(57)【要約】【課題】  可燃性ガスを燃焼処理するバブルキャップ式バーンポンドにおいて、ガス配管中に水分を吸い込んで内部腐食を来さないようにした可燃性ガス燃焼処理装置を提供する。【解決手段】  バブルキャップ１０内の放出管１２の先端に開閉可能な蓋構造体２０を設けて、運転時には放出管１２の出口を開き休止期間には塞ぐことができるようにする。蓋構造体は、水に浮かぶ浮き２６あるいは放出管中のガス圧の差で開閉するストップ栓３１を使って自動的に開閉するように構成したり、人が簡単な操作をすることにより開閉できるようになっていてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーンポンドに垂直に設けられた可燃性ガス放出管にスリットを備えたバブルキャップを被せて構成したバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置であって、放出管の先端に開閉可能な蓋機構を設けて、運転時には放出管の先端出口を開放し休止期間には放出管の先端出口を塞ぐようにしたことを特徴とするバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【請求項２】
前記蓋機構は、前記放出管の先端開口に密着して封止する蓋部と、水に浸かって前記蓋機構を浮かせる浮力を発生する浮き部と、前記蓋部と前記浮き部を繋ぎ気体を流通させる穴を有する脚部とを備えることを特徴とする請求項１記載のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【請求項３】
前記蓋機構は、前記放出管の先端開口内部に配置され中心に穴を有する底部と、運転時には可燃性ガスの圧力で前記穴から浮上してガスを流通させ休止期間には該穴に落ちて被さり管路を封止するストップ栓と、前記蓋機構の上部に設置され前記ストップ栓が通らず気体が通る隙間を備えた天井部とを備えることを特徴とする請求項１記載のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【請求項４】
前記穴を備えた底部は、前記穴に向かって傾斜を有するロート状部材で形成されることを特徴とする請求項３記載のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【請求項５】
前記蓋機構は前記放出管先端に固定するための鍔を上端に備えることを特徴とする請求項３または４記載のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【請求項６】
前記蓋機構は、前記放出管の先端に密着して該放出管を閉止する上下動可能なストップ栓と、該ストップ栓の上下動を案内するガイド棒と、該ガイド棒を上下に動かし上端と下端の位置で固定させる操作レバーと、前記ガイド棒を上下に案内するガイド孔を備えた支持部材を備えることを特徴とする請求項１記載のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素や天然ガスなどの可燃性ガスを扱う設備から排出される可燃性ガスをバーンポンドで燃焼させて安全に廃棄処理するバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置に関し、特にロケット発射装置などで発生する低背圧大流量の可燃性ガスを処理するために使用されるバブルキャップの部分の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験設備などから放出される可燃性ガスは、種々の設備により廃棄処理される。小流量のガスはベントスタックで空中に放出する方法やフレアースタックにより燃焼処理する方法によることが普通であるが、大流量の可燃性ガスについてはバーンポンドを用いて燃焼処理するバーンポンド方式が安全性が高く実績も多い。
バーンポンド方式は、池の中に設けられた配管から可燃性ガスを吹き出し水面上で燃焼させるもので大量のガスを処理することができる上、水封効果で逆火を防ぐ安全性の高い燃焼処理方法である。
【０００３】
バーンポンド方式には、主に背圧制限がない場合に採用される下向き吹き出し型と、低背圧の場合に使用できるバブルキャップ型がある。
図５は従来のバブルキャップ方式バーンポンドの概略構造を示す側面断面図、図６はバブルキャップの構造を説明する正面図である。
設備から放出される可燃性ガスは、配管を通り水を張ったバーンポンド中に設けられたガスヘッダに導かれ、ガスヘッダに直立して設けられた多数の放出管から放出される。放出管は水面上に突出していて、上からバブルキャップが被されている。バブルキャップは上面が塞がれ下面が開放された断面円形の円筒形状をし、作動中は裾が水中に没していて、裾の水中に没する部分に全周に亘って縦長のスリットが多数形成されている。
【０００４】
放出管から放出された可燃性ガスは、バブルキャップ内の水を押し下げて、水面がスリットに達すると、スリットをくぐってバブルキャップから外に出て泡となってバーンポンドの水面上に浮上し、パイロットバーナーの火あるいは周囲で燃焼しているガスの火を引火して燃焼する。水面上で燃焼する火は水により絶縁されているので、バブルキャップ内の可燃性ガスに火が付くことはなく、勿論、配管中の可燃性ガスに逆火することもないので、安全である。
運転中のスリットの上端部の位置は、確実な水封効果が得られる範囲で背圧を極力小さくするように決められるが、たとえばロケット発射装置では、図７に示すように、水面から４０ｍｍないし５０ｍｍの深さに選択されている。
【０００５】
一方、休止期間中のバーンポンド式可燃性ガス燃焼処理装置では、バーンポンドに水を張ったままにしておくと、配管中に充填されたガスが気温変化などに応じて伸縮するため、バブルキャップ内が負圧になったときに水を吸い上げて放出管内に注水してガス配管を閉塞したり配管内部を錆びさせたり腐食させたりするおそれがある。
このため、休止期間には、図８に示すように、バーンポンドの水位を低下させてバブルキャップ内を大気と連通させることによって水の吸い上げを防止している。
【０００６】
しかし、この場合は、ガス配管が大気に開放されている間に湿気を呼んで管内で結露するため、休止期間が長期に亘る場合には配管内部が腐食し、ひどいときには孔があいて設備損傷に至ることがある。このため、ガス配管は窒素などの不活性ガスでパージして湿気の侵入を防止することが好ましいが、消費するパージガスの量は膨大になり費用がかさむことになる。
これに対して、放出管の先端付近に開閉弁や逆止弁を設け、これら弁により配管中に不活性ガスを封止することも考えられるが、弁の費用や弁の設置費、保全費、運転時休止時の煩雑な切り換え作業などの問題がある。
【０００７】
なお、発明者らの調査によっては、休止期間中のバーンポンドの扱いや問題点について記載した文献を見出すことはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、可燃性ガスを燃焼処理するバブルキャップ式バーンポンドにおいて、ガス配管中に水分を吸い込んで内部腐食を来さないようにした可燃性ガス燃焼処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置は、放出管の先端に開閉可能な蓋機構を設けて、運転時には放出管の先端出口を開放し、休止期間には塞ぐことができるようにすることを特徴とする。さらに放出管先端の蓋機構は、浮きで支持され、水面が下降したときに放出管を塞ぎ、水面が上昇したときに放出管先端を解放するようになっていることが好ましい。また、人が簡単な操作をすることにより開閉できるようになっていてもよい。あるいは、休止期間中は放出管を不活性ガスによりシールするものとして、可燃性ガスの圧力では放出管が解放され不活性ガスのシール圧では放出管が閉鎖されるようなストップ栓を利用することもできる。
【００１０】
本発明のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置によれば、放出管の開口に開閉可能な簡便な蓋機構を設けたために、自動あるいは手動により簡単な操作をすることによって、ガス配管中に湿気が侵入することを防ぎ、配管寿命を確保して保全コストを低減することができるようになる
なお、配管系統中には不活性ガスを供給するノズルを設けて、休止期間中は不活性ガスを充填し外気の侵入を防ぐようにすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施例に基づき、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の第１の実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置について、バブルキャップ部の運転中の状態を示す断面図、図２は本実施例の休止中の状態を示す断面図である。
可燃性ガスを導く配管が放出管１２に接続され、放出管１２は直立し、その先端が運転時のバーンポンドの水面１４を突き抜けるように設置されている。放出管１２の先端にはガスが流通する空間を空けてバブルキャップ１０が被されている。バブルキャップ１０の側面には縦長のスリット１１が多数設けられている。スリット１１上端の高さは、確実な水封効果が得られる範囲で背圧を極力小さくするように決められ、運転中のバーンポンドの水面１４を基準として、たとえば４０ｍｍ〜５０ｍｍの深さになるようにされる。
【００１３】
放出管１２とバブルキャップ１０の間に、蓋機構２０が配設されている。蓋機構２０は、蓋部２２と脚部２４と浮き部２６、および図に表示しない案内機構を備える。
浮き部の浮き２６は低密度の樹脂体や気体を充填した中空体などで構成され、水に浸かって蓋機構２０を浮かせるだけの浮力を発生する。脚部２４は蓋部２２と浮き部２６の間をつなぐ部分で、周に沿ってガスが流通する穴がいくつか開いている。図示しない案内機構は、蓋機構２０が的確な位置に移動するために放出管１２と蓋機構２０の間に設けたもので、このような案内機構として、脚部２４に沿って軸体を固定し、この軸体を放出管１２の側面に設ける筒体に通して、蓋部２２が放出管１２先端の開口に必ず密接するように案内する装置がある。なお、案内機構として特別な構造体を用いず、浮き部２６の内法を放出管１２外径より僅かに大きくなるように製作して、放出管１２の外壁面に案内されて上下するようにしてもよい。
【００１４】
本実施例のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置により可燃性ガスを燃焼処理運転している時には、バーンポンドには所定の高さまで水が張られている。バブルキャップ１０内の蓋機構２０は、浮き２６が水に浮いて蓋部２２が放出管１２の口から離れるので、放出管１２からバブルキャップ１０内に可燃性ガスが放出されバブルキャップ１０内の水面１６を低下させる。バブルキャップ１０内の水面１６がスリット１１の上端位置より低くなると、可燃性ガスは、図中に通路１８として示すように、スリット１１をくぐってバーンポンドの水中に放出され、泡となって浮上しバーンポンドの水面１４上で燃焼する。
【００１５】
可燃性ガスの燃焼処理を休止する期間中は、バーンポンドの水面１４を低下させるので、蓋機構２０は浮き２６による支持を失って、蓋部２２が放出管１２の上端に当って開口を塞ぐようになるまで自重で下がり、ガス配管が封止されて外気を配管に侵入させないようにする。
本実施例のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置によると、簡単な機構で構成される蓋機構２０をバブルキャップ部に装着するだけで、運転と休止に伴いバーンポンドの水面１４を上下させることにより自動的に放出管１２を開閉するようになる。また、本実施例に使用する蓋機構２０は、既存のバブルキャップ部にも容易に適用できる。
【００１６】
なお、休止期間中はガス配管および放出管を窒素ガスなどの不活性ガスでシールすることが好ましい。不活性ガスは、図外のイナートガス供給配管を可燃性ガス配管に接続して供給するが、バーンポンドの水面を低下させて放出管を閉止してから配管内部の可燃性ガスを不活性ガスで置換する方法でも、配管内部の可燃性ガスを押し出してから放出管を閉止する方法でもよい。
本実施例のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置を用いると、不活性ガスでガス配管をシールするときにも、ガスが外に漏れないので不活性ガスの消費量が著しく節約できて経済的である。
【実施例２】
【００１７】
図３は本発明の第２の実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置を説明する断面図である。
本実施例は、放出管の先端にブリーザと似た働きをする簡単な蓋機構を取付け、可燃性ガスが供給されるときは蓋が開き、これより低圧の不活性ガス封入時には蓋が閉じて開かないようにしたものである。
【００１８】
図において、バブルキャップ１０を被せた放出管１２の先端に、蓋機構３０を挿入して留めてある。蓋機構３０は、底の中心に設けた穴の周りに中心に向かって傾斜したロート状部材３２を形成し、この穴の上に穴径より大きな直径を有する球形のストップ栓３１を載せることにより構成される。ストップ栓３１は、可燃性ガスの圧力で穴から浮き上がってガスを通すが、これより低圧の窒素ガスでは持ち上げることができず穴が開放されないで気体が流通しない。
【００１９】
なお、蓋機構３０の上端にはストップ栓３１を図中の点線位置３５で抑えるようにした網あるいは格子３３が設けられていて、ストップ栓３１が飛び出さないようになっている。また、放出管１２の先端に係合して固定するための鍔３４を備えて、簡単に装着できるようにしておくと便利である。
本実施例のバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置は、可燃性ガスが供給されている間は自動的に栓が開いて燃焼処理ができ、ストップ栓３１の背圧が低くなると栓がロート状部材３２の穴に落ち込んでガス流路を封止し配管内を外気から遮断する。
【００２０】
したがって、休止期間もバーンポンドの水位１４を低下させるまでもなく配管内を保護して腐食などによる損傷を避けることができる。
なお、上記では蓋機構３０を放出管１２の先端に載置して固定するだけで設置できるように構成されているが、部品それぞれを放出管１２の内側に組み込んで形成するようにしてもよいことは言うまでもない。
また、上記実施例では、穴の周囲は穴に向かって傾斜を設けてストップ栓が自動的に中心の穴に落ち込んで塞ぐようにしてあるが、他の方法でストップ栓を案内すれば、単に穴の開いた平板であってもよい。
【実施例３】
【００２１】
図４は本発明の第３の実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置を説明する断面図である。
本実施例は、放出管の先端を塞ぐストップ栓を手動あるいは自動で開閉させる蓋機構を取付け、可燃性ガスが供給される運転時にはストップ栓を持ち上げて開放状態で固定し、低圧の不活性ガス封入時にはストップ栓を下ろして封止状態で固定するようにしたものである。
【００２２】
図において、バブルキャップ１０を被せた放出管１２の先端に、蓋機構４０を係合させて固定してある。蓋機構４０は、放出管１２の先端開口を直接弁座として利用するストップ栓４１を使用するもので、ストップ栓４１には栓を上下に動かす操作レバー４３を他端に備えるガイド棒４２が取付けられている。また、放出管１２の外壁には、ガイド棒４２を上下方向に案内するガイド孔４４を備えた支持部材が設けられている。ストップ栓４１の当り面は弾性体で形成して、放出管１２の先端開口を密閉することができるようにすることが好ましい。
【００２３】
可燃性ガスの燃焼処理を行うときは、予め手動あるいは遠隔自動でストップ栓４１を図中点線位置４５まで引き上げて止めておき、所定の水位１４まで水を張った後に可燃性ガスを供給して処理する。一方、休止期間には、窒素置換後にストップ栓４１を放出管１２の先端まで引き下げ開口に栓をした状態で固定しておけば、内部の不活性ガスが漏れにくく、また外気が配管中に侵入しないので、不活性ガスの浪費を抑え配管の保全費用を節約して、長期に亘る合理的な運転および保全を行うことができる。
【００２４】
以上、本発明を具現化したバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置の各実施例について、放出管の開口に開閉可能な簡便な蓋機構を仕込むことにより、自動あるいは手動により簡単な操作をもって、ガス配管中に湿気が侵入することを防ぎ、配管寿命を確保して保全コストを低減することができるようになることを説明した。しかし、本発明の技術的思想は、上記説明した実施例に適用が限られるものではなく、当業者が本明細書および特許請求の範囲の記載に基づいて想到し得る上記以外の各種の改変物に応用が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置の運転中の状態を示す断面図である。
【図２】第１実施例の休止中の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置を説明する断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るバブルキャップ式可燃性ガス燃焼処理装置を説明する断面図である。
【図５】従来技術のバーンポンドの構造を説明する側面断面図である。
【図６】従来技術のバブルキャップを説明する正面図である。
【図７】従来技術のバブルキャップにおける運転中の状態を説明する正面図である。
【図８】従来技術のバブルキャップにおける休止中の状態を説明する正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  バブルキャップ
１１  スリット
１２  放出管
１４  バーンポンド水面
１６  バブルキャップ内水面
１８  ガス通路
２０  蓋機構
２２  蓋部
２４  脚部
２６  浮き部または浮き
３０  蓋機構
３１  ストップ栓
３２  ロート状部材
３４  鍔
３３  網または格子
３５  ストップ栓の運転時位置
４０  蓋機構
４１  ストップ栓
４２  ガイド棒
４３  操作レバー
４４  ガイド孔
４５  蓋機構の運転時位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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