スパークアレスター入門 スパークアレスターと野火の防止

歴史
米国では、1800年代初頭から、火災を起こすことで有名なJupiter機関車の煙突にスクリーンが設置されて以来、スパークアレスターは使用されています。 火花防止装置を必要とする最初の法律は1905年に制定され、森林、ブラシ、草に覆われた土地で、その中を、あるいはその近くで運転するエンジンやボイラーに適用されました。

米国農務省（USDA）森林局の設備関連火災対策への取り組みは、1920年代に伐採で使用される外燃機関（蒸気ロバ）で始まりました。

1950年代初頭、USDA森林局は内燃機関を動力とする伐採装置によって引き起こされる火災の数を減らすことに関心を持つようになりました。 この取り組みは、J.P. Fairbanks と Roy Bainer による 1934 年の報告書「Spark Arresters for Motorized Equipment」に基づくものでした。 7883>スパークアレスターは、内燃機関から排出される高温の排気粒子を捕捉・破壊する機械的装置で、直径0.023インチ以上の排気粒子が火災着火の大部分を占めるという研究結果を発表しました。 スパークアレスターが多くの火災を防いだことから、その後、ある種のエンジンにスパークアレスターを義務付ける法律が制定された。 1950年の米国農務省森林局の取り組みの結果、カリフォルニア州サンディマスにあるサンディマス技術開発センター（SDTDC）にスパークアレスタの試験と認定プログラムが設立されました。

1968年4月に自動車技術会（SAE）は、米国農務省森林局と小型エンジンメーカーと共にSAE規格J335を発表しました。 これは小型エンジン（チェンソー、ストリングトリマーなど）に対して、0.023インチ以上のカーボン粒子の流出を禁止するだけでなく、排気ガスの許容温度と排気システムの表面温度を規制する基準を設定したものです。 USDA Forest Service Specification 5100-1 は、汎用エンジン（発電機、オートバイ、農業機械など）に使用されるスパークアレスター排気システムの性能仕様を規定しています。

現在、かなりの数の州、自治体、連邦管理地、すべての USDA Forest Service 地域は、すべての内燃機関または外燃機関に、SAE 規格 J335 や USDA Forest Service Specification 5100-1 で定められた要件を満たすスパークアレスターを装備しなければならないと定めています。 連邦規則集 36 CFR 261.52、および米国農務省森林局ラインオフィサーによって書かれた命令が、この要件を説明しています。

カーボンと内燃エンジン
すべての内燃エンジンは、汚染物質を含むカーボンが主成分の排気粒子を生成します。 これらの粒子は、エンジンや排気システムの内表面に形成された堆積物に由来する。 排気ガスと炭素粒子は、3,000°Fを超える温度でエンジンブロックから排出されることがあります。 排気装置の表面は1,000 °Fの温度に達することがあります。 しかし、野生の燃料はわずか400から500°Fの温度で発火することがあります。

エンジンの状態、またはチューニングの具合は、排気の温度と発生する炭素粒子の大きさと量によって、火災を起こす能力に影響を与えることがあります。 ガスやオイルの種類や質、混合比は、排気粒子の大きさや組成に影響を与えます。 排気装置自体の設計と位置は、ある装置が野火を起こすかどうかに大きく影響します。 温度、湿度、密度はすべて、野生の燃料がどのくらいよく燃えるかに寄与します。

Spark Arresters Categories
Spark Astores は、マルチポジション小型エンジン (MSE) と汎用 (GP) という 2 つの大きなカテゴリに分けることができます。 マルチポジション小型エンジン用スパークアレスターは、チェンソー、ストリングトリマー、ブロワー、刈払機など、手持ち式の機器に使用されるエンジン用に設計されています。 ほとんどのMSEスパークアレスターは、排気粒子を捕捉するためにスクリーンを使用しています。

GPスパークアレスターは、トラクター、オートバイ、または鉄道機関車など、単一の位置にあるエンジンに使用するために設計されています。 汎用エンジン用のスパークアレスタのデザインはいろいろあります。

スパークアレスタの仕組み
スパークアレスタは、直径0.023インチ以上の炭素粒子を捕捉または粉砕する原理で機能する。 常に100%の効果があるわけではありませんが、スパークアレスターを適切に設置し、メンテナンスすることで、火災のリスクを大幅に軽減することができます。 最も一般的なタイプの火花防止装置は、排気システム内の炭素粒子を捕捉します。 この装置は、大きな炭素粒子を排気から排除することで機能します。 遠心力によって、重い炭素粒子はアレスタの内壁に投げつけられ、トラップに誘導されます。 最も一般的なスクリーニングタイプは、スクリーンまたはディスクを使用します。 ディスクタイプの設計では、ディスクを追加して背圧を下げ、排気流量を増加させることができます。

ターボチャージャー、スーパーチャージャー、およびマフラー
ターボチャージャーは、コンプレッサーを回すために働くタービンを回すために排ガスを使用します。 ターボチャージャーは、排気ガスが100％タービンを通過するときに、スパークアレスタの機能を発揮します。 ウェイストゲートを持つターボチャージャーは、排気の一部がタービンホイールをバイパスするため、スパークアレスターとして機能しません。

スーパーチャージャーは、排気ガスを使用せず、エンジンに直接連結されています。

マフラーは、エンジンから出る騒音を抑えるためのもので、効果的なスパークアレスターとはみなされません。 触媒コンバーターも効果的なスパークアレスターとはみなされません。 触媒コンバーターは、乾燥した植物と接触して火災を起こすのに十分な高温に達することがあります。 MSEスパークアレスターには、有害な排出物を減らすために触媒要素を持つものがいくつかあります。 これらの避雷器はSAE J335に従ってテストされ、認定されています。

設置とメンテナンス、誰の責任？
メンテナンスが不十分だと、通常は標準以下の装置性能と火災リスクの増加につながるため、優れた避雷器のメンテナンスが不可欠です。 法律や規制では、スパークアレスタがすでに設置された状態で販売されることは義務付けられていません。 販売時にアレスタが提供されていれば、その要件は満たされています。 所有者またはオペレーターは、スパークアレスターが必要な機器を合法的に操作する責任があります。

スパークアレスターとマフラー、その違いは？
スパークアレスターは、閉じ込められた炭素を除去する方法を備えていなければなりません。 ほとんどのGPアレスタにはクリーンアウトプラグがあり、MSEスパークアレスタにはスクリーンを清掃する手段があります。 また、スパークアレスターにはブランド名とモデル名が必要です。 スパークアレスターであることが確認されると、次にその装置が適格であるかどうかが判断されます。 USDA Forest Service Approved！」などのラベルがあっても、そのアレスタが適格であるとは言えません。 米国農務省森林局は、メーカーにスパークアレスタのメーカー名とモデル名を表示するよう求めているだけです。 MSEスパークアレスターは、電源ユニットと一緒に認定されます。 スパークアレスターは小型のため、完全な排気システム番号とブランド名を表示することは困難です。 メーカーは、パワーユニット自体にラベルを貼ることのみ義務付けられています。

スパークアレスターガイド
スパークアレスターガイドは、内燃エンジンに使用する認定スパークアレスターの情報を提供する唯一の権威ある業界情報源です。 認定されたスパークアレスタを特定する場合は、このガイドを使用してください。 スパークアレスタの番号がこのガイドに記載されている場合、SDTDCはそのアレスタを評価しています。

このガイドには2巻あります。 一般用途と機関車、第1巻、およびマルチポジション小型エンジン、第2巻です。 ガイドの改訂版は毎年発行されています。 したがって、各巻は2年ごとに発行されます。 四半期ごとに更新されるオンラインガイドは、USDA Forest Serviceのイントラネットhttp://www.fsweb.sdtdc.wo.fs.fed.usで利用可能です。

追加情報
このTech Tipでは、スパークアレスタについて幅広く紹介しています。 このシリーズには、他に4つのTech Tipがあります。 スパークアレスターに関する詳細情報、または関連する他のTech Tipのコピーをご希望の場合は、

USDA Forest Service
San Dimas Technology and Development Center
444 East Bonita Ave.
San Dimas, CA 91773

Attn: Spark Arrester Program Leader or http://www.fsweb.sdtdc.wo.fs.fed.us