JP2010203987A - Method of determining ignition delay time in measurement of minimum ignition energy of dust - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法に関する。さらに詳しくは、吹き上り法により粉じん雲を形成する粉じん爆発試験装置を使用した粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法に関する。 The present invention relates to a method for determining an ignition delay time in measurement of minimum ignition energy of dust. More specifically, the present invention relates to a method for determining the ignition delay time in the measurement of the minimum ignition energy of dust using a dust explosion test apparatus that forms a dust cloud by the blow-up method.
ある一定濃度の粉じんが気体中に浮遊している場合に、火花などにより粉じんに着火すると粉じん爆発が生じる。かかる粉じん爆発は、小麦粉等の食品やプラスチック粉末、金属粉末等種々の粉体において生じる現象であるので、各種粉体の粉じん爆発を予防する上では、各種粉体についてそれぞれ粉じん爆発が生じる条件を把握することが重要である。 When a certain concentration of dust is floating in the gas, a dust explosion occurs when the dust is ignited by a spark or the like. Such dust explosion is a phenomenon that occurs in foods such as wheat flour, various powders such as plastic powders, metal powders, etc. Therefore, in order to prevent dust explosions of various powders, the conditions under which dust explosions occur for various powders are set. It is important to understand.
各種粉体について粉じん爆発が生じる条件を把握するために、各種粉体の最小発火エネルギーを測定することが行われている。
各種粉体の最小発火エネルギーは、その各種粉体が気体中に均一混合された状態で測定することが理想であるが、かかる状態を得ることは非常に難しい。このため、粉じんを形成する方法等の条件が変われば、得られる最小発火エネルギーの値が大きく異なってしまう可能性がある。
In order to grasp the conditions under which dust explosion occurs for various powders, the minimum ignition energy of various powders is measured.
The minimum ignition energy of various powders is ideally measured in a state where the various powders are uniformly mixed in a gas, but it is very difficult to obtain such a state. For this reason, if conditions, such as a method of forming dust, change, the value of the minimum ignition energy obtained may change greatly.
最小発火エネルギーの測定精度を一定に保つために、実験装置や試料粉じんの事前処理等を規定した測定方法が定められているが、その一つにＣＥＮ（欧州標準化委員会）によって作成された欧州規格がある。この欧州規格では、粉じんの最小発火エネルギーは、ハルトマン型円筒を用いて以下の手順で測定することが規定されている（非特許文献１）。 In order to keep the measurement accuracy of the minimum ignition energy constant, a measurement method that prescribes experimental equipment and sample dust pre-treatment, etc. has been established, one of which is Europe created by CEN (European Standards Commission) There is a standard. This European standard stipulates that the minimum ignition energy of dust is measured by the following procedure using a Hartmann type cylinder (Non-patent Document 1).
（手順１）
試験する粉体（試験粉体）によって所定の濃度の粉じん雲を形成し、この粉じん雲に対して放電による火花によって着火する着火試験を繰り返す。そして、１０回の着火試験において、すべてで発火しなくなるまで、火花を形成するエネルギー（火花エネルギー）を段階的（例えば、５０％ずつ）に低下させて、最低エネルギーを求める。この間、粉じん濃度および着火遅延時間は一定に保たれる。なお、試験は、所定の濃度の粉じん雲に確実に発火させることができる火花エネルギー値から試験を開始する。また、着火遅延時間とは、試験粉体が試験装置内（ハルトマン型円筒内）に分散・浮遊し始めた時点から着火源を起動させるまでの時間を意味している。
（手順２）
手順１で明らかになった最低エネルギーのままで、粉じん濃度を変えて着火試験を繰り返す。そして、ある粉じん濃度で発火が発生した場合は、その濃度において手順１を行い、その濃度において新たに最低エネルギーを求める。そして、新たな最低エネルギーにおいて粉じん濃度を変えて着火試験を繰り返す。この手順を繰り返して、全ての粉じん濃度において発火が発生しなくなる最低エネルギーを求める。なお、この間も、着火遅延時間は一定に保たれる。
（手順３）
上記手順１、手順２を着火遅延時間を変化させて繰り返せば、各着火遅延時間について最低エネルギーが求められるので、粉じん濃度および着火遅延時間の影響も考慮した、試験粉体の粉じん雲に発火が生じない最高エネルギー（Ｅ１）を求める。そして、最高エネルギー（Ｅ１）が見つかると、発火が生じる最低エネルギー（Ｅ２）を求める。
すると、最低エネルギー（Ｅ２）と最高エネルギー（Ｅ１）との間の値として、試験する粉体の最小発火エネルギーが得られる。
(Procedure 1)
A dust cloud having a predetermined concentration is formed by the powder to be tested (test powder), and an ignition test is repeated in which the dust cloud is ignited by a spark caused by discharge. Then, in the 10 ignition tests, the energy for forming a spark (spark energy) is lowered stepwise (for example, by 50%) until no ignition occurs at all, and the minimum energy is obtained. During this time, the dust concentration and the ignition delay time are kept constant. In addition, a test starts a test from the spark energy value which can make a dust cloud of a predetermined | prescribed density | concentration reliably ignite. The ignition delay time means the time from when the test powder starts to disperse and float in the test apparatus (Hartmann cylinder) until the ignition source is activated.
(Procedure 2)
The ignition test is repeated while changing the dust concentration with the lowest energy revealed in step 1. When ignition occurs at a certain dust concentration, procedure 1 is performed at that concentration, and a new minimum energy is obtained at that concentration. Then, the ignition test is repeated while changing the dust concentration at the new minimum energy. Repeat this procedure to determine the lowest energy at which ignition does not occur at all dust concentrations. During this time, the ignition delay time is kept constant.
(Procedure 3)
If procedure 1 and procedure 2 are repeated while changing the ignition delay time, the minimum energy is obtained for each ignition delay time. Therefore, the dust cloud of the test powder is ignited in consideration of the influence of the dust concentration and the ignition delay time. The highest energy (E 1 ) that does not occur is obtained. When the highest energy (E 1 ) is found, the lowest energy (E 2 ) at which ignition occurs is obtained.
The minimum ignition energy of the powder to be tested is then obtained as a value between the lowest energy (E 2 ) and the highest energy (E 1 ).
しかるに、上記規格の手順による試験では、粉じん濃度や着火遅延時間を変えながら、粉じん雲の形成、着火を繰り返し行わなければならないので、一つの試験粉体について最小発火エネルギーを求めるだけでも非常に多くの手間を要し、また、非常に長時間を要するという問題がある。 However, in the test according to the above-mentioned standard procedure, dust cloud formation and ignition must be repeated while changing the dust concentration and ignition delay time, so it is very much to find the minimum ignition energy for one test powder. There is a problem that it takes a lot of time and takes a very long time.
本発明は上記事情に鑑み、着火遅延時間を変えて実験を行う回数を減らすことができ、試験時間を短縮できる粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for determining the ignition delay time in the measurement of the minimum ignition energy of dust, which can reduce the number of times of performing experiments by changing the ignition delay time, and can shorten the test time.
第１発明の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法は、ハルトマン型円筒の下端より粉体を吹き上げ、該粉体と気体とが混在する混合物に着火して最小発火エネルギーを測定する方法における最適着火遅延時間決定する方法であって、前記ハルトマン型円筒内に前記粉体を吹き上げた後、前記混合物に着火せずに前記ハルトマン型円筒内における前記粉体の動きを観察し、該観察された粉体の動きに基づいて最適着火遅延時間を決定することを特徴とする粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法。
第２発明の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法は、第１発明において、前記ハルトマン型円筒内における前記粉体の動きを高速度カメラによって撮影し、該高速度カメラによって撮影された画像に基づいて最適着火遅延時間を決定することを特徴とする。
第３発明の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法は、第１または第２発明において、前記混合物の上部が前記ハルトマン型円筒の上部に到達した後、前記混合物中の粉体が一様に沈降し始めるまでの時間を最適着火遅延時間とすることを特徴とする。
The method of determining the ignition delay time in the measurement of the minimum ignition energy of the dust according to the first invention is a method for measuring the minimum ignition energy by blowing up the powder from the lower end of the Hartmann cylinder and igniting the mixture containing the powder and gas. And determining the optimum ignition delay time in the Hartmann cylinder after the powder is blown up into the Hartmann cylinder and observing the movement of the powder in the Hartmann cylinder without igniting the mixture. A method for determining an ignition delay time in a measurement of minimum ignition energy of dust, wherein an optimum ignition delay time is determined based on the movement of the measured powder.
The ignition delay time determination method for measuring the minimum ignition energy of dust according to the second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the movement of the powder in the Hartmann type cylinder is photographed by a high-speed camera and photographed by the high-speed camera. The optimum ignition delay time is determined based on the image.
The ignition delay time determination method for measuring the minimum ignition energy of dust according to the third aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect, wherein after the upper part of the mixture reaches the upper part of the Hartmann cylinder, the powder in the mixture In this way, the time until it begins to settle is set as the optimum ignition delay time.
第１発明によれば、混合物に着火せずに混合物の動きを観察するので、最小発火エネルギー測定を行う上で最適なタイミングを把握できる。すると、粉体の吹き上げを開始してからこのタイミングまでの時間を最適着火遅延時間として、この最適着火遅延時間に火花を発生させる着火試験を行えば、粉じん雲に発火が生じない最高エネルギーや粉じん雲ｍに発火が生じる最低エネルギーを求めることができる。よって、火花を発生させる時間を順次変化させながら最高エネルギーや最低エネルギーを求める場合に比べて、試験を繰り返す回数を少なくでき、試験期間を短縮できる。
第２発明によれば、ハルトマン円筒内における混合物の極短時間の動きを静止画像やスローモーション画像によって確認できるので、最適なタイミングをより正確に把握することができる。
第３発明によれば、ハルトマン円筒内に粉体が均一分散した状態に近くなるので、最適着火遅延時間をより適切に決定することができる。
According to the first invention, since the movement of the mixture is observed without igniting the mixture, it is possible to grasp the optimum timing for performing the minimum ignition energy measurement. Then, if the ignition test that generates sparks during this optimum ignition delay time is set as the optimum ignition delay time from the start of powder blowing up to this timing, the maximum energy and dust that does not cause ignition in the dust cloud It is possible to obtain the minimum energy at which ignition occurs in the cloud m. Therefore, the number of times the test is repeated can be reduced and the test period can be shortened as compared with the case of obtaining the maximum energy and the minimum energy while sequentially changing the time for generating the spark.
According to the second invention, since the extremely short-time movement of the mixture in the Hartmann cylinder can be confirmed by a still image or a slow motion image, the optimum timing can be grasped more accurately.
According to the third aspect of the invention, since the powder is close to being uniformly dispersed in the Hartmann cylinder, the optimal ignition delay time can be determined more appropriately.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の着火遅延時間決定方法は、粉じんの最小発火エネルギーを測定する際に、粉体の挙動を画像で確認することによって、粉じんに着火することなく、適正な着火遅延時間（最適着火遅延時間）をおおまかに決定できるようにしたことに特徴を有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The ignition delay time determination method according to the present invention, when measuring the minimum ignition energy of dust, confirms the behavior of the powder with an image, so that an appropriate ignition delay time (optimum ignition delay time) can be obtained without igniting the dust. ) Can be roughly determined.
まず、本発明の着火遅延時間決定方法を説明する前に、着火遅延時間および最適着火遅延時間について説明する。
着火遅延時間とは、粉体と空気の混合物（以下、粉じん雲という）を形成するためにハルトマン型円筒１０内に粉体を吹き上げて、粉体がハルトマン型円筒１０内分散・浮遊し始めた時点から放電するまでの時間を意味している。
一方、最適着火遅延時間とは、あらゆる粉じん濃度において、最も小さい放電エネルギー（最低エネルギー（Ｅ２））で粉じんに着火できる着火遅延時間のことである。
（ハルトマン型円筒１０の説明）
First, before explaining the ignition delay time determination method of the present invention, the ignition delay time and the optimum ignition delay time will be described.
The ignition delay time means that powder is blown up into the Hartmann cylinder 10 to form a mixture of powder and air (hereinafter referred to as dust cloud), and the powder begins to be dispersed and suspended in the Hartmann cylinder 10. It means the time from discharge to discharge.
On the other hand, the optimum ignition delay time is an ignition delay time that can ignite dust with the smallest discharge energy (minimum energy (E 2 )) at any dust concentration.
(Description of Hartmann cylinder 10)
つぎに、本発明の着火遅延時間決定方法に使用するハルトマン型円筒１０について説明する。
図１において、符号１０はハルトマン型円筒を示している。このハルトマン型円筒１０は、粉じんの最小発火エネルギーの測定等に使用される装置であり、中空な内部を外部から視認できる、ガラス等によって形成された透明円筒１１を備えている。この透明円筒１１内の中空な空間11a内には、互いに対向するように配置された一対の放電電極１２，１２を有している。この一対の放電電極１２，１２は、放電用電源回路に接続されており、この放電用電源回路から電圧が印加されると、一対の電極１２，１２間に放電が発生し火花が形成されるように配置されている。
Next, the Hartmann cylinder 10 used in the ignition delay time determination method of the present invention will be described.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a Hartmann cylinder. The Hartmann-type cylinder 10 is a device used for measuring the minimum ignition energy of dust and the like, and includes a transparent cylinder 11 formed of glass or the like that can visually recognize the hollow interior from the outside. A hollow space 11a in the transparent cylinder 11 has a pair of discharge electrodes 12 and 12 arranged so as to face each other. The pair of discharge electrodes 12 and 12 are connected to a discharge power supply circuit. When a voltage is applied from the discharge power supply circuit, a discharge is generated between the pair of electrodes 12 and 12 to form a spark. Are arranged as follows.
この透明円筒１１はその下端が閉塞されており、その下端では貫通孔でのみ外部と連通されている。この貫通孔の外端には、透明円筒１１内に加圧空気を吹き込むため配管１５が連通されており、一方、貫通孔の内端にはノズル１３が設けられている。このノズル１３は、配管１５と貫通孔を通って供給された加圧空気の流れを、上向きから下向きに変更するために設けられている。
なお、配管１５は加圧空気を透明円筒１１内に供給しうる、例えば、ボンベやコンプレッサ等の手段に接続されている。そして、配管１５に介装されている電磁弁１６を開閉することによって、透明円筒１１内への加圧空気の供給停止を制御できるようになっている。
The lower end of the transparent cylinder 11 is closed, and the lower end communicates with the outside only through a through hole. A pipe 15 is communicated with the outer end of the through hole in order to blow pressurized air into the transparent cylinder 11, while a nozzle 13 is provided at the inner end of the through hole. The nozzle 13 is provided to change the flow of pressurized air supplied through the pipe 15 and the through hole from upward to downward.
The pipe 15 is connected to means such as a cylinder or a compressor that can supply pressurized air into the transparent cylinder 11. And the supply stop of the pressurized air in the transparent cylinder 11 can be controlled by opening and closing the electromagnetic valve 16 interposed in the pipe 15.
また、透明円筒１１の下端部内底面には、最適着火遅延時間を測定する対象である粉体を配置するための凹部11cが設けられている。この凹部11cは、前記ノズル１３の周囲を囲むように形成されている。 In addition, a concave portion 11c is provided on the inner bottom surface of the lower end portion of the transparent cylinder 11 for placing powder that is an object for measuring the optimum ignition delay time. The recess 11c is formed so as to surround the periphery of the nozzle 13.
一方、透明円筒１１の上端には蓋状部材１４が設けられている。この蓋状部材１４は、透明円筒１１の上端開口部分と対応する位置に、空気が通過できるが粉体は通過できない粉体遮断部を備えている。この粉体遮断部の構造はとくに限定されないが、例えば、蓋状部材１４に設けた貫通孔を通気性を有する紙等によって塞いだ構造等とすることができる。
（ハルトマン型円筒１０を用いた粉じん雲形成の説明）
On the other hand, a lid-like member 14 is provided at the upper end of the transparent cylinder 11. The lid-like member 14 is provided with a powder blocking portion that can pass air but cannot pass powder at a position corresponding to the upper end opening of the transparent cylinder 11. The structure of the powder blocking part is not particularly limited. For example, a structure in which a through hole provided in the lid-like member 14 is closed with air-permeable paper or the like can be used.
(Description of dust cloud formation using the Hartmann cylinder 10)
以上のごとき構造であるから、以下の方法によって、ハルトマン型円筒１０内に所定の濃度の粉じん雲を形成することができる。 Since the structure is as described above, a dust cloud having a predetermined concentration can be formed in the Hartmann cylinder 10 by the following method.
まず、着火凹部11cに所定の量の粉体を配置して電磁弁１６を開くと、配管１５と貫通孔を通って、透明円筒１１内に加圧空気が供給される。加圧空気は、ノズル１３によって下方に流れるように流動方向が変えられるので、加圧空気が凹部11c内の粉体に吹き付けられる。すると、粉体は透明円筒１１内に舞い上がり、透明円筒１１内には粉じん雲が形成される。
ここで、透明円筒１１の蓋状部材１４には空気が通過できる粉体遮断部が設けられているので、透明円筒１１内に供給された加圧空気は粉体遮断部に向かって流動する。言い換えれば、加圧空気は透明円筒１１の上端に向かって流動する。すると、加圧空気とともに粉じん雲も透明円筒１１の上端に向かって移動するから、透明円筒１１内全体に粉じん雲が拡がった状態になる。つまり、粉体が透明円筒１１内全体に分散・浮遊した状態となるのである。
First, when a predetermined amount of powder is placed in the ignition recess 11c and the electromagnetic valve 16 is opened, pressurized air is supplied into the transparent cylinder 11 through the pipe 15 and the through hole. Since the flow direction of the pressurized air is changed so as to flow downward by the nozzle 13, the pressurized air is sprayed onto the powder in the recess 11c. Then, the powder rises into the transparent cylinder 11, and a dust cloud is formed in the transparent cylinder 11.
Here, since the lid member 14 of the transparent cylinder 11 is provided with a powder blocking part through which air can pass, the pressurized air supplied into the transparent cylinder 11 flows toward the powder blocking part. In other words, the pressurized air flows toward the upper end of the transparent cylinder 11. Then, since the dust cloud moves toward the upper end of the transparent cylinder 11 together with the pressurized air, the dust cloud spreads throughout the transparent cylinder 11. That is, the powder is dispersed and suspended throughout the transparent cylinder 11.
なお、透明円筒１１内全体に粉じん雲が形成された状態で一対の電極１２，１２間に放電を発生させれば、粉じん雲に着火することもできる。
また、着火凹部11cに配置する粉体の量は、透明円筒１１内全体に均一な粉じん雲が形成されたときに所定の粉じん濃度となるように、透明円筒１１の容積に基づいてその量（重量）が調整される。
（本発明の装置の説明）
In addition, if a discharge is generated between the pair of electrodes 12 and 12 in a state where the dust cloud is formed in the entire transparent cylinder 11, the dust cloud can be ignited.
The amount of powder disposed in the ignition recess 11c is based on the volume of the transparent cylinder 11 so that a predetermined dust concentration is obtained when a uniform dust cloud is formed in the entire transparent cylinder 11 ( Weight) is adjusted.
(Description of the device of the present invention)
図１に示すように、本発明の着火遅延時間を決定する方法に使用する装置（以下、着火遅延時間決定装置１という）では、上述したハルトマン型円筒１０に加えて、画像を撮影する撮影手段である高速度カメラ２０を備えている。この高速度カメラ２０は、前記ハルトマン型円筒１０の側方において、ハルトマン型円筒１０内を撮影できる位置に配設されている。この高速度カメラ２０の性能はとくに限定されないが、ハルトマン型円筒１０内における粉体の動きを捉えるためには、500コマ／秒程度の機能を有するものが好ましい。
なお、ハルトマン円筒１０内における粉体の動きを撮影する手段は、高速度カメラ２０に限らず、デジタルビデオカメラでもよいが、高速度カメラ２０を用いれば、静止画像やスローモーション画像によって極短時間の粉体の動きでも確認できるので、最適なタイミングをより正確に把握することができる。
As shown in FIG. 1, in the apparatus used for the method for determining the ignition delay time according to the present invention (hereinafter referred to as the ignition delay time determining apparatus 1), in addition to the Hartmann-type cylinder 10 described above, photographing means for photographing an image. The high-speed camera 20 is provided. The high-speed camera 20 is disposed on the side of the Hartmann cylinder 10 at a position where the inside of the Hartmann cylinder 10 can be photographed. Although the performance of the high-speed camera 20 is not particularly limited, in order to capture the movement of the powder in the Hartmann type cylinder 10, one having a function of about 500 frames / second is preferable.
The means for photographing the movement of the powder in the Hartmann cylinder 10 is not limited to the high-speed camera 20, but may be a digital video camera. However, if the high-speed camera 20 is used, a very short time is required depending on a still image or a slow motion image. The movement of the powder can also be confirmed, so the optimum timing can be grasped more accurately.
なお、高速度カメラ２０が、十分に長い撮影可能時間（例えば、数秒以上）が有するものであれば、高速度カメラ２０による撮影を開始した後、手動操作などによって電磁弁１６を開いても、最適着火遅延時間と考えられるタイミング前後の画像も十分に撮影できる。
しかし、図１に示すように、高速度カメラ２０と電磁弁１６の作動を制御する制御手段３０を設けておけば、高速度カメラ２０の撮影時間を有効に活用することができる。例えば、制御手段３０によって高速度カメラ２０の撮影開始タイミングと電磁弁１６の開閉タイミングの両方を制御するようにしておけば、電磁弁１６を開いて円筒内に空気を供給したタイミング、又は、空気を供給したタイミングから所定の期間経過後に、高速度カメラ２０による撮影を開始させることができる。すると、粉じん雲形成前の期間を撮影した時間を少なくできるので、高速度カメラ２０の撮影可能時間が短い場合には好ましい。
（本発明の方法の説明）
If the high-speed camera 20 has a sufficiently long shooting time (for example, several seconds or more), even if the electromagnetic valve 16 is opened by manual operation after starting shooting with the high-speed camera 20, Images before and after the timing considered to be the optimal ignition delay time can also be taken sufficiently.
However, as shown in FIG. 1, if the control means 30 for controlling the operation of the high-speed camera 20 and the electromagnetic valve 16 is provided, the shooting time of the high-speed camera 20 can be used effectively. For example, if both the imaging start timing of the high-speed camera 20 and the opening / closing timing of the solenoid valve 16 are controlled by the control means 30, the timing at which the solenoid valve 16 is opened and air is supplied into the cylinder, or the air Shooting by the high-speed camera 20 can be started after a lapse of a predetermined period from the timing of supplying. Then, since the time which image | photographed the period before dust cloud formation can be decreased, it is preferable when the imaging | photography possible time of the high speed camera 20 is short.
(Description of the method of the present invention)
つぎに、上記装置１を用いて本発明の着火遅延時間を決定する方法（以下、着火遅延時間決定方法という）を説明する。 Next, a method for determining the ignition delay time of the present invention using the device 1 (hereinafter referred to as an ignition delay time determination method) will be described.
本発明の着火遅延時間決定方法では、ハルトマン型円筒１０内に粉じん雲を形成させるときに、粉じん雲に着火せず、粉じん雲の挙動を高速度カメラ２０によって撮影する。そして、高速度カメラ２０によって撮影された画像から粉体の挙動を確認して、最適着火遅延時間をおおまかに決定する。 In the ignition delay time determination method of the present invention, when a dust cloud is formed in the Hartmann cylinder 10, the dust cloud is not ignited and the behavior of the dust cloud is photographed by the high-speed camera 20. Then, the behavior of the powder is confirmed from the image photographed by the high-speed camera 20, and the optimum ignition delay time is roughly determined.
最適着火遅延時間と考えられるタイミングは、粉体が気体中に均一混合された状態であると考えられる。かかる状態を特定する方法は種々考えられるが、例えば、ハルトマン型円筒１０内に吹き上げられた粉体と空気の混合物（粉じん雲）が、ハルトマン型円筒１０の上部、つまり、蓋状部材１４に到達した後、粉じん雲が一様に沈降し始めるまでの時間を最適着火遅延時間とすることができる。
この時間を最適着火遅延時間とすることができるのは、加圧空気をハルトマン型円筒１０内に供給したことによって生じる粉じん雲が、ハルトマン型円筒１０内において、以下のごとき挙動をするからである。
The timing considered to be the optimum ignition delay time is considered to be a state in which the powder is uniformly mixed in the gas. Various methods for specifying such a state are conceivable. For example, a mixture of powder and air blown into the Hartmann cylinder 10 (dust cloud) reaches the upper part of the Hartman cylinder 10, that is, the lid member 14. After that, the time until the dust cloud begins to settle uniformly can be set as the optimum ignition delay time.
The reason why this time can be set as the optimum ignition delay time is that the dust cloud generated by supplying the pressurized air into the Hartmann cylinder 10 behaves in the Hartman cylinder 10 as follows. .
まず、電磁弁１６を開いて加圧空気がハルトマン型円筒１０内に供給されると、粉体は加圧空気によって吹き上げられ、粉じん雲ｍが形成される。このとき円筒１１の上端に設けられている蓋状部材１４は空気を通すので、空気の上方への流れに乗って粉じん雲ｍは上方に移動しながら拡散していく（図２（Ａ））。 First, when the electromagnetic valve 16 is opened and pressurized air is supplied into the Hartmann cylinder 10, the powder is blown up by the pressurized air, and a dust cloud m is formed. At this time, since the lid-like member 14 provided at the upper end of the cylinder 11 allows air to pass therethrough, the dust cloud m is diffused while moving upward as the air flows upward (FIG. 2A). .
所定の量の加圧空気を透明円筒１１内に供給すると電磁弁１６が閉じられ、加圧空気の供給が停止される。すると、空気の上方への流れは徐々に遅くなるが、しばらくは上方への流れが継続するので、粉じん雲ｍの上方への移動と透明円筒１１内への粉じん雲ｍの拡散も継続する（図２（Ｂ））。このとき、粉じん雲ｍは拡散によってその濃度は低下し、所定の濃度に近づいていく。 When a predetermined amount of pressurized air is supplied into the transparent cylinder 11, the electromagnetic valve 16 is closed and the supply of pressurized air is stopped. Then, although the upward flow of air gradually slows down, the upward flow continues for a while, so the upward movement of the dust cloud m and the diffusion of the dust cloud m into the transparent cylinder 11 also continue ( FIG. 2 (B)). At this time, the density of the dust cloud m decreases due to diffusion and approaches a predetermined density.
そして、粉じん雲ｍの上端が蓋状部材１４まで到達する頃には、空気の上方への流れは停止する（図２（Ｃ））。すると、粉じん雲ｍはしばらく透明円筒１１内を漂い、その後、粉じん雲ｍは下方に移動を開始する（図２（Ｄ））。
つまり、透明円筒１１内において、粉じん雲ｍの上端が蓋状部材１４まで到達した後、粉じん雲ｍが一様に沈降し始めるまでの期間は、粉じん雲ｍを構成する粉体の移動が最も少なくなる。言い換えれば、透明円筒１１内における空気の流れが非常に弱くなった状態となる。
しかも、この期間は粉じん雲ｍが最も広い範囲に拡散した状態となっているので、透明円筒１１内において粉じん雲ｍが最も均一に分散した状態となる。
Then, when the upper end of the dust cloud m reaches the lid-like member 14, the upward flow of air stops (FIG. 2C). Then, the dust cloud m drifts in the transparent cylinder 11 for a while, and then the dust cloud m starts moving downward (FIG. 2D).
That is, in the transparent cylinder 11, the movement of the powder constituting the dust cloud m is the most during the period from when the upper end of the dust cloud m reaches the lid member 14 until the dust cloud m begins to settle uniformly. Less. In other words, the air flow in the transparent cylinder 11 becomes very weak.
In addition, during this period, the dust cloud m is diffused in the widest range, so that the dust cloud m is most uniformly dispersed in the transparent cylinder 11.
ここで、粉じん雲ｍが同じ濃度であれば、ハルトマン型円筒１０内の空気の流れが弱いほど粉じん雲ｍは着火しやすいと考えられる。
すると、粉じん雲がハルトマン型円筒１０の蓋状部材１４に到達した後、粉じん雲が一様に沈降し始めるまでの時間は、ハルトマン型円筒１０内に粉体が均一に分布されており粉じん雲ｍは着火しやすい状況となっていると考えられるから、最適着火遅延時間となる状況であると推定できるのである。
Here, if the dust cloud m has the same concentration, it is considered that the dust cloud m is more easily ignited as the air flow in the Hartmann cylinder 10 is weaker.
Then, after the dust cloud reaches the lid-like member 14 of the Hartmann cylinder 10, the time until the dust cloud begins to settle uniformly is uniform because the powder is uniformly distributed in the Hartmann cylinder 10. Since m is considered to be in a state where ignition is easy, it can be estimated that the optimum ignition delay time is reached.
そして、本発明の着火遅延時間決定方法によって最適着火遅延期間を決定すれば、この最適着火遅延期間およびその前後の期間でのみ、粉じん濃度を変えながら着火実験を行うことによって、粉じん雲ｍに発火が生じる最低エネルギーを求めることができる。すると、粉じん濃度および着火遅延期間の両方を順次変化させながら最低エネルギーを求める場合に比べて、試験を繰り返す回数を少なくできるから、最小発火エネルギーを測定する試験を行う試験期間を短縮することができる。 Then, if the optimum ignition delay period is determined by the ignition delay time determination method of the present invention, the dust cloud m is ignited by performing an ignition experiment while changing the dust concentration only in the optimum ignition delay period and the period before and after the optimum ignition delay period. It is possible to obtain the minimum energy at which Then, compared to the case where the minimum energy is obtained while sequentially changing both the dust concentration and the ignition delay period, the number of times the test is repeated can be reduced, so the test period for performing the test for measuring the minimum ignition energy can be shortened. .
つぎに、本発明の着火遅延時間を決定する方法の妥当性を、本発明の方法によって決定した最適着火遅延時間において着火実験を行い、その測定結果である最小発火エネルギーに基づいて評価した。 Next, the validity of the method for determining the ignition delay time of the present invention was evaluated at the optimum ignition delay time determined by the method of the present invention, and evaluated based on the minimum ignition energy as the measurement result.
実験は、まず、本発明の装置によってハルトマン型円筒内に形成される粉じん雲を撮影して最適着火遅延時間を決定した。その後、最適着火遅延時間の近傍において、粉じん濃度を変えて着火実験を行い、各着火遅延時間において粉じん雲ｍに発火が生じる最低エネルギーを測定した。 In the experiment, first, an optimum ignition delay time was determined by photographing a dust cloud formed in a Hartmann type cylinder by the apparatus of the present invention. Thereafter, an ignition experiment was performed in the vicinity of the optimum ignition delay time while changing the dust concentration, and the lowest energy at which the dust cloud m was ignited at each ignition delay time was measured.
実験は以下の装置、条件で行った。
粉じん雲爆発試験装置： ＭＩＫＥ３（Ｋｕｈｎｅｒ社製）
撮影手段 ： 高速度カメラ（ｎａｃ社製：型番V-140-J）
試験粉体 ： 石松子
粉じん濃度 ： 750ｇ／ｍ３
なお、粉体の吹き上げには、５０ｃｍ３バッファー容器内の加圧空気（0.8ＭＰａ）を瞬時に供給した。
（最適着火遅延時間の決定）
The experiment was performed with the following equipment and conditions.
Dust cloud explosion test equipment: MIKE3 (manufactured by Kuhner)
Shooting means: High-speed camera (manufactured by nc: model number V-140-J)
Test powder: Ishimatsuko dust concentration: 750 g / m 3
For powder blowing, pressurized air (0.8 MPa) in a 50 cm 3 buffer container was instantaneously supplied.
(Determination of optimal ignition delay time)
図３に示すように、吹き上げられた粉体によって形成される粉じんは、時間の経過とともに円筒内を上昇し、空気を吹き込んでから150ｍｓ後に円筒の上端に到達していることが確認できる。そして、上端到達後、100ｍｓぐらいの期間（つまり、吹き上げ後250ｍｓまで）は、粉じん雲が円筒１１内を漂っていることが確認できる。そして、上端到達後、200ｍｓ経過した時点では（つまり、吹き上げ後350ｍｓ経過した時点では）、粉じん雲が下方に移動していることが確認できる。
以上から、高速度カメラによって撮影された画像から粉体の挙動が確認でき、この実験条件では、空気を吹き込んでから150〜250ｍｓの期間が最適着火遅延時間であると推定できる。
（着火実験との比較）
As shown in FIG. 3, it can be confirmed that the dust formed by the blown-up powder rises in the cylinder as time passes and reaches the upper end of the cylinder 150 ms after blowing air. It can be confirmed that the dust cloud is drifting in the cylinder 11 for a period of about 100 ms after reaching the upper end (that is, up to 250 ms after blowing up). It can be confirmed that the dust cloud is moving downward when 200 ms elapses after reaching the upper end (that is, when 350 ms elapses after blowing up).
From the above, the behavior of the powder can be confirmed from the image taken by the high-speed camera. Under this experimental condition, it can be estimated that the period of 150 to 250 ms after the air is blown is the optimum ignition delay time.
(Comparison with ignition test)
上記実験で推定された最適着火遅延時間近傍の各着火遅延時間で最小発火エネルギーを測定した。
粉じん濃度を変えながら着火実験を行ったところ、図４に示すように、最適着火遅延時間と推定した期間において、粉じん雲ｍに発火が生じる最低エネルギーが極小値を示すことが確認できる。つまり、本発明の方法は、最適着火遅延時間を決定する方法として妥当であることが確認できる。
The minimum ignition energy was measured at each ignition delay time near the optimal ignition delay time estimated in the above experiment.
When an ignition experiment was performed while changing the dust concentration, as shown in FIG. 4, it can be confirmed that the minimum energy at which ignition occurs in the dust cloud m shows a minimum value during the period estimated as the optimum ignition delay time. That is, it can be confirmed that the method of the present invention is appropriate as a method for determining the optimum ignition delay time.
本発明の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法は、粉じんの最小発火エネルギー測定に適している。 The method for determining the ignition delay time in the measurement of the minimum ignition energy of dust of the present invention is suitable for the measurement of the minimum ignition energy of dust.
１ 最適着火遅延時間決定装置
１０ ハルトマン型円筒
２０ 高速度カメラ
1 Optimal ignition delay time determination device 10 Hartmann cylinder 20 High-speed camera
Claims (3)
前記ハルトマン型円筒内に前記粉体を吹き上げた後、前記混合物に着火せずに前記ハルトマン型円筒内における前記粉体の動きを観察し、該観察された粉体の動きに基づいて着火遅延時間を決定する
ことを特徴とする粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法。 A method of determining an ignition delay time in a method of blowing up powder from the lower end of a Hartmann cylinder, igniting a mixture of the powder and gas and measuring the minimum ignition energy,
After the powder is blown up into the Hartmann cylinder, the movement of the powder in the Hartmann cylinder is observed without igniting the mixture, and the ignition delay time is based on the observed movement of the powder. A method for determining the ignition delay time in the measurement of the minimum ignition energy of dust.
ことを特徴とする請求項１記載の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法。 2. The minimum of dust according to claim 1, wherein a movement of the powder in the Hartmann cylinder is photographed by a high-speed camera, and an ignition delay time is determined based on an image photographed by the high-speed camera. Determination method of ignition delay time in ignition energy measurement.
ことを特徴とする請求項１または２記載の粉じんの最小発火エネルギー測定における着火遅延時間決定方法。 The time until the powder in the mixture begins to settle uniformly after the upper part of the mixture reaches the upper part of the Hartmann cylinder is defined as an ignition delay time. Determination method of ignition delay time in measurement of minimum ignition energy of dust.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107703178A (en) * | 2017-09-26 | 2018-02-16 | 西安多维机器视觉检测技术有限公司 | The detection means and method of a kind of ignition-delay period |
| CN109668930A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | The test method of gas-particle two-phase combustible material minimum ignition energy |
| CN109668999A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | The test device of gas-particle two-phase combustible material minimum ignition energy |
| CN109827994A (en) * | 2019-04-14 | 2019-05-31 | 宁波工程学院 | A kind of experimental provision and method measuring dust cloud combustion explosion characteristic |
| CN109856333A (en) * | 2019-01-31 | 2019-06-07 | 南京林业大学 | One kind being based on the foreseeable wooden dust real-time monitoring device of minimum ignition and its monitoring method |
| CN112461884A (en) * | 2020-12-07 | 2021-03-09 | 中国计量大学 | Nano powder dispersing method and device based on ion flow control |
| CN116297674A (en) * | 2022-09-09 | 2023-06-23 | 冰轮环境技术股份有限公司 | System and method for simulating and calculating minimum ignition energy of combustible explosive working medium |
-
2009
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107703178A (en) * | 2017-09-26 | 2018-02-16 | 西安多维机器视觉检测技术有限公司 | The detection means and method of a kind of ignition-delay period |
| CN107703178B (en) * | 2017-09-26 | 2020-06-23 | 西安多维机器视觉检测技术有限公司 | Ignition delay period detection device and method |
| CN109668930A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | The test method of gas-particle two-phase combustible material minimum ignition energy |
| CN109668999A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | The test device of gas-particle two-phase combustible material minimum ignition energy |
| CN109668930B (en) * | 2017-10-17 | 2022-06-17 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for testing minimum ignition energy of gas-solid two-phase combustible material |
| CN109856333A (en) * | 2019-01-31 | 2019-06-07 | 南京林业大学 | One kind being based on the foreseeable wooden dust real-time monitoring device of minimum ignition and its monitoring method |
| CN109856333B (en) * | 2019-01-31 | 2024-04-16 | 南京林业大学 | Real-time wood dust monitoring device and method based on minimum ignition energy prediction |
| CN109827994A (en) * | 2019-04-14 | 2019-05-31 | 宁波工程学院 | A kind of experimental provision and method measuring dust cloud combustion explosion characteristic |
| CN109827994B (en) * | 2019-04-14 | 2024-02-27 | 宁波工程学院 | Experimental device and method for measuring combustion and explosion characteristics of dust cloud |
| CN112461884A (en) * | 2020-12-07 | 2021-03-09 | 中国计量大学 | Nano powder dispersing method and device based on ion flow control |
| CN116297674A (en) * | 2022-09-09 | 2023-06-23 | 冰轮环境技术股份有限公司 | System and method for simulating and calculating minimum ignition energy of combustible explosive working medium |
| CN116297674B (en) * | 2022-09-09 | 2023-10-10 | 冰轮环境技术股份有限公司 | System and method for simulating and calculating minimum ignition energy of combustible explosive working medium |
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