａに連続する第２オリフィス空間１５０Ｂ（第２連通部）と、を有している。また、本実施形態において、第１オリフィス空間５０Ａの軸寸法Ｌ１と、及び第２オリフィス空間１５０Ｂの軸寸法Ｌ２は、略等しい寸法となるように形成されているとともに、軸寸法Ｌ１、Ｌ２は３０ｍｍ程度となるように形成されている。また、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７が１５０ｍｍ程度となるように形成されている。また、第１オリフィス空間５０Ａの体積は、第２オリフィス空間１５０Ｂの体積よりも大きくなるように形成されている。４個のオリフィス部材１５は、組立て状態で、流れ方向の上方側から、第１オリフィス空間５０Ａと第２オリフィス空間１５０Ｂとが、交互に繰り返されるように、並んで設けられている。
As shown in FIG. 2, each
このようなオリフィス部材１５は、図１に示すように、組立て状態で、可燃性ガスを通過させる内面４０の一部（オリフィス内面４Ａ）を構成する。オリフィス内面４Ａは、第１オリフィス空間５０Ａと第２オリフィス空間１５０Ｂとの境界に位置するとともに軸に直交する直交面５Ｂ、５Ｃ（非平行面）と、直交面５Ｃの外縁ｂから軸と平行に延在する上流側内周面５Ｄと、直交面５Ｂ、５Ｃ間に位置するとともに内縁ａから軸と平行に延在する貫通部５Ｅの各貫通孔１５０と、を有し、これらが、流れ方向の上方側から、上流側内周面５Ｄ、直交面５Ｃ、貫通部５Ｅ、直交面５Ｂの順で連続されるとともに、繰り返し設けられることで構成されている。また、各オリフィス部材１５において、第１オリフィス空間５０Ａは、上流側内周面５Ｄの内側に位置する空間であり、第２オリフィス空間１５０Ｂは、貫通部５Ｅの内側に位置する空間である。第２オリフィス空間１５０Ｂは、貫通部５Ｅに形成された複数（３７個）の貫通孔１５０から構成されている。以下では、貫通部５Ｅにおいて、中心軸Ｐ（軸）に直交する方向から見た領域を、貫通領域Ｔと記す。本実施形態において、貫通領域Ｔは、図２（Ｂ）中の一点鎖線で示すように、円形状となるように形成されている。貫通部５Ｅ（貫通領域Ｔ）の内径寸法φ８は２０ｍｍ程度となるように形成されている。また、各貫通孔１５０は、図２（Ｂ）に示すように、オリフィス部材１５の軸に直交する断面が円形状となるように形成されている。また、本実施形態では、各貫通孔１５０は、内径寸法φ１０が２ｍｍ程度となるように形成されている。貫通孔１５０は、貫通部５Ｅ（貫通領域Ｔ）に３７個形成されている。
As shown in FIG. 1, such an
また、本実施形態において各貫通孔１５０は、内径寸法φ１０が２ｍｍ程度となるように形成されているが、本発明はこれに限定されない。各貫通孔１５０の内径寸法φ１０が２ｍｍ以下であってもよい。また、各貫通孔１５０の内径寸法φ１０が１ｍｍ以上であればよい。また、各貫通孔１５０は内径寸法φ１０が２ｍｍ以上であってもよい。また、各貫通孔１５０は内径寸法φ１０が５ｍｍ以上であってもよく、８ｍｍ以上であってもよい。各貫通孔１５０の内径寸法φ１０は１０ｍｍ以下であればよい。
Further, in the present embodiment, each through
各オリフィス部材１５の直交面５Ｃは、オリフィス部材１５の中心軸Ｐに対して略直交して設けられている。即ち、各オリフィス部材１５の直交面５Ｃは、オリフィス部材１５の中心軸Ｐに非平行な面（平面）である。各オリフィス部材１５の上流側内周面５Ｄは、オリフィス部材１５の中心軸Ｐを軸とする開口（円筒面）を有して構成されている。各オリフィス部材１５の上流側内周面５Ｄは、オリフィス部材１５の中心軸Ｐに平行な面（曲面）から構成されている。また、図１、図２に示すように、各オリフィス部材１５の貫通部５Ｅの内径寸法φ８（図２に示す）と、下流側ボディ２１の内径寸法φ４（図１に示す）は、略等しい寸法となるように形成されている。なお、本実施形態において、「中心軸Ｐに平行な面（曲面）」とは、当該面の軸方向の何れの位置においても、中心軸Ｐからの距離が略等しい面のことであり、「中心軸Ｐに非平行な面（平面）」とは、中心軸Ｐに対して所定の角度を有する面のことである。
The
本実施形態では、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７は１５０ｍｍ程度となるように規定しているが、本発明はこれに限定されない。内径寸法φ７として、１００ｍｍ以下であっても構わない。内径寸法φ７として、略１００ｍｍ以下であってもよく、８０ｍｍ以下であってもよい。また、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７は、６０ｍｍ以上であればよい。また、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７は、１００ｍｍ以上であっても構わない。内径寸法φ７として、１００ｍｍ以上であってもよく、２００ｍｍ以上であってもよい。第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７は、略３００ｍｍ以下であればよい。
In the present embodiment, the inner diameter dimension φ7 of the
また、本実施形態では、各オリフィス部材１５の軸寸法Ｌ１、Ｌ２は、３０ｍｍ程度となるように規定しているが、本発明はこれに限定されない。軸寸法Ｌ１、Ｌ２として、３０ｍｍ以下であっても構わない。軸寸法Ｌ１、Ｌ２として、２０ｍｍ以下であってもよく、１０ｍｍ以下であってもよく、５ｍｍ以下であってもよい。各オリフィス部材１５の軸寸法Ｌ１、Ｌ２は、略２ｍｍ以上であればよい。
Further, in the present embodiment, the axial dimensions L1 and L2 of each
減速機構フレーム４１は、図１に示すように、上流側ボディ２０及び下流側ボディ２１の軸方向に外部と内部とが連通するように軸方向の両端に開口部４１Ａ、４１Ｂを有する筒状に構成されている。減速機構フレーム４１の開口部４１Ａ、４１Ｂのうち、流体の流れ方向の上流側に位置する一方を「上流側開口部４１Ａ」と記し、下流側に位置する他方を「下流側開口部４１Ｂ」と記す。
As shown in FIG. 1, the speed
減速機構フレーム４１は、図１、図２に示すように、各オリフィス部材１５の外径寸法φ６（図２に示す）と略等しい内径寸法を有する第１減速空間４３と、第１減速空間４３の内径寸法より小さい第５内径寸法φ９を有する第２減速空間４４と、を有して構成されている。第１減速空間４３は、第２減速空間４４の流れ方向の上流側に設けられている。第２減速空間４４を構成する内周面４４Ａは、各オリフィス部材１５の中心軸Ｐと平行な曲面から構成されている。第２減速空間４４を構成する内周面４４Ａ、及び各オリフィス部材１５の上流側内周面５Ｄは、減速機構フレーム４１及び各オリフィス部材１５の中心軸Ｐから当該各内周面４４Ａ、５Ｄまでの距離Ｄ１が略等しい距離となるように形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第１減速空間４３は、４個のオリフィス部材１５及び、オリフィススペーサ４２を収容可能に構成されている。また、第１減速空間４３の軸寸法は、４個のオリフィス部材１５及び、オリフィススペーサ４２が収容された状態で、減速機構フレーム４１の上流側開口部４１Ａとの間に隙間が形成されるような寸法に形成されている。また、第１減速空間４３の周面において、その下流側開口部４１Ｂからオリフィス部材１５、４個分の軸寸法だけ離間した位置から、上流側開口部４１Ａまで、オリフィススペーサ４２が螺合可能なようにねじが切られている。
The
オリフィススペーサ４２は、図２に示すように、配管２の軸方向に厚みを有する円盤状に設けられている。オリフィススペーサ４２は、配管２の軸方向に可燃性ガスが通気するように、その軸方向の外部と内部とが連通して設けられている。
As shown in FIG. 2, the
オリフィススペーサ４２は、互いに対向する上流側直交面４２Ａ及び下流側直交面４２Ｃと、上流側直交面４２Ａ及び下流側直交面４２Ｃの各内縁ａに連続される内周面４２Ｂと、を有して構成されている。上流側直交面４２Ａ及び下流側直交面４２Ｃは、オリフィススペーサ４２の軸に直交して設けられ、内周面４２Ｂは、当該軸に平行に設けられている。オリフィススペーサ４２の中心軸Ｐから内周面４２Ｂまでの距離Ｄ２、及び各オリフィス部材１５の貫通部５Ｅ（貫通領域Ｔ）から内縁ａまでの距離Ｄ２は略等しい距離となるように形成されている。
The
このようなオリフィススペーサ４２は、減速機構フレーム４１の第１減速空間４３の周面において、ねじ切られた部分に螺合可能なように構成されている。そして、オリフィススペーサ４２は、減速機構フレーム４１の第１減速空間４３に４個のオリフィス部材１５が収容された状態で、第１減速空間４３の周面において、ねじ切られた部分に螺合されている。オリフィススペーサ４２により、４個のオリフィス部材１５は、第１減速空間４３における所定の位置に固定される。
Such an
また、オリフィススペーサ４２は、図１に示すように、組立て状態で、減速機構４において、可燃性ガスを通過させる内面４０の一部（スペーサ内面４Ｂ）を構成する。スペーサ内面４Ｂは、組立て状態で最も上流側に位置するオリフィス部材５２（１５）の上流側内周面５Ｄに連続される下流側直交面４２Ｃと、下流側直交面４２Ｃの内縁ａから軸と平行に延在する内周面４２Ｂと、内周面４２Ｂの上縁に連続されるとともに、軸に直交する上流側直交面４２Ａと、を有して構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
このような減速機構４は、減速機構フレーム４１の上流側開口部４１Ａから、第１減速空間４３に４個のオリフィス部材１５を挿入し、この状態で、オリフィススペーサ４２を第１減速空間４３の周面に螺合させる。こうして、４個のオリフィス部材１５及びオリフィススペーサ４２を、減速機構フレーム４１に固定する。
In such a
なお、本実施形態において、４個のオリフィス部材１５及びオリフィススペーサ４２と、減速機構フレーム４１との固定は、減速機構フレーム４１に対して、オリフィススペーサ４２を直接螺合することにより成立させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。４個のオリフィス部材１５及びオリフィススペーサ４２と、減速機構フレーム４１との固定を、例えば、ボルト等の固定部材を用いて成立させてもよく、これとは別の公知の固定方法を用いて行ってもよい。さらに、フレームアレスタ３と減速機構４とをガスケットを介して密接させた状態で、上流側ボディ２０の上流側フランジ２３と下流側ボディ２１の下流側フランジ２７とで挟み込み、一対のボルト７１で締め付けることで、オリフィス部材１５が固定される構成であってもよい。
In this embodiment, the four
オリフィススペーサ４２が第１減速空間４３の周面に螺合した状態で、オリフィススペーサ４２の螺合位置と、減速機構フレーム４１の上流側開口部４１Ａとの間は、何れの部材も収容されない空間となっている。即ち、減速機構４の組立て状態で、オリフィススペーサ４２の螺合位置と、減速機構フレーム４１の上流側開口部４１Ａとの間（空間）は、減速機構フレーム４１の第１減速空間４３の周面のうち上流側の一部４３Ａから構成されている。この上流側の一部４３Ａは、オリフィススペーサ４２の上流側直交面４２Ａに連続されて、減速機構４の内面４０の一部を構成する。
With the
なお、本実施形態では、減速機構フレーム４１の第１減速空間４３の周面のうち上流側の一部４３Ａは、何れの部材も収容されない空間が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。減速機構フレーム４１の第１減速空間４３の周面のうち上流側の一部４３Ａにある空間はなくてもよい。即ち、第１減速空間４３の軸寸法は、４個のオリフィス部材１５及びオリフィススペーサ４２の軸寸法と略等しい寸法となるように形成されていてもよい。
In the present embodiment, a
また、オリフィススペーサ４２が第１減速空間４３の周面に螺合した状態で、最も下流側に位置するオリフィス部材５１（１５）と、減速機構フレーム４１の下流側開口部４１Ｂとの間は、何れの部材も収容されない空間（第２減速空間４４）となっている。即ち、第２減速空間４４は、当該空間４４を構成する内周面４４Ａから構成されている。当該内周面４４Ａは、最も下流側に位置するオリフィス部材５１の直交面５Ｂに連続されて、減速機構の内面４０の一部を構成する。
Further, in a state where the
こうして、減速機構フレーム４１の周面の一部４３Ａ、スペーサ内面４Ｂ、オリフィス内面４Ａ、及び減速機構フレーム４１の内周面４４Ａ、を有する内面４０を有する減速機構４を組み立てる。
In this way, the
減速機構４の組立て状態では、各オリフィス部材１５の直交面５Ｂ、５Ｃ、及びオリフィススペーサ４２の下流側直交面４２Ｃが、「非平行面」として機能する。以下では、各オリフィス部材１５の直交面５Ｂ、５Ｃ、及びオリフィススペーサ４２の下流側直交面４２Ｃを総称して「非平行面」と記す場合がある。
In the assembled state of the
次に、減速機構付きフレームアレスタ１を組み立てる手順について説明する。
Next, a procedure for assembling the
フレームアレスタ３及び減速機構４は、それぞれ、予め組み立てられている。フレームアレスタ３は、消炎素子フレーム３１の上流側開口部３１Ａを、上流側ボディ２０の上流側フランジ２３の直交面２３Ａに、ガスケット６を挟んで当接させ、消炎素子フレーム３１の下流側開口部３１Ｂを、第３消炎空間３５に挿入する。また、減速機構４は、減速機構フレーム４１の下流側開口部４１Ｂを、下流側ボディ２１の下流側フランジ２７の直交面２７Ａに、ガスケット６を挟んで当接させる。この状態で、上流側ボディ２０及び下流側ボディ２１の各ボルト孔２４、２５にボルト７１を挿入し、ボルト７１の両端に各ナット７２を螺合する。こうして、上流側ボディ２０及び下流側ボディ２１から構成された配管２、フレームアレスタ３、及び減速機構４が、配管２の中心軸Ｐと同軸に設けられた減速機構付きフレームアレスタ１を組み立てる。
The
このような減速機構付きフレームアレスタ１によれば、その内面４Ａ、４Ｂ、４３Ａ、４４Ａが、軸に非平行な非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃを複数有し、複数の非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃが、軸方向に並んで設けられている。ここで、配管２内に火炎が発生した場合、火炎は流体の流れ方向に順流又は、逆流するが、非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃが設けられていることで、非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃの面延在方向（配管２の径方向）に沿って、中心軸Ｐから離れる方向に回り込む。非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃが、軸方向に並んで設けられているから、火炎が、中心軸Ｐから離れる方向に回りこむ現象が繰り返される。このようにして、配管２を伝播する火炎は、回り込む現象が繰り返されることにより、火炎が減速される。このように配管２内を伝播する火炎を減速させる減速機構４を、フレームアレスタ３において可燃性の流体の流れ方向側（軸方向の一方側）に設けることで、フレームアレスタ３に到達する火炎は減速される。このため、フレームアレスタ３を配管２の軸方向に小型化した場合においても、圧力損失の低減と流量確保を図りつつ、所望の消炎性能を確保することができる。さらに、このような減速機構４を、フレームアレスタ３の可燃性の流体の流れ方向の少なくとも一方側に設けることにより、フレームアレスタ３を配管２の径方向に小型化することができ、この場合においても、圧力損失の低減と流量確保を図りつつ、所望の消炎性能を確保することができる。従って、減速機構４を、フレームアレスタ３において可燃性の流体の流れ方向の少なくとも一方側に設けることで、所望の消炎性能の確保と、圧力損失の低減（流量の確保）との両立を図ることができる。
According to the
さらに、配管２の軸方向に連通する第１オリフィス空間５０Ａ（第１連通部）と第２オリフィス空間１５０Ｂ（第２連通部）とを交互に備え、第１オリフィス空間５０Ａが、１つの開口からなり、第２オリフィス空間１５０Ｂが、開口より狭い貫通領域Ｔに、複数（３７個）の貫通孔１５０が穿たれてなる。このような構成によれば、非平行面５Ｂ、５Ｃを含みつつ１つの開口からなる体積が大きい第１オリフィス空間５０Ａと、複数（３７個）の貫通孔１５０を有して構成された体積が小さい第２オリフィス空間１５０Ｂとが、軸方向に交互に連続して形成されている。これにより、配管２内を伝播する火炎は、大小の空間を繰り返し通過する。従って、配管２内を伝播する火炎の火炎伝播速度が十分に減速させることができる。
Further, a
また、貫通領域Ｔにおける貫通孔１５０の開口率が、２０%〜６０％の範囲内であることが好ましい。即ち、開口率が大きくなれば、圧力損失が増加してしまうので、開口率の上限は、６０％が好ましく、５０％がさらに好ましく、４０％がさらにより一層好ましい。逆に、開口率が小さくなれば、所望の減速性能を確保するのが困難となる為、開口率の下限は、２０％が好ましく、３０％がさらにより一層好ましい。
Further, it is preferable that the aperture ratio of the through
また、本発明の減速機構４では、各貫通孔１５０は、内径が１ｍｍ〜１０ｍｍの平面視が円形状、または、円相当径が同一の多角形状、楕円形状あるいは不定形状であることが好ましい。このような構成によれば、配管２内を伝播する火炎を、より一層、効率よく減速させることができる。
Further, in the
次に、本発明の発明者らは、数多くの実験乃至シミュレーションを行った結果、貫通部５Ｅにおける開口率の適切な範囲を見出した。即ち、開口率は、２０％〜６０％が好ましい。開口率が小さくなれば、圧力損失が増加してしまうので、開口率の上限は、４０％が好ましく、５０％がさらに好ましく、６０％がさらにより一層好ましい。逆に、開口率が大きくなれば、所望の減速性能を確保するのが困難となる為、開口率の下限は、２０％が好ましく、３０％がさらにより一層好ましい。
Next, the inventors of the present invention have found an appropriate range of the aperture ratio in the
また、本発明の減速機構４では、各貫通孔１５０は、内径が１ｍｍ〜１０ｍｍの平面視が円形状である。このような構成によれば、配管２内を伝播する火炎を、より一層、効率よく減速させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の減速機構４では、複数の非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃは、それぞれ、当該非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃと中心軸Ｐ（軸）との成す角が略等しくなるように形成されている。このような構成によれば、配管２を伝播する火炎は、回り込む現象が繰り返されることにより、火炎を減速させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の減速機構４では、非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃと中心軸Ｐ（軸）との成す角が、略９０度となるように形成されている。このような構成によれば、非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃを構成面とする空間の体積を十分な大きさにすることができるから、配管２内を伝播する火炎を、十分に減速させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の減速機構４は、配管２の軸方向に連通する複数のオリフィス部材１５（部材）を有して構成され、複数のオリフィス部材１５（部材）が、それぞれ、非平行面５Ｂ、５Ｃ、４２Ｃを少なくとも２つ有していることが好ましい。このような構成によれば、求められる性能に応じて、部材の個数を変更することができる。従って、汎用性が高いものとすることができる。
Further, the
本発明の発明者らが行った数多くの実験乃至シミュレーションのうちの一部について、以下説明する。本実施形態の減速機構付きフレームアレスタ１において、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７を３０〜６０ｍｍの範囲で適宜設定し、貫通部５Ｅの内径寸法φ８を２０ｍｍとなるように設定し、各オリフィス部材１５の軸寸法Ｌ１を７〜４２ｍｍの範囲で適宜設定し、各貫通孔１５０は直径２ｍｍとして、貫通部５Ｅに貫通孔１５０を３７個形成した。このため、貫通部５Ｅにおける開口率は３７％となっている。
Some of the numerous experiments or simulations performed by the inventors of the present invention will be described below. In the
減速機構４を構成するオリフィス部材１５の枚数を１〜１５、２０の範囲で適宜設定して、火炎伝播速度を計測した。結果を図３の丸印に記す。オリフィス部材１５の枚数（ｎ）を、１〜１５、２０の各枚数に設定し、各枚数で３回ずつ取得した。オリフィス部材１５の枚数（ｎ）が、５、１０、１５の場合のみ、５回ずつ取得した。
The number of
図３において、縦軸は、火炎速度（Flame velocity）［ｍ/ｓ］であり、横軸は、オリフィス部材の枚数（Number of Orifice：ｎ）である。第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７を６０ｍｍに設定し、各オリフィス部材１５の軸寸法Ｌ１を１４ｍｍに設定し、貫通部５Ｅの内径寸法φ８を２０ｍｍとなるように設定し、貫通部５Ｅにおける開口率は３７％となるように設定した際に、火炎伝播速度が減速することが確認された。
In FIG. 3, the vertical axis is the flame velocity [m / s], and the horizontal axis is the number of Orifice members (Number of Orifice: n). The inner diameter dimension φ7 of the
減速機構４を構成するオリフィス部材１５の枚数が、ｎ≧８のとき、オリフィス部材１５の枚数（ｎ）の変化による火炎伝播速度への影響の差異がほぼ見られない。なお、オリフィス部材１５の枚数が、ｎ≧８のとき、オリフィス部材１５の枚数が増えるにしたがって、火炎伝播速度が、より一層減速することが確認された。
When the number of
また、本発明の発明者らは、本実施形態の減速機構付きフレームアレスタ１において、第１オリフィス空間５０Ａの内径寸法φ７を３０〜６０ｍｍの範囲で適宜設定し、貫通部５Ｅの内径寸法φ８を２０ｍｍとなるように設定し、各オリフィス部材１５の軸寸法Ｌ１を７〜４２ｍｍの範囲で適宜設定し、各貫通孔１５０は直径２ｍｍとして、貫通部５Ｅに貫通孔１５０を５８個形成した。このため、貫通部５Ｅにおける開口率が５８％となるようにし、減速機構４を構成するオリフィス部材１５の枚数を１〜２０の範囲で適宜設定して、火炎伝播速度を計測した。結果を図３の×印に記す。オリフィス部材１５の枚数（ｎ）を、１〜２０の各枚数に設定し、各枚数で２回ずつ取得した。なお、結果にばらつきが出ると予想した条件では数発追加して取得した。
Further, the inventors of the present invention appropriately set the inner diameter dimension φ7 of the
貫通部５Ｅにおける開口率が５８％となるように設定した際に、火炎伝播速度が減速することが確認された。また、減速機構４を構成するオリフィス部材１５の枚数が、ｎ≧４のとき、枚数が増加するにしたがって、火炎伝播速度が緩やかに減速することが確認された。また、開口率が３７％となるようにした場合と開口率が５８％となるようにした場合を比較すると、オリフィス部材１５の枚数が少ない条件では、開口率が３７％となるようにした方が効果的であり、オリフィス部材１５の枚数がｎ≧５のとき、火炎伝播速度の減速に差は見られないことが確認された。
It was confirmed that the flame propagation speed was reduced when the aperture ratio in the penetrating
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形例も本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiment, but includes other configurations that can achieve the object of the present invention, and modifications as shown below are also included in the present invention.
また、上述した第１実施形態では、減速機構４の組立て状態で、４個のオリフィス部材１５は、流れ方向の上方側から、第１オリフィス空間５０Ａと第２オリフィス空間１５０Ｂとが、交互に繰り返されるように並んで設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。４個のオリフィス部材１５は、流れ方向の上方側から、第２オリフィス空間１５０Ｂと第１オリフィス空間５０Ａとが、交互に繰り返されるように並んで設けられるように、減速機構４は、軸方向の一端と他端とを反転して用いてもよい。
Further, in the first embodiment described above, in the assembled state of the
また、上述した第１実施形態では、減速機構４は、フレームアレスタ３の流れ方向の下流側に隣接する位置に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。減速機構４は、図４に示すように、フレームアレスタ３の両側に当該フレームアレスタ３に隣接して設けられていてもよい。即ち、図４に示すように、減速機構付きフレームアレスタ１０は、可燃性ガス（可燃性の流体）が流れる配管２と、この配管２に連通するフレームアレスタ３と、フレームアレスタ３の両側に、当該フレームアレスタ３に連通して設けられた一対の減速機構４、４と、配管２、フレームアレスタ３、及び減速機構４の間に介在するリング状のガスケット６と、を有して構成されていてもよい。また、減速機構４は、フレームアレスタ３の流れ方向の下流側に設けられていてもよい。また、減速機構４と、フレームアレスタ３とは、隣接する位置になくともよい。即ち、減速機構４と、フレームアレスタ３との間には、他の部材が設けられていてもよい。図４は、図１に示された減速機構付きフレームアレスタ１の変形例を示す断面図である。なお、図４において、第１実施形態と略同一機能や略同一構成を有する部材には、同一符号を付して、説明を省略する。このような構成によれば、所望の消炎性能を十分に確保しつつ、圧力損失の低減を図ることができる。
Further, in the first embodiment described above, the
また、各オリフィス部材１５´において、第１オリフィス空間５０Ａは、上流側内周面５Ｄの内側に位置する空間であり、第２オリフィス空間１５０Ｂは、貫通部５Ｅ´の内側に位置する空間である。本実施形態において、貫通部５Ｅ´は、図５（Ｂ）中の一点鎖線で示すように、正六角形状に形成されている。図５は、図２に示された減速機構４の変形例を示す図である。なお、図５において、上述した実施形態と略同一機能や略同一構成を有する部材には、同一符号を付して、説明を省略する。これによれば、第１実施形態と略同様の効果が奏される。
Further, in each orifice member 15', the
上述した第１実施形態では、各貫通孔１５０は、オリフィス部材１５の軸に直交する断面が円形となるように形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。貫通部５Ｅ´´に形成された各貫通孔２５０Ｂは、図６に示すように、オリフィス部材１５´´の軸に直交する断面が正六角形状（正多角形状）となるように形成されていてもよい。または、各貫通孔は、オリフィス部材の軸に直交する断面が多角形状、楕円形状あるいは不定形状であってもよい。この際、各貫通孔の円相当径が、各貫通孔１５０の内径寸法φ１０と略等しい寸法となるように形成されていてもよい。このような構成によれば、配管２内を伝播する火炎を、より一層、効率よく減速させることができる。
In the first embodiment described above, each through
また、第１実施形態では、組立て状態のオリフィス部材１５は、流れ方向の上方側から、上流側内周面５Ｄ、直交面５Ｃ、貫通部５Ｅ、直交面５Ｂの順で連続されるとともに、繰り返し設けられることで構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。組立て状態のオリフィス部材１０５は、図７に示すように、流れ方向の上流側から、上流側内周面１０５Ｅ（非平行面）、貫通部１０５Ｆ、直交面１０５Ｃ（非平行面）の順で連続されるとともに、繰り返し設けられることで構成されていていてもよい。各オリフィス部材１０５の上流側内周面１０５Ｅと、貫通部１０５Ｆとの境界ｍは、各オリフィス部材１０５の軸方向の中間に位置している。上流側内周面１０５Ｅは、流体の流れ方向の下流に向かうにしたがって、径寸法が徐々に小さくなるような傾斜を有して構成されている。貫通部１０５Ｆは、配管２の中心軸Ｐと平行に延在している。
Further, in the first embodiment, the
また、各オリフィス部材１０５において、第１オリフィス空間３５０Ａは、上流側内周面１０５Ｅの内側に位置する空間であり、第２オリフィス空間３５０Ｂは、貫通部１０５Ｆの内側に位置する空間である。本実施形態において、貫通部１０５Ｆは、図７（Ｂ）中の一点鎖線で示すように、正六角形状に形成されているとともに、複数の貫通孔３５０を有して構成されている。また、各貫通孔３５０は、図７（Ｂ）に示すように、オリフィス部材１０５の軸に直交する断面が円形となるように形成されている。
Further, in each
（参考例）
続いて、参考例に係る減速機構を、図８（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。図８（Ａ）は、減速機構１４４を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の平面図である。なお、図８（Ａ）（Ｂ）において、第１実施形態と略同一機能や略同一構成を有する部材には、同一符号を付して、その説明を省略する。参考例に係る減速機構１４４は、内部に複数の空間１４５Ａ〜１４５Ｄを有するとともに、連続する１つの部材から構成された１個のオリフィス部材１４５を有して構成されている。(Reference example)
Subsequently, the deceleration mechanism according to the reference example will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. 8 (A) is a cross-sectional view showing a
オリフィス部材１４５は、図８（Ａ）に示すように、配管２の軸方向に可燃性ガスが通気するように、その軸方向の外部と内部とが連通して設けられているとともに、配管２の中心軸Ｐと同軸に設けられている。このオリフィス部材１４５は、第１オリフィス空間１４５Ａと、第１オリフィス空間１４５Ａの流体の流れ方向の下流側に設けられて、第１オリフィス空間１４５Ａに連続する第２オリフィス空間１４５Ｂと、第２オリフィス空間１４５Ｂの流れ方向の下流側に設けられて、第２オリフィス空間１４５Ｂに連続する第３オリフィス空間１４５Ｃと、第３オリフィス空間１４５Ｃの流れ方向の下流側に設けられて、第３オリフィス空間１４５Ｃに連続する第４オリフィス空間１４５Ｄと、を有し、これらの空間１４５Ａ、１４５Ｂ、１４５Ｃ、１４５Ｄ、が繰り返し形成されている。また、これらのオリフィス空間１４５Ａ〜１４５Ｄは、略同じ大きさの体積となるように形成された空間である。
As shown in FIG. 8A, the
これらの各オリフィス空間１４５Ａ〜１４５Ｄを形成する４つの空間形成部は、流れ方向の上方側から見て、９０度ずつ時計回りに位置をずらして設けられている。即ち、オリフィス空間１４５Ａ〜１４５Ｄそれぞれを形成する４つの空間形成部は、相互に偏心して設けられている。
The four space forming portions forming each of these
第１オリフィス空間１４５Ａは、中心軸Ｐに平行な内面１４Ａ１と、内面１４Ａ１の軸方向の両端に連続するとともに、中心軸Ｐに直交する直交面１４Ａ２、１４Ａ３（非平行面）と、を有して構成された空間形成部の内部空間である。直交面１４Ａ２が、流れ方向の上流側に設けられ、直交面１４Ａ３が、直交面１４Ａ２より、流れ方向の下流側に設けられている。第２オリフィス空間１４５Ｂは、中心軸Ｐに平行な内面１４Ｂ１と、内面１４Ｂ１の軸方向の両端に連続するとともに、中心軸Ｐに直交する直交面１４Ｂ２、１４Ｂ３（非平行面）と、を有して構成された空間形成部の内部空間である。直交面１４Ｂ２が、流れ方向の上流側に設けられ、直交面１４Ｂ３が、直交面１４Ｂ２より、流れ方向の下流側に設けられている。第３オリフィス空間１４５Ｃは、中心軸Ｐに平行な内面１４Ｃ１と、内面１４Ｃ１の軸方向の両端に連続するとともに、中心軸Ｐに直交する直交面１４Ｃ２、１４Ｃ３（非平行面）と、を有して構成された空間形成部の内部空間である。直交面１４Ｃ２が、流れ方向の上流側に設けられ、直交面１４Ｃ３が、直交面１４Ｃ２より、流れ方向の下流側に設けられている。第４オリフィス空間１４５Ｄは、中心軸Ｐに平行な内面１４Ｄ１と、内面１４Ｄ１の軸方向の両端に連続するとともに、中心軸Ｐに直交する直交面１４Ｄ２、１４Ｄ３（非平行面）と、を有して構成された空間形成部の内部空間である。直交面１４Ｄ２が、流れ方向の上流側に設けられ、直交面１４Ｄ３が、直交面１４Ｄ２より、流れ方向の下流側に設けられている。
The
このようなオリフィス部材１４５を有する減速機構１４４によれば、火炎を十分に減速させることができる。即ち、上述した第１実施形態の減速機構４では、体積が大きいオリフィス空間５０Ａと、体積が小さいオリフィス空間５０Ｂとが、軸方向に交互に連続して形成され、配管２内を伝播する火炎は、大小の空間５０Ａ、５０Ｂを繰り返し通過することで、配管２内を伝播する火炎が、十分に減速されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。略同じ大きさの体積となるように形成されたオリフィス空間１４５Ａ〜１４５Ｄを繰り返し通過するように構成されていてもよい。
According to the
また、上述した参考例では、各オリフィス空間１４５Ａ〜１４５Ｄを形成する４つの空間形成部は、流れ方向の上方側から見て、９０度ずつ時計回りに位置をずらして設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、減速機構２４４のオリフィス部材２４５は、各オリフィス空間２４５Ａ〜２４５Ｄが、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、流れ方向の上方側から軸方向に、オリフィス空間２４５Ａ、オリフィス空間２４５Ｃ、オリフィス空間２４５Ｂ、オリフィス空間２４５Ｄ、の順に形成されていてもよく、中心軸Ｐを挟んで対向する位置にあるオリフィス空間２４５Ａ及びオリフィス空間２４５Ｃと、中心軸Ｐを挟んで対向する位置にあるオリフィス空間２４５Ｂ及びオリフィス空間２４５Ｄと、が中心軸Ｐを中心として９０度変位した位置にあってもよい。図９は、図８に示された減速機構の変形例を示す図であり、（Ａ）は、減速機構を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の平面図である。
Further, in the above-mentioned reference example, the four space forming portions forming the
また、例えば、減速機構３４４のオリフィス部材３４５は、各オリフィス空間３４５Ａ、３４５Ｃが、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、流れ方向の上方側から軸方向に、オリフィス空間３４５Ａ、オリフィス空間３４５Ｃ、の順に形成されていてもよく、オリフィス空間３４５Ａ、３４５Ｃが、中心軸Ｐを挟んで対向する位置にあるように、並んで設けられていてもよい。図１０は、図８に示された減速機構の変形例を示す図であり、（Ａ）は、減速機構を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の平面図である。
Further, for example, in the
なお、本実施形態では、減速機構１４４、２４４、３４４は、４つの空間形成部を有して構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。減速機構は、２以上（複数）の空間形成部を備えて構成されていればよい。また、減速機構１４４、２４４、３４４は、複数の空間形成部を有する１つの部材から構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。減速機構は、少なくとも１つの空間形成部を有する部材を複数有して構成されていてもよい。また、減速機構１４４、２４４、３４４は、隣接する空間形成部の境界に、複数の貫通孔が形成された不図示の板部材を設けてもよい。即ち、板部材の複数の貫通孔を有する貫通領域に、所定の開口率となるように複数の貫通孔が形成されていてもよい。これによれば、第１実施形態の減速機構４と略同様の効果が奏される。
In the present embodiment, the
また、複数の空間形成部は、流れ方向の上方側から軸方向に、中心軸Ｐを含むように互いに偏心して設けられていればよく、これらの空間形成部は、規則性なく（ランダムに）軸方向に並んで設けられていてもよい。これによれば、第１実施形態の減速機構４と略同様の効果が奏される。
Further, the plurality of space forming portions may be provided eccentrically from the upper side in the flow direction in the axial direction so as to include the central axis P, and these space forming portions may be provided without regularity (randomly). It may be provided side by side in the axial direction. According to this, substantially the same effect as that of the
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び、目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。 In addition, the best configuration, method, and the like for carrying out the present invention are disclosed in the above description, but the present invention is not limited thereto. That is, the present invention is mainly illustrated and described with respect to a specific embodiment, but with respect to the above-described embodiments without departing from the technical idea of the present invention and the scope of the object. Those skilled in the art can make various modifications in shape, material, quantity, and other detailed configurations. Therefore, the description limiting the shapes, materials, etc. disclosed above is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. Therefore, those shapes, materials, etc. The description by the name of the member excluding a part or all of the limitation such as is included in the present invention.
１、１０ 減速機構付きフレームアレスタ
２ 配管
３ フレームアレスタ
４、１０４ 減速機構
１５、１５´、１５´´、１０５ オリフィス部材（部材）
５Ｂ、５Ｃ 直交面（非平行面）
４２Ｃ オリフィススペーサの下流側直交面（非平行面）
５Ｅ、５Ｅ´、１０５Ｆ 貫通部
５０Ａ、３５０Ａ 第１オリフィス空間（第１連通部）
１５０、２５０、３５０ 複数の貫通孔
１５０Ｂ、２５０Ｂ、３５０Ｂ 第２オリフィス空間（第２連通部）
Ｐ 中心軸
Ｔ 貫通領域1, 10 Frame arrester with
5B, 5C orthogonal planes (non-parallel planes)
42C Orifice spacer downstream orthogonal plane (non-parallel plane)
5E, 5E',
150, 250, 350 Multiple through
P Central axis T Penetration area
Claims (6)
前記配管の軸方向に連通するように構成され、
その内面が、軸に対して傾斜した非平行面を複数有し、
複数の前記非平行面が、前記軸方向に並んで設けられ、
前記配管の軸方向に連通する第１連通部と第２連通部とを交互に備え、
前記第１連通部が、前記非平行面から構成された１つの開口からなり、
前記第２連通部が、前記開口より狭い貫通領域に、複数の貫通孔が穿たれてなることを特徴とする減速機構。 A frame arrester provided in a pipe through which a flammable fluid flows and for extinguishing a flame propagating in the pipe is provided on at least one side of the pipe in the axial direction to measure the flame propagation speed propagating in the pipe. It is a deceleration mechanism for decelerating.
It is configured to communicate in the axial direction of the pipe.
Its inner surface has a plurality of non-parallel surfaces inclined with respect to the axis.
A plurality of the non-parallel surfaces are provided side by side in the axial direction.
The first communication part and the second communication part that communicate with each other in the axial direction of the pipe are alternately provided.
The first communication portion comprises one opening configured from the non-parallel planes.
A deceleration mechanism in which the second communication portion has a plurality of through holes formed in a through region narrower than the opening.
前記配管内を伝播する火炎を消炎するための前記フレームアレスタと、を備えたことを特徴とする減速機構付きフレームアレスタ。 The deceleration mechanism according to claim 1 to 4,
A frame arrester with a deceleration mechanism, which comprises the frame arrester for extinguishing a flame propagating in the pipe.
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