[发明专利]爆炸防护型火焰防阻器及其火焰防阻元件

说明书

技术领域

本发明为一种爆炸防护型火焰防阻器及其火焰防阻元件，该爆炸防护型火焰防阻器，其包含一圆筒状外壳、一圆筒状火焰防阻元件；该圆筒状火焰防阻元件是由一圆筒状火焰阻隔桶、一封闭型半圆球形爆炸冲击波缓冲器及一开放型半圆球形爆炸冲击波缓冲器所组成；该圆筒状外壳具有两端法兰，可供安装在管线上。使用时，该圆筒状火焰防阻元件是安装于该圆筒状外壳的内部，使圆筒状火焰防阻元件与圆筒状外壳间形成一个环状通道，并利用圆筒状外壳的两端法兰安装在管线上；气体火焰波可以经由该圆筒状火焰防阻元件的封闭型半圆球形爆炸冲击波缓冲器产生激烈的转弯、降低冲击力，然后利用气体的压力通过该圆筒状火焰防阻元件的圆筒状火焰阻隔桶将火焰熄灭，其后，气体再经开放型半圆球形爆炸冲击波缓冲器产生激烈的转弯，达成熄焰及抑制爆炸冲击波的效果。

背景技术

近年来化工厂、电子科技大厂发生不少易燃易爆气体外泄，引发了整座工厂气爆。根据事故调查结果，发生气爆原因大多为易燃易爆气体从设备、管道或法兰外泄，火焰发生回火现象，酿成工厂大火。市面上销售的火焰防阻器大部分是为了排气管道末端、桶槽排气口或相连管道间的火焰防阻而设计，但是近年来由于全球气候变迁，地震频传，连接管道的法兰很容易受到极端气候的影响或地震的错动，而发生泄漏，进而引发火灾或爆炸，火焰并经由管道蔓延传递，造成极为严重的生命及财务损失。本发明乃利用火焰防止的基本原理，设计开发崭新的爆炸防护型火焰防阻器。

爆炸防护型火焰防阻器是指可以套用在容器开口处或连接在管路系统上，使得气体可以流通经过，但是可以抑制以超音速传递且呈现冲击波形式的火焰；亦即，其目的是防止爆炸冲击波的传递。第一个爆炸防护型火焰防阻器是在1990年3月20日由Nicholas Roussakis等人为了因应美国环境保护署的清静空气法(Clean Air Act)所研发的美国专利U.S.Patent 4,909,730；其后，因为产业界的需求，陆续已经有许多专利产生，如下列：

U.S.Patent 5,402,603-Robert L.Henley，于1995年4月4日取得专利；

U.S.Patent 5,415,233——Nicholas Roussakis&Dwight E Brooker，于1995年5月16日取得专利；

U.S.Patent 6,644,961——Dwight E Brooker于2003年11月11日取得专利；

U.S.Patent 6,699,035——Dwight E Brooker于2004年12月6日提出；

U.S.Patent 7,056,114——Dwight E Brooker于2006年6月6日提出.

火焰防阻器主要应用于爆炸性物质(combustible material)的火焰防阻，所谓的爆炸性物质是指易燃性气体、易燃性液体的蒸气或可燃性液体的蒸气，当与空气混合后，会很容易产生燃烧反应或蔓延产生快速反应而变成爆炸。

火焰防阻器是用于阻挡火焰冲击波传递的装置，其基本作用原理有以下三种：

(1)传热作用

燃烧所需要的必要条件之一就是要达到着火点。气体的温度如果低于着火点，燃烧就会停止。依照这一原理，只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下，就可以阻止火焰的蔓延。当火焰通过火焰防阻器的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计火焰防阻器内部的火焰防阻元件时，则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积，强化传热，使火焰温度降到着火点以下，从而阻止火焰蔓延。

(2)器壁效应

燃烧与爆炸是受外来能量的激发，分子键遭到破坏，产生活化分子，活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基，自由基与其它分子相撞，生成新的产物，同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。当燃烧的可燃性气体通过火焰防阻元件的狭窄通道时，自由基与通道壁的碰撞机率增大，会使得参加反应的自由基减少。当火焰防阻器的通道窄到一定程度时，自由基与通道壁的碰撞变成主导地位，由于自由基数量急剧减少，反应就不能继续进行，也即燃烧反应不能通过火焰防阻器继续传播。

(3)最大实验安全间隙-MESG值