フレームアレスタ

アレスタとも呼ばれるフレームアレスタは、気体は通過させるが炎は止めて火災や爆発の拡大を防ぐ装置であり、その名称も「炎防止器」という。 このように、フレームアレスタが使用される場面は実にさまざまです。 消炎装置の選定には、その仕組みと性能の限界を理解する必要があります。

History of Flame Arresters

避雷器の動作原理は、1815年にイギリスの王立研究所教授で有名な化学者のハンフリー・デイビー卿によって発見されました。 イギリスの炭鉱の安全委員会が、デイヴィに技術協力を依頼したのである。 鉱夫が使うオイルランプに含まれる「ファイアランプ」という可燃性ガスが、坑道にしみ込んで爆発するのを防ぐ方法が必要だったのだ。 サー・ハンフリーは、そのガスのほとんどがメタンであることを突き止めた。 メタンがどのような条件で、どのような割合の空気と混ざって燃えるかを調べた。 そこでデイヴィは、メタルガーゼと呼ばれる金網を細かく編んだ背の高い筒で、ランプの炎をしっかりと囲うことにしたのである。 3885>

このスクリーンを通して、十分な明るさを得ることができる。 ランプの芯の周りにある油の炎に使う空気は、スクリーンの下部から入る。 熱い排気ガスは上部から排出される。 空気と一緒に可燃性のメタンが流れ込むと、スクリーンの内側でメタンの炎が燃える。 しかし、メタンの炎もランプの炎も、スクリーンの狭い開口部を通らない。 3885>

現代の消炎器

ハンフリー卿の時代から、多くの産業でさまざまな消炎器が使用されるようになった。 炎が金属などの熱伝導性材料の壁でできた狭い通路を通ろうとするときに、炎から熱を取り除くという同じ原理で作動します。 たとえば、ほとんどのメーカーが製造している消炎器は、圧着波形の金属リボンの層を使用しています。

消炎器は、精製、医薬品、化学、石油化学、パルプと紙、石油探査と生産、下水処理、埋め立て、鉱山、発電、バルク液体輸送など多くの産業で使用されています。 また、炎には酸化以外の発熱反応（熱を発生させる反応）が含まれる場合もある。 可燃性ガスや反応性ガスを発生させるプロセスには、混合、反応、分離、混合、掘削、消化などがある。

最新の消炎装置の仕組み

消炎装置は、可動部のないパッシブな装置です。 3375>この構造は、炎の熱を吸収して炎を消火するよう慎重に構成された均一な開口部のマトリックスを生成し、ユニットの露出側から保護側への炎の伝搬を防止します。 これは点火された蒸気混合物に消火障壁を提供します。

Flame Cell Channel

通常の動作条件の下で、フレームアレスターは配管システムを通してガスまたは蒸気の比較的自由な流れを可能にします。 混合物に点火し、炎が配管を戻り始めると、アレスタは炎がガス源に戻るのを禁止します。

In-line Deflagration or Detonation Flame Arrester

他の主要カテゴリは、消炎および爆轟炎として知られているインライン火炎アレスタで構成されています。 (専門用語ではないが、デフラグレーションは急速な燃焼、デトネーションは爆発を意味する）。 3885>

インライン型消炎器の用途の多くは、液体や固体から発生するガスを回収するシステムである。 このようなシステムは、多くの産業で一般的に使用されており、ベーパーコントロールシステムと呼ばれることもあります。 大気中に放出されるガス、あるいはベーパーコントロールシステムで制御されるガスは、一般に可燃性です。

1. 露出した側 2. 保護された側 3. 3.アレスタエレメントで安定した炎
4.アレスタエレメントが炎を吸収し、消炎する5.アレスタエレメントが炎を吸収し、消炎する。 配管

ベーパーコントロールシステムの1つにベーパーデストラクションシステムというものがある。 高架式フレアシステム、密閉式フレアシステム、バーナーおよび触媒式焼却システム、廃ガスボイラーなどがあります。 ここに含まれるのは、蒸気バランス、冷凍、吸着、吸収、圧縮システムです。

しかし、インライン消炎器は、エンドオブライン用途で使用されることがあります。 たとえば、液体貯蔵タンクのタンクベントバルブの下にインラインユニットを取り付けることができます。

インライン型フレームアレスタの選択
先に説明した閉じ込められた炎のさまざまな動的状態は、爆発圧力と炎速度に関連する膨大なエネルギーにより、プロセスシステムにとって非常に危険なものになる可能性があります。 事態は急速に進行し、破局的な状況に陥ることもあります。 これらの多数の動的状態は炎を停止し、閉じ込められた配管の中の爆発によって引き起こされる巨大な圧力に抗する炎防止プロダクトかプロダクトを提供する挑戦を高める。

限られた炎のための可能な行動の非常に広い範囲は炎防止プロダクトのための2つの特定の問題を引き起こす。 最初に、高圧の deflagration および安定した爆轟の状態に非常に安定した燃焼の速度論があり、炎は非常に速く動きます。 そのため、標準的な低圧から中圧の消炎状態よりもはるかに速く火炎の熱を吸収することができる避雷器でなければならない。 第二に、オーバードライブ爆轟の衝撃波による瞬間的なインパルス圧力は、最大20995kPa（g）（3000psig）の力をアレスタに加えることになる。 このため、アレスタは、標準的な低圧消炎アレスタよりも構造的に優れていなければなりません。

End of Line or Vent-to-AtmosphereFlame Arrester

End of Line or Vent-to-Atmosphere Flame Astasterは、垂直排気口のアプリケーションで火炎保護と組み合わせた自由排気を可能にします。
End-of-line フレームアレスタは、石油貯蔵タンクの通気口などに使用されます。

古典的な用途は、大気中の火災がエンクロージャに侵入するのを防ぐことです。 たとえば、1920年ごろから、油田貯蔵タンクの通気口に消炎器が取り付けられるようになりました。

逆に、精製所などの爆発性雰囲気に引火するのを防ぐために、エンクロージャ内の火災を防ぐ終端消炎器もある。 たとえば、炉の空気入口や排気筒に消炎器を設置することがあります。

Image from Enardo

ライン終端消炎器の選択
ライン終端消炎器は大気爆発や非定常消炎としても呼ばれる、不定形の火炎伝播用に設計されたものです。 プロセスまたはタンク接続部にボルトまたはねじで取り付けるだけです。 これらの設計には、確立されたシンプルな技術が採用されています。 ほとんどの場合、アレスタエレメントを通過する前に火炎を消火するために必要な熱伝達を行う、圧着巻金属リボンの単一エレメントを使用します。

エンドオブライン用途のアレスタを選択する際の主な関心事項は次のとおりです。

• ガスの有害グループ指定または MESG 値
• 持続的な時間の火炎安定化のためのシステムの可能性と比較したアレスタの火炎安定化性能特性
• プロセス ガス温度
• 通気流状態でのアレスタの圧力降下
  ガスの有害性
  • 周囲およびプロセス条件（例えば、極寒の気候、塩水噴霧、化学的に侵食性のあるガスなど）を満たす構造材料。
  • 接続タイプおよびサイズ
  • 計装要件

  API 2000 4.5.2 防爆に関する設計オプションによると：

  A 炎防止器、オープンベントラインまたは圧力/真空バルブへの入口での使用は炎の伝達リスクを減らすための有効な方法である。 ただし、タンクの逃がし通路に消炎器を使用すると、消炎器が適切にメンテナンスされていない場合、過圧や真空による詰まりでタンクが損傷する危険性があるため、ご注意ください。 消炎器の詳細については、ISO 16852、NFPA 69、TRbF 20、EN 12874、FM 6061、USCG 33 CFR 154に記載されています。 消炎器を使用すると、換気システムの圧力損失が増加します。

  避雷器の適切な選択のために、配管構成、動作圧力と温度、酸素濃度、避雷器材料と爆発性ガスグループの互換性を考慮する必要があります。 このような場合、消炎器の選定は、メーカーに相談する必要があります。