(57)【要約】【課題】無機繊維布帛で作製したフレームアレスタエレメントを使用することで、作製・加工・取扱いが容易で、目詰まりし難く管理し易い単純な構造のフレームアレスタを提供する。【解決手段】無機繊維布帛に形成された目により可燃性ガスの通過を許容し可燃性ガスの燃焼により生じた火炎の通過を阻止するフレームアレスタエレメントと、該フレームアレスタエレメントを可燃性ガスの流路に交差して配置する取付手段によって可燃性ガスの流路Ｐに設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスの流路に設けられ、無機繊維布帛に形成された目により可燃性ガスの通過を許容し可燃性ガスの燃焼により生じた火炎の通過を阻止するフレームアレスタエレメントと、
該フレームアレスタエレメントを可燃性ガスの流路に交差して配置する取付手段と、
を備えることを特徴とするフレームアレスタ。
【請求項２】
前記無機繊維布帛は、アルミナ繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、炭化ケイ素繊維のうち少なくともいずれか１つの繊維からなることを特徴とする請求項１に記載のフレームアレスタ。
【請求項３】
前記無機繊維布帛は、織物であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレームアレスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路で可燃性ガスの燃焼により生じた火炎および衝撃波の通過を阻止するフレームアレスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃性流体の輸送配管、貯蔵タンク等において、何らかの理由で発火が生じると、可燃性ガスに引火し、急激な燃焼、すなわち爆燃、爆轟が生じうる。これは配管や貯蔵タンク等への火炎の伝播、衝撃波による機器の損傷、機器の損傷に伴う二次災害の発生等、大事故を引き起こす可能性がある。
【０００３】
このような事故を防ぐため、可燃性流体の流路で燃焼が生じた場合に流路を伝播しようとする火炎および衝撃波を流路で阻止するためのフレームアレスタが使用される。フレームアレスタは機能上、平時は可燃性ガスあるいは蒸気の通過をできる限り阻害しないように許容しつつ、流路で可燃性ガスの燃焼が生じた場合には、火炎の伝播を阻止するための優れた消炎性能、爆燃・爆轟による衝撃波を阻止する性能、耐衝撃性を持つことが要求される。従って、その設計には圧力損失と消炎性能を考慮する必要がある。
【０００４】
従来のフレームアレスタは、フレームアレスタエレメントの構造よりメッシュ(金網)型、クリンプリボン（波板）型、多孔板型等があり、構成材には金属製、セラミック焼結体が使用される（特許文献１〜６）。このうち実用上は金属製のメッシュ型とクリンプリボン型の２種類が使用される。メッシュ型は、消炎性能を向上させるために金網を複数枚重ねたものである。これは安価で取り付けが容易であるが、消炎性能に制限があり、消炎性能を上げるために金網の枚数を増やすと圧力損失も増大するという欠点を有するため、適応範囲が限られる。一方、クリンプリボン型は、金属の薄板を波型に成形した波板を平型リボンと重ね、ロール状に多重に巻いたことにより、可燃性ガスの流路に直交する方向の断面に多数の三角形様のセルを構成する構造を持つ。このクリンプリボン型はメッシュ型に比べ圧力損失が少なく消炎性能が高いという利点を有していることから、現在の主流となっている。ただし、クリンプリボン型は、メッシュ型に比べて加工工数が多く、高い加工精度が要求されることに加えて、径の大きい大容量のものを作ろうとすると必然的に枚数または巻数を増やさなければならないことから高価になり、製品重量も増大するという問題がある。また、どちらのフレームアレスタとも、金属製で錆びやすいため錆による目詰まりが起こるという問題を有する。そのため、防錆のためには錆びにくい金属を使用したり、錆びにくくするための防錆加工が必要となり、錆びた場合の補修も困難である。
【０００５】
また、特許文献７には、加熱装置であるバーナのバーナプレートとして、アルミナ繊維を用いた織布を使用した技術が開示されている。耐熱性繊維の織布を模紗織りとしたバーナプレートを用いることで、圧力損失が小さく、織り目のずれが起こりにくく、目開き寸法の拡大による火炎のばらつきや逆火等の発生し難いバーナを得るとの記載がある。しかし、可燃性ガスと空気との境界面に設置されアルミナ繊維布帛の表面における安定した燃焼状態を得ることを目的としたバーナと、爆燃、爆轟という爆発による衝撃波を伴う急激な燃焼における事故防止を対象とするフレームアレスタとでは、用途、要求される性能、課題、目的も異なる。
【０００６】
【特許文献１】実公昭０９−１５３６号公報
【特許文献２】特公昭５６−７１２４号公報
【特許文献３】特開平３−２７４３０８号公報
【特許文献４】特開平６−２８２２号公報
【特許文献５】特開２００５−２４１２３４号公報
【特許文献６】特開２００６−３４９３３７号公報
【特許文献７】特開平１１−５１３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のフレームアレスタは、爆燃・爆轟による火炎の通過を阻止するための極小の間隙の成型・加工が困難であり、作製・組立に高い工作精度が要求される。特に、爆轟用のフレームアレスタは、爆燃用のフレームアレスタよりもさらに高い消炎性能、衝撃波の抑止性能及び耐衝撃性を必要とするため、より複雑かつ精度の高いものが要求される。
【０００８】
また、クリンプリボン型はクリンプリボンで形成されるガス通過部位の間隙を一定の大きさで維持管理することに多大な労力を要する。この部位で、一度目詰まりが起こると性能回復のために分解清掃が必要となるところ、組立の際に元の大きさの間隙を作ることが困難である。
【０００９】
従って、かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、無機繊維布帛で作製したフレームアレスタエレメントを使用することで、作製・加工・取扱いが容易で、目詰まりし難く管理し易い単純な構造のフレームアレスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明によるフレームアレスタは、可燃性ガスの流路に設けられ、無機繊維布帛に形成された目により可燃性ガスの通過を許容し可燃性ガスの燃焼により生じた火炎の通過を阻止するフレームアレスタエレメントと、該フレームアレスタエレメントを可燃性ガスの流路に交差して配置する取付手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、無機繊維布帛に形成された目が、可燃性ガスの通過を許容しつつ、可燃性ガスに引火して爆燃や爆轟が生じた場合には火炎と衝撃波の通過を阻止することから、フレームアレスタエレメントの無機繊維布帛自体が高い消炎性能を有する。無機繊維布帛に形成される目は、布帛には必然的に形成されているものである。従って、従来の金属やセラミック焼結体を用いたフレームアレスタではガス通過部位の間隙を形成するために複雑かつ高度な加工が必要であるのに対し、これらが不要で、組立工程数も少なくてすみ、高い作製精度を必要としないフレームアレスタエレメントとすることができる。さらに、フレームアレスタエレメントの脱着、交換、フレームアレスタの清掃が容易に出来る。
【００１２】
また、フレームアレスタエレメントとして繊維を用いるため、柔軟であり、爆燃・爆轟の衝撃波を受けても本発明の無機繊維布帛が損傷することがなく、爆燃・爆轟の衝撃波によって、無機繊維布帛に形成された目のサイズが変化しない。無機繊維布帛は、爆燃・爆轟によって発生した１０００度以上の火炎に曝されても大きく劣化することが無く、特に、アルミナ繊維を使用した布帛は短時間では２０００度以上の高温に耐えることが出来る。
【００１３】
さらに、本発明のフレームアレスタは、無機繊維布帛により形成されるため、従来の金属製のフレームアレスタとは異なり、酸化によって錆が発生することがなく、錆びの発生により目詰まりすることがない。
【００１４】
無機繊維布帛は、金網よりも消炎性能が高いため、金網よりも少ない枚数で高い消炎効果を得ることが出来る。さらに、無機繊維布帛はクリンプリボン型のフレームアレスタエレメントよりも薄い上に、同等の消炎性能を有するため、フレームアレスタをコンパクトに出来る。
【００１５】
無機繊維布帛の加工は容易なため、煩雑な工程・手間を要さずに任意の大きさと厚さのフレームアレスタを作製出来る。このため、本発明のフレームアレスタは幅広いサイズの配管に適応可能で、布帛の種類やサイズ、使用枚数を変えるだけで、用途と目的に応じたフレームアレスタを容易に作製出来る。
【００１６】
請求項２に記載の発明によるフレームアレスタは、請求項１記載のフレームアレスタにおいて、前記無機繊維布帛は、アルミナ繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、炭化ケイ素繊維のうち少なくともいずれか１つの繊維からなることを特徴とし、請求項３に記載の発明によるフレームアレスタは、請求項１または２に記載のフレームアレスタにおいて、前記無機繊維布帛は、織物であることを特徴とする。
【００１７】
これらの発明によると、請求項１に記載の無機繊維布帛の材料、形状を具体的に明確にしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によると、作製・加工・取扱いが容易で、目詰まりし難く管理し易い単純な構造のフレームアレスタを得ることができる。そして、フレームアレスタエレメントの無機繊維布帛の加工が極めて容易であるため、幅広い態様・サイズの流路に用いることが可能で、フレームアレスタエレメントの無機繊維布帛の種類やサイズ、使用枚数を変えるだけで、様々な用途に適応するフレームアレスタを容易に作製できる等、種々の利点を有するフレームアレスタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のフレームアレスタを模式的に示した図である。
【図２】本発明のフレームアレスタを配置する場所を模式的に示した図である。
【図３】本発明の実施例１〜４の実験装置の模式図である。
【図４】本発明の実施例５、実施例６、比較例１および比較例２の実験装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１に示すように、フレームアレスタ１０は、可燃性ガスＧの流路に交差して配置する。可燃性ガスの流路は、可燃性ガスが移動する場面に応じて様々な構成がありうる。例えば、可燃性流体の移動経路である配管、可燃性流体の供給機器から、可燃性流体を供給機器外部へと流出する流路、外部から可燃性流体が供給される被供給機器に流入する流路等が考えられる。このとき、フレームアレスタは、配置する流路の径を考慮し、流路に交差して配置した際にフレームアレスタが流路断面を覆うようにフレームアレスタエレメントを形成する。このとき、本発明のフレームアレスタ１０は、図２に示すようにメンテナンス性や安全性に応じて上記流路の任意の箇所に配置することができる。
【００２２】
本発明のフレームアレスタ１０のフレームアレスタエレメント１１として使用する無機繊維布帛としては、ガラス繊維布帛、アルミナ繊維布帛、セラミック繊維布帛、炭化ケイ素繊維布帛を挙げることができる。中でも不燃性であること、耐熱温度が高いこと、軽量であること、柔軟性があること、強度が大きいこと、腐蝕しないこと、錆びないこと、織物に加工し易いことなどの特性からアルミナ繊維布帛を好ましく使用することができる。
【００２３】
前述の図１に示すように、無機繊維布帛は、可燃性ガスＧは通過させつつ、可燃性ガスの爆燃、爆轟による火炎および衝撃波Ｆの通過は阻止する性能を持っていなければならない。さらに衝撃波に耐える柔軟性と強度を持っていることが要求されるとともに、衝撃波のエネルギーを緩和する性能も要求される。そこで、無機繊維布帛の形状は織物、編物、不織布、積層したフェルト状物等が挙げられるが、通気性、柔軟性、形態安定性などの面から織物状の布帛が好ましい。無機繊維布帛は繊維径が３〜１５μｍの無機繊維から作製されたものが好ましい。
【００２４】
編物状の布帛は、柔軟性と伸縮性に富むため、少しの衝撃で布帛の目開き寸法が変動するので好ましくないが、編物によるメッシュクロスの場合は目開き寸法も比較的安定しているので使用することができる。不織布、フェルトは毛羽が発生しやすく、布帛から発生した毛羽が系内に拡散する畏れがあるので好ましくない。
【００２５】
無機繊維布帛の目開き寸法は１ｍｍ２以下であることが好ましい。目開き寸法が１ｍｍ２より大きくなると、爆燃または爆轟に起因して発生した火炎の通過を阻止することが難しく、１ｍｍ２以下にすると火炎の通過を阻止することができる。
【００２６】
取付手段は、例えば、可燃性ガスの流路を構成する部材にフレームアレスタを接合する接合部を設け、流路を構成する部材に形成したフランジがフレームアレスタに接するようにフレームアレスタを配置し、フランジとフレームアレスタを固定する構成とすることができる。ここで、フレームアレスタエレメントをそのまま狭持する構成とすることもできるが、着脱の容易性や安全性の観点から、フレームアレスタエレメントを、フレームアレスタエレメントの周囲を支持する枠状の支持部材によって固定し、固定された状態のフレームアレスタエレメントを接合部で固定する構成とする方が好ましい。枠状の支持部材による固定は、例えば、一対の枠状の支持部材の間にフレームアレスタエレメントを狭持する構成とすることができる。かかる構成のフレームアレスタを、フレームアレスタエレメントを狭持した支持部材と、流路を構成する部材に形成されたフランジとを固定部材で固定する。また、径の異なる部材を用いて可燃性ガスの流路を構成し、構成部材同士の接合部にフレームアレスタエレメントを狭持する構成とすることもできる。
【００２７】
本発明で１個のフレームアレスタに用いる無機繊維布帛の枚数は、布帛の目開きの程度、布帛の厚みによって変わるが複数枚用いても良い。枚数が多いと火炎の通過を阻止する性能は向上するが、通気抵抗が大きくなり圧力損失が生じるため、所望の性能や用途に応じて枚数を増減する。
【００２８】
フレームアレスタの設置箇所、設置個数は、フレームアレスタエレメントとして使用する無機繊維布帛の仕様によっても異なるが、所望の性能や用途に応じて配置する箇所を決定し、枚数を増減する。また、無機繊維布帛を補強するための金網を重ねて使用することもできる。流路に複数のフレームアレスタを配置し、消炎性能及び衝撃波を減衰させる性能をさらに高めることもできる。
【００２９】
（第１実施の形態）
ここで、流路を、フレームアレスタを介して、移動してくる可燃性ガスがフレームアレスタを通過する前を上流側、フレームアレスタを通過した後を下流側とする。本発明の第１実施の形態としては、フレームアレスタの上流側と下流側のそれぞれに接する配管の端部に、フレームアレスタを接合するための接合部を設け、上流側の配管の端部に形成された第１接合部と下流側の配管の端部に形成された第２接合部との間にフレームアレスタを配置し保持する。フレームアレスタエレメントは可燃性ガスの流路の径に適合するように無機繊維布帛を裁断し、周囲を無機系の樹脂で固める等のほつれ防止処理を施し、フレームアレスタエレメントを緊張状態で取付手段の構成要素である枠状の支持部材によって固定する。無機系の樹脂としては、アルミナゾルやシリカゲルを好ましく用いることができる。また、ほつれ防止処理は、無機繊維布帛の裁断をレーザー加工で行うことで、無機繊維布帛周囲がレーザーの熱により溶融・融着するので、ほつれの防止にもなる。第１接合部と第２接合部はフランジを備え、第１接合部のフランジ、フレームアレスタエレメントを支持する枠及び第２接合部のフランジを固定部材で固定する。かかる構成とすることで、フレームアレスタの取付・交換の着脱作業が簡単にできる。固定部材としては、例えばボルトとナットや、万力様の留め具、テコの原理を応用するような留め具等、フレームアレスタを流路に保持するための十分な力を付与することができるものであればどのようなものでもよい。
【００３０】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態は、フレームアレスタの上流側、下流側に接する配管を、フレームアレスタを介した接合部における配管の径がそれぞれ異なる径となるように形成し、一方の配管の端部をフレームアレスタを介して他方の配管の端部に挿入して接合する構成とする。すなわち、挿入する側の配管の端部の外径より、挿入される配管の内径を大きく形成し、フレームアレスタエレメントを挿入する側の配管の接合部側の端部に配置し、挿入される側の配管をフレームアレスタエレメントを介して挿入する側の配管に被せる態様で接合する。上記の接合方法は径の異なった配管同士に用いることができるだけでなく、径の同じ配管の場合は、一方の配管の接合部分のみ径を大きくした形状とし、他方の配管に被せると云う構成とすることもできる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。前記実施の形態では、可燃性ガスの流路として配管と配管、すなわち配管同士の接合部にフレームアレスタを配置する構成を説明したが、上述のように可燃性ガスの流路は配管同士に限られない。すなわち、可燃性ガスの供給機器と配管の接合部にフレームアレスタを配置することもできるし、配管と被供給機器の接合部、配管を介さない態様での供給機器と被供給機器の接合部に配置する構成とすることもできる。
【００３２】
さらに、本発明のフレームアレスタは、構造上表面と裏面を考慮する必要がない。すなわち、入力と出力の方向を考慮する必要がないため、双方向に用いることができる。そうすると、例えば、可燃性ガスの供給側と被供給側の双方において火炎や衝撃波の伝播を防止する必要がある場面においても効果的に用いることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１〜４の爆燃状態での実験の実験装置を図３に示す。また、実施例５、実施例６、比較例１および比較例２の爆轟状態での実験の実験装置を図４に示す。
【００３４】
フレームアレスタの実験方法、実験装置、結果の評価方法はＩＳＯ  １６８５２  ２００８（Ｅ）の爆燃７．３．２．２、爆轟７．３．３．２の試験方法に準じて行った。
【００３５】
（実験装置）
衝撃波管として１インチ鋼管Ｄ１（内径２８．００ｍｍ）および２インチ鋼管Ｄ２（内径５６．００ｍｍ）を使用した。実験は、１インチの場合と２インチの場合に分け、フランジを形成した同径の２本の管にフランジを介してフレームアレスタ１０を配置した。管の両端を密閉し、管には可燃性ガスの供給口Ｄ４（バルブにより開閉できる）と排気口Ｄ５（バルブにより開閉できる）を設ける。燃焼波面通過時刻を測定するためのイオンプローブＤ７を取付け、このイオンプローブＤ７を直接オシロスコープのモジュールに接続した。また、衝撃波面通過時刻および圧力を測定するための圧力センサーＤ６を取付けた。可燃性ガスへの点火は電気スパークプラグを用いた点火装置Ｄ３を使用した。
【００３６】
フレームアレスタ１０は、可燃性ガスの着火点から所定距離離れた位置に管の断面に垂直になるよう設置した。圧力センサーＤ６はフレームアレスタ１０の設置位置より上流側に、爆轟状態の試験の場合には下流側にも取り付けた。イオンプローブＤ７はフレームアレスタ１０の上流側および下流側に複数個取り付けた。
【００３７】
（フレームアレスタの使用素材および作製方法）
フレームアレスタエレメントの素材として使用した無機繊維布帛はアルミナ繊維織物である。試験に使用した織物Ａは２００ｔｅｘのアルミナ繊維を使ったタテ３０本／インチ、ヨコ２５本／インチの綾織物、織物Ｂは４００ｔｅｘのアルミナ繊維を使ったタテ４０本／インチ、ヨコ１８本／インチの二重織物である。アルミナ繊維織物を鋼管の断面積より大きい面積に切り取り、切断面のほつれを防止するため周辺部にアルミナゾルを塗布して乾燥させ、真空グリスを塗ったパッキンの間に挟み込んで管の接合部分に設置した。
【００３８】
（使用可燃性ガス混合気体）
本実験では水素−空気の混合気体を使用した。
【００３９】
（実験方法）
（１）鋼管内部全体を真空ポンプで吸引し、ほぼ真空状態にする。その際、鋼管内部の圧力を記録する。
（２）可燃性混合気体を管全体に供給し、管内部が大気圧になるまで混合気体を満たす。
（３）電気スパークにより着火を行う。爆発後の管内の圧力および衝撃波到達時刻を記録する。同時に燃焼波の到達時刻をイオンプローブにより測定、記録する。
【００４０】
（評価の解析）
管の一端で可燃性ガスが着火されると、衝撃波や燃焼波が他端に向かって伝播して行く。燃焼波の到達時刻はイオンプローブによって検知されるので、フレームアレスタの下流側のイオンプロ−ブで燃焼波が検知されれば、燃焼波がフレームアレスタを通過したことになり、爆燃または爆轟に起因する火炎の通過を阻止できなかったことを意味する。圧力センサーにより測定された管内の圧力から、管内の可燃性ガスが完全に燃焼したか、完全に燃焼せず残存しているかを判定することができる。可燃性ガスが残存している場合は、フレームアレスタにより火炎が消炎したことを意味する。また、衝撃波の伝播速度を検知できるので、燃焼状態が爆燃状態か爆轟状態を判定することができる。
【００４１】
（実施例１）
実施例１では、爆燃に起因して発生する火炎および衝撃波がフレームアレスタを通過するかどうかについて実験を行った。実験装置を図３（ａ）に示す。衝撃波管として１インチ管（内径２８．００ｍｍ）、長さ１ｍの鋼管を使用した。フレームアレスタエレメントとして、アルミナ繊維布帛Ａを直径３０ｍｍの円形に切り取り、ほつれを防止するために円の周辺部にアルミナゾルを塗布しよく乾燥させた。このアルミナ繊維布帛を真空グリスをよく塗ったパッキンに挟み込む構成によりフレームアレスタ１０として管の接合部に取付けた。フレームアレスタの取付位置はガスの着火位置から４０ｃｍ離れた位置である。管内部の空気を真空ポンプで吸引除去した後、水素ガス４５％と空気５５％の混合気体を管内の圧力が大気圧（１００９．３ｈＰａ）になるまで可燃性ガス供給口Ｄ４より充填した。点火装置Ｄ３により可燃性ガスに着火したところ、着火点とフレームアレスタの間に設置したイオンプローブは燃焼波の通過を検知したが、フレームアレスタより下流側に設置したイオンプローブは燃焼波の通過を検知しなかった。すなわち、フレームアレスタが火炎の通過を阻止したことが確認できた。また、フレームアレスタ下流側の衝撃波の圧力波形から、衝撃波の減衰が確認できた。これらの結果から、爆燃による火炎及び衝撃波の阻止に有効であることが確認できた。
【００４２】
（実施例２）
実施例２においても、爆燃状態での実験を行った。フレームアレスタエレメントをアルミナ繊維布帛Ａに代えてアルミナ繊維布帛Ｂを１枚を使った以外は実施例１と同様にして燃焼実験を行った。実験装置は実施例１と同様に図３（ａ）に示した構成のものを用いた。その結果、着火点とフレームアレスタの間に設置したイオンプローブは燃焼波の通過を検知したが、フレームアレスタより下流側に設置したイオンプローブは燃焼波の通過を検知しなかったため、フレームアレスタが火炎の通過を阻止したことが確認できた。アルミナ繊維布帛の破損も見られなかった。また、フレームアレスタ下流側の衝撃波の圧力波形から、衝撃波の減衰が確認できた。これらの結果から、爆燃による火炎及び衝撃波の阻止に有効であることが確認できた。
【００４３】
（実施例３）
実施例３においても、爆燃状態での実験を行った。実験装置を図３（ｂ）に示す。衝撃波管として２インチ（内径５６．００ｍｍ）、長さ２ｍの鋼管を使用した。フレームアレスタエレメントとしてアルミナ繊維布帛Ａを直径６０ｍｍの円に切り取り、実施例１と同様の処理を行ってパッキンの間に挟み込む構成により、フレームアレスタ１０として鋼管の接合部に取り付けた。取付け位置は可燃性ガスの着火点から１ｍの位置である。イオンプローブはフレームアレスタの上流側に２カ所、下流側に１カ所設置した。電気スパークにより水素ガス４５％と空気５５％の混合気体に点火し、燃焼させた。その結果、フレームアレスタの上流側の２カ所のイオンプローブは燃焼波の通過を検知したが、下流側のイオンプローブは検知しなかったことから、フレームアレスタが火炎の通過を阻止したことを確認できた。アルミナ繊維布帛の破損も見られなかった。また、フレームアレスタ下流側の衝撃波の圧力波形から、衝撃波の減衰が確認できた。これらの結果から、爆燃による火炎及び衝撃波の阻止に有効であることが確認できた。
【００４４】
（実施例４）
実施例４においても、爆燃状態での実験を行った。フレームアレスタエレメントのアルミナ繊維布帛Ａをアルミナ繊維布帛Ｂに代えた以外は実施例３と同様にして燃焼実験を行った。実験装置は、実施例３と同様に図３（ｂ）に示した構成のものを用いた。実験の結果、フレームアレスタの上流側の２カ所のイオンプローブは燃焼波の通過を検知したが、下流側のイオンプローブは検知しなかったことから、フレームアレスタが火炎の通過を阻止したことを確認できた。アルミナ繊維布帛の破損も見られなかった。また、フレームアレスタ下流側の衝撃波の圧力波形から、衝撃波の減衰が確認できた。これらの結果から、爆燃による火炎及び衝撃波の阻止に有効であることが確認できた。
【００４５】
（実施例５）
実施例５では、爆轟に起因して発生する火炎および衝撃波がフレームアレスタを通過するかどうかについて実験を行った。実験装置を図４（ａ）に示す。衝撃波管としては１インチ（内径２８．００ｍｍ）、長さ７ｍの鋼管を用いた。燃焼波を爆轟状態にするために、着火地点の管内に螺旋状に曲げた長さ４０ｃｍのワイヤーを取付けた。可燃性ガスは水素ガス４５％と空気５５％の混合気体である。
【００４６】
フレームアレスタエレメントとしてアルミナ繊維布帛Ｂを２枚重ねたフレームアレスタの１個目を着火地点から３ｍ離れた位置に設置した。さらにフレームアレスタエレメントとしてアルミナ繊維布帛Ｂを２枚重ねたフレームアレスタの２個目を１個目から下流側に５０ｃｍの間隔を空けて管内に設置した。圧力センサーは１個目のフレームアレスタの上流側に１カ所、１個目のフレームアレスタと２個目のフレームアレスタの間に２カ所、２個目のフレームアレスタの下流側に１カ所設置した。イオンプローブは１個目のフレームアレスタの上流側に５カ所、１個目のフレームアレスタと２個目のフレームアレスタの間に１カ所、２個目のフレームアレスタの下流側に３カ所取付けた。
【００４７】
電気スパークで着火したところ、１個目のフレームアレスタのアルミナ繊維布帛は破損したが、２個目のフレームアレスタのアルミナ繊維布帛は破損せず、２個目のフレームアレスタの下流側に取付けたイオンプローブには燃焼波が検知されなかったことから、２個目のフレームアレスタが火炎の通過を阻止したことが確認できた。衝撃波についても、１個目のフレームアレスタは破損したが、２個目のフレームアレスタの下流側は、圧力波形が０の値を示すことを確認できた。すなわち、１個目のフレームアレスタは破損したが、衝撃波のエネルギーは吸収され、２個目のフレームアレスタが衝撃波を完全に阻止したと考えられる。これらの結果から、複数のフレームアレスタを用いることで、爆轟による火炎及び衝撃波のを有効に阻止できることが確認できた。
【００４８】
（実施例６）
実施例６においても、爆轟状態での実験を行った。２個のフレームアレスタの間隔を１ｃｍにした以外は実施例５と同様の実験を行った。実験装置は実施例５と同様に、２個のフレームアレスタの間隔を１ｃｍにした以外は図４（ａ）に示した構成のものを用いた。その結果、１個目のフレームアレスタのアルミナ繊維布帛は破損したが、２個目のフレームアレスタのアルミナ繊維布帛は破損せず、２個目のフレームアレスタの下流側に取付けたイオンプローブには燃焼波が検知されなかったことから、２個目のフレームアレスタが火炎の通過を阻止したことが確認できた。衝撃波についても、１個目のフレームアレスタは破損したが、２個目のフレームアレスタの下流側は、圧力波形が０の値を示すことを確認できた。すなわち、１個目のフレームアレスタは破損したが、衝撃波のエネルギーは吸収され、２個目のフレームアレスタが衝撃波を完全に阻止したと考えられる。これらの結果から、複数のフレームアレスタを用いることで、爆轟による火炎及び衝撃波のを有効に阻止できることが確認できた。
【００４９】
（比較例１）
比較例１においても、爆轟状態での実験を行った。爆轟に起因して発生する衝撃波および火炎がフレームアレスタを通過するかどうかの実験を行った。実験装置を図４（ｂ）に示す。衝撃波管としては１インチ（内径２８．００ｍｍ）、長さ７ｍの鋼管を用いた。燃焼波を爆轟状態にするために、着火地点の管内に螺旋状に曲げた長さ４０ｃｍのワイヤーを取付けた。フレームアレスタエレメントとしてアルミナ繊維布帛Ａを２枚重ねたフレームアレスタ１個を着火地点から３ｍ離れた位置に設置した。フレームアレスタの上流側１カ所と下流側１カ所に圧力センサーを設置した。イオンプローブはフレームアレスタの上流側に５カ所、下流側に３カ所取付けた。可燃性ガスは水素ガス４５％と空気５５％の混合気体である。電気スパークで可燃性ガスに着火したところ、アルミナ繊維布帛の破損を確認した。これは爆轟に起因して発生した衝撃波が強すぎ、フレームアレスタ１個では衝撃波のエネルギーを吸収することができず、またアルミナ繊維布帛の厚さが薄かったためと考えられる。
【００５０】
（比較例２）
比較例２においても、爆轟状態での実験を行った。実験装置は比較例１と同様に、図４（ｂ）に示した構成のものを用いた。フレームアレスタエレメントをアルミナ繊維布帛Ａに代えてアルミナ繊維布帛Ｂ２枚を重ねたものにした他は比較例１と同様の実験を行ったところ、アルミナ繊維布帛の破損を確認した。アルミナ繊維布帛Ｂの２枚重ねでも衝撃波が強すぎ、フレームアレスタ１個では衝撃波のエネルギーを十分に吸収できなかったためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のフレームアレスタは、用途と目的に応じてフレームアレスタエレメントを選択し加工することで、化学工場、貯蔵設備、発電所、採ガス井、油井等の可燃性流体を扱うプラントの流路だけでなく、可燃性流体の貯蔵設備・装置、燃料電池、自動車、給湯設備、乾燥機等、可燃性流体を扱う様々な流路において、発火により燃焼が生じた場合の火炎の伝播、衝撃波による機器の損傷、機器の損傷に伴う二次災害の発生等の事故を防止する装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ……  フレームアレスタ
１１  ……  フレームアレスタエレメント
１２  ……  フレームアレスタエレメント支持部材
Ｆ    ……  火炎および衝撃波
Ｇ    ……  可燃性流体
Ｐ    ……  管
Ａ    ……  可燃性流体供給機器
Ｂ    ……  可燃性流体被供給機器
Ｄ１  ……  １インチ鋼管
Ｄ２  ……  ２インチ鋼管
Ｄ３  ……  点火装置
Ｄ４  ……  可燃性ガス供給口
Ｄ５  ……  可燃性ガス排気口
Ｄ６  ……  圧力センサー
Ｄ７  ……  イオンプローブ
Ｄ８  ……  爆轟発生用ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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