JP2011197499A - 粉じん爆発体感実験装置および粉じん爆発体感実験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の帯電に起因する粉じん爆発を実際に体感でき、その危険性を感じ取ることができる粉じん爆発体感実験装置および粉じん爆発体感実験方法を提供する。
【解決手段】粉体の帯電に起因する粉じん爆発を発生させる装置であって、被帯電粉体ｍに帯電を生じさせる帯電手段と、粉じん爆発を生じさせる粉体が収容された爆発円筒１０と、爆発円筒１０の電極と帯電手段との間に設けられ、両者の間を電気的に接続遮断しうる接続遮断手段６と、爆発円筒内に連続的に空気流を供給しうる空気流供給手段とを備えている。爆発円筒内に常時粉じん雲を形成し、粉じん雲の状態および帯電手段の帯電量の両方が粉じん爆発に適した状態となったときに、接続遮断手段６によって帯電手段と爆発円筒１０の電極との間を電気的に接続することができる。よって、被帯電粉体ｍの帯電に起因する粉じん爆発を、確実に爆発円筒内において発生させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉じん爆発体感実験装置および粉じん爆発体感実験方法に関する。さらに詳しくは、帯電した粉体からの放電に起因する粉じん爆発を体感させるための粉じん爆発体感実験装置および粉じん爆発体感実験方法に関する。

粉体を容器等に投入したり、また、粉体を流動させたりした場合には、粉体同士の摩擦や粉体と容器等との摩擦により粉体が帯電する。この帯電した粉体が接地した導体と接近した場合、両者の間の電界強度が一定以上であれば、両者の間で放電が発生する。
また、帯電した粉体と非接地導体とが接触すると導体が帯電するので、この帯電した導体が接地した導体に接近した場合、両者間の電界強度が一定以上であれば、両導体間で放電が発生する。
そして、放電が発生した場所における粉じんの状態が、粉じん爆発が生じうる状況になっていれば、放電が着火源となって粉じん爆発が発生する。

かかる粉体の帯電に起因する粉じん爆発は、実際の作業現場において、その作業中における偶発的な事態に起因して発生する可能性がある。かかる粉じん爆発を生じさせる放電を抑制する上では、実際に粉体を取り扱う作業者が、粉体が帯電することの危険性や粉じん爆発の危険性を十分に理解していることが重要である。
そして、作業者に粉体が帯電することの危険性や粉じん爆発の危険性を理解させる上では、粉体を取り扱う作業に起因して発生する粉じん爆発を、作業者に実際に体感させることが最も重要かつ効果的である。

ところで、特許文献１には、可燃性物質等の危険物を取り扱う製造現場や作業場における粉体投入作業における危険性を評価するために、静電気放電による可燃性物質の着火を引き起す粉体の放電エネルギーを正確かつ簡易に測定する技術が開示されている。
しかし、特許文献１の技術は、あくまで通常の粉体投入作業が行われている場合において、その通常作業に起因した静電気放電による可燃性物質の着火事故を未然に防ぐ条件を求めているに過ぎず、作業者に粉じん爆発を体感させるものではない。

また、特許文献２には、静電気放電に起因する爆発を体感させる技術が開示されており、普段の作業に使用する工具に起因する放電を着火源として、ガス爆発装置においてガス爆発を発生させる技術が開示されている。

しかるに、特許文献２は、実際の作業に起因する静電気放電を着火源とする爆発を作業者が実際に体感できる点では優れているものの、体感できる爆発はガス爆発に限られ、粉体を取り扱う作業において最も注意すべき粉じん爆発は体感することはできない。

特開２００５−２７４３０７号号公報 特開２００９−２１７１５８号号公報

本発明は上記事情に鑑み、粉体の帯電に起因する粉じん爆発を実際に体感でき、その危険性を感じ取ることができる粉じん爆発体感実験装置および粉じん爆発体感実験方法を提供することを目的とする。

第１発明の粉じん爆発体感実験装置は、粉体の帯電に起因する粉じん爆発を発生させる装置であって、被帯電粉体に帯電を生じさせる帯電手段と、内部に粉じん爆発を生じさせる粉体が収容された爆発円筒と、該爆発円筒の電極と前記帯電手段との間に設けられ、両者の間を電気的に接続遮断しうる接続遮断手段と、前記爆発円筒内に連続的に空気流を供給しうる空気流供給手段とを備えていることを特徴とする。
第２発明の粉じん爆発体感実験装置は、第１発明において、前記帯電手段が、前記被帯電粉体が投入される導電性貯留容器と、該導電性貯留容器が非接地状態となるように支持する絶縁支持体とからなり、前記導電性貯留容器が、前記接続遮断手段に電気的に接続されていることを特徴とする。
第３発明の粉じん爆発体感実験装置は、第２発明において、前記導電性貯留容器が、接地された導電性シールド容器内に、非接地状態となるように配置されているように配置されていることを特徴とする。
第４発明の粉じん爆発体感実験装置は、第２または第３発明において、前記導電性貯留容器が複数設けられており、該複数の導電性貯留容器が電気的に接続されていることを特徴とする。
第５発明の粉じん爆発体感実験装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記粉じん爆発を生じさせる粉体は、前記粉じん爆発を生じさせる粉体は、ＩＥＣ１２４１−２−３、ＡＳＴＭＥ２０１９、ＢＳＥＮ１３８２１、ＶＤＩ２２６３-１のいずれかにおいて規定される方法により測定された最小着火エネルギーが、0.5mＪ以上１０mＪ以下であることを特徴とする。
なお、ＩＥＣ、ＡＳＴＭ、ＢＳＥＮ、ＶＤＩは、それぞれ、「International Electrotechnical Commission」、「American Society for Testing and Materials」、「British Standard/European Standard」、「Verein Deutscher Ingenieure」の略称である。
第６発明の粉じん爆発体感実験装置は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、粉じん爆発を生じさせる粉体と前記被帯電粉体とが、同じ物質からなる粉体であることを特徴とする。
第７発明の粉じん爆発体感実験装置は、第１、第２、第３、第４、第５または第６発明において、粉じん爆発を生じさせる粉体の粒子径が0.5mm未満であり、前記被帯電粉体の平均粒子径が0.5mm以上１０mm以下であることを特徴とする。
第８発明の粉じん爆発体感実験方法は、第１、第２、第３、第４、第５、第６または第７記載の粉じん爆発体感実験装置において、前記爆発円筒内に連続的に空気流を供給して該爆発円筒内に粉じん雲を形成し、該爆発円筒内に粉じん雲が形成されている状態で、前記被帯電粉体の帯電量が粉じん爆発を生じさせる粉体の最小着火エネルギー以上となったときに、前記接続遮断手段によって、前記帯電手段と前記爆発円筒の電極との間を電気的に接続することを特徴とする。
第９発明の粉じん爆発体感実験方法は、第８発明において、前記帯電手段が、前記被帯電粉体が投入される導電性貯留容器と、該導電性貯留容器が非接地状態となるように支持する絶縁支持体とからなり、前記導電性貯留容器が、前記接続遮断手段に電気的に接続されており、前記被帯電粉体を収容した容器から、前記貯留容器内に該被帯電粉体を投入することを特徴とする。

第１発明によれば、空気流供給手段によって連続的に空気流を爆発円筒内に供給すれば、爆発円筒内に常時粉じん雲を形成させておくことができる。そして、粉じん雲の状態および帯電手段の帯電量の両方が粉じん爆発に適した状態となったときに、接続遮断手段によって帯電手段と爆発円筒の電極との間を電気的に接続することができる。よって、被帯電粉体の帯電に起因する粉じん爆発を、確実に爆発円筒内において発生させることができる。
第２発明によれば、被帯電粉体を導電性貯留容器内に投入すれば、被帯電粉体とこの被帯電粉体を導電性貯留容器に投入する器具との間等で摩擦がおこり粉体が帯電する。導電性貯留容器は被接地状態になっているので、導電性貯留容器は帯電した被帯電粉体が投入されることによって電位が上昇する。すると、この帯電に起因する粉じん爆発を爆発円筒内に生じさせることができるから、粉体を投入する作業などにおいて発生する静電気によって、粉じん爆発が発生する可能性があることを、作業者に把握させることができる。
第３発明によれば、被帯電粉体を導電性貯留容器内に投入しているときに、帯電した導電性貯留容器と被帯電粉体を投入している人との間で放電が発生することを防ぐことができる。
第４発明によれば、一つの導電性貯留容器が小さくても、帯電手段から電極に供給できる放電エネルギーを大きくすることができる。すると、導電性貯留容器を大型化しなくても粉じん雲への着火性を向上させることができるので、装置の取り扱い性を悪化させることなく、粉じん爆発実験が成功する確率を高くすることができる。そして、粉じん雲への着火性が向上すれば、爆発粉体として、最小着火エネルギーの大きい爆発粉体を使用できるから、実験の安全性をより高めることができる。
第５発明によれば、爆発を生じさせる粉体の最小着火エネルギーがある程度低いので、粉じん爆発を確実に発生させることができる。しかも、爆発を生じさせる粉体の最小着火エネルギーが通常の取り扱いでは着火しない程度であるから、安全に実験を行うことができる。
第６発明によれば、帯電を生じさせる被帯電粉体と爆発を生じさせる粉体が同じ物質からなる粉体であるから、粉体を取り扱う作業における粉じん爆発の危険性をより一層身近に体感させることができる。
第７発明によれば、爆発を生じさせる粉体の粒子径は0.5mm未満であるので、粉じん爆発をより確実に生じさせることができる。また、被帯電粉体の粒子径が0.5mm以上１０mm以下であるから、帯電が生じやすく、しかも、実験の安全性を高くすることができる。したがって、体感実験を、確実かつ安全に実施することができる。
第８発明によれば、粉じん雲の状態と帯電手段の帯電量の両方が粉じん爆発に適した状態となったときに、接続遮断手段によって帯電手段と爆発円筒の電極との間を電気的に接続するので、爆発円筒内において、粉じん爆発を確実に生じさせることができる。
第９発明によれば、被帯電粉体を導電性貯留容器内に投入すれば、導電性貯留容器が帯電して電位が上昇する。すると、この帯電に起因する粉じん爆発を爆発円筒内に生じさせることができるから、粉体を投入する作業などにおいて発生する静電気によって、粉じん爆発が発生する可能性があることを、作業者に把握させることができる。

本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１の概略説明図である。 ハルトマン型円筒１０の概略説明図である。 本実施形態の粉じん爆発体感実験方法の概略フローチャートである。 導電性貯留容器３の他の実施例である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の粉じん爆発体感実験装置は、粉じん爆発を発生させることができる爆発円筒１０を使用して、粉じん爆発を体感できるようにしたものであり、とくに、実際の粉体による帯電を利用して粉じん爆発を生じさせるようにしたことに特徴を有している。

（粉じん爆発体感実験装置１の説明）
以下、図１に基づいて、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１を説明する。

まず、図１において、符号ｍは、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１において使用される被帯電粉体ｍを示しており、符号２は、前記被帯電粉体ｍが収容された状態で、運搬保管される投入容器を示している。

（爆発円筒１０）
また、図１において、符号１０は、粉じん爆発を発生させる爆発円筒を示している。この爆発円筒１０は、円筒状の中空な空間を有する透明な円筒１１と、この円筒１１内に配置された一対の電極１２，１２とを備えている（図２参照）。
このため、粉じん爆発を生じさせる粉体（以下、爆発粉体ｅｍという）の粉じん雲を円筒１１内に形成させた状態で、一対の電極１２，１２間に放電を発生させれば、爆発粉体ｅｍの粉じん雲に着火することができ、円筒１１内において粉じん爆発を発生させることができるのである。
なお、円筒１１内に粉じん雲を形成する方法については、後述する。

（導電性貯留容器３）
図１に示すように、爆発円筒１０における一対の電極１２，１２のうち、一方の電極１２（図１では左側の電極１２）には、導線５によって、導電性貯留容器３が電気的に接続されている。
導電性貯留容器３は、その上部に開口を有する中空な空間を有する金属性の容器であり、開口から被帯電粉体ｍを内部に投入できる構造を有するものである。
この導電性貯留容器３は、テフロン（登録商標）等の絶縁性材料によって形成された絶縁支持体４を介して地面に配置されている。つまり、導電性貯留容器３は、非接地状態となるように配置されているが、導電性貯留容器３を非接地状態とする方法はとくに限定されない。

なお、導電性貯留容器３は、導電性を有する素材で形成された容器であればとくに限定されない。しかし、実際の作業現場で使用される容器（反応器やホッパー等）の大部分が金属性の容器であるから、導電性貯留容器３に金属性の容器を使用すれば、作業者に体感実験を実際の作業と結びつけて理解させることができるという点で好ましい。

（接続遮断手段６）
また、導線５には、導電性貯留容器３と電極１２との間を電気的に接続遮断しうる接続遮断手段６が設けられている。この接続遮断手段６は、手動によりＯＮ−ＯＦＦできる公知のスイッチであり、実験を行う者が、その操作をすることができるものである。
以下では、導電性貯留容器３と電極１２との間が電気的に接続した状態となるように接続遮断手段６を操作することを、「接続遮断手段６をＯＮする」という。

（実験手順説明）
以上のごとき構成であるから、以下のように実験を行えば、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１によって、粉体を取り扱う作業者等に、粉じん爆発を体感させることができる（図３参照）。

まず、爆発円筒１０の円筒１１内に粉じん雲を形成する。
ついで、投入容器２に収容されている被帯電粉体ｍを投入容器２から導電性貯留容器３に投入する。すると、被帯電粉体ｍは投入容器２と擦れあいながら移動するので、被帯電粉体ｍと投入容器２との間の摩擦によって静電気が発生して、被帯電粉体ｍが帯電する。
この帯電した被帯電粉体ｍが導電性貯留容器３内に入ると、導電性貯留容器３が絶縁支持体４によって非接地状態となるように配置されているので、導電性貯留容器３は帯電して電位が上昇する。

被帯電粉体ｍの投入を継続すると、導電性貯留容器３の帯電量が増加し、やがて、導電性貯留容器３の帯電量は一対の電極１２，１２間に放電を発生させることができる量（以下、放電可能量という）になる。
さらに、被帯電粉体ｍの投与を継続すると、導電性貯留容器３の帯電量は放電可能量を越えて、円筒１１内に形成されている爆発粉体ｅｍの粉じん雲に着火できる量（着火可能量）になる。

なお、着火可能量は、一対の電極１２，１２間における放電によって粉じん雲に供給できるエネルギーが、爆発粉体ｅｍの最小着火エネルギー以上となる帯電量が相当する。具体的には、ＩＥＣ１２４１−２−３、ＡＳＴＭＥ２０１９、ＢＳＥＮ１３８２１、ＶＤＩ２２６３-１のいずれかの規格で規定される方法により測定された爆発粉体ｅｍの最小着火エネルギー以上となる帯電量が相当する。

導電性貯留容器３の帯電量が着火可能量以上になると、円筒１１内の粉じん雲の状態が粉じん爆発が生じる状態となっていることを確認して、接続遮断手段６がＯＮされる。
すると、一対の電極１２，１２間に放電が発生し、その放電によって粉じん雲に着火できるから、円筒１１内に粉じん爆発を発生させることができる。

以上のごとく、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１では、接続遮断手段６を設けたことによって、一対の電極１２，１２間に放電を発生させるタイミングを制御できるから、被帯電粉体ｍの帯電（つまり、導電性貯留容器３の帯電）に起因する粉じん爆発を、確実に爆発円筒１０の円筒１１内において発生させることができる。

接続遮断手段６が無い場合には、以下の問題によって体感実験が失敗する可能性が高くなる。
（１）上述したように、放電可能量に比べて着火可能量が大きい場合には、接続遮断手段６が無ければ、導電性貯留容器３の帯電量が放電可能量に達すると、着火可能量以下でも一対の電極１２，１２間には放電が発生してしまう。つまり、導電性貯留容器３の帯電量を放電可能量以上にすることができないので、粉じん爆発を発生させることができず、粉じん爆発の体感実験を行うことができない。
（２）放電可能量に比べて着火可能量が小さい場合には（１）の問題は生じないが、接続遮断手段６が無ければ、放電可能量となると一対の電極１２，１２間に放電が発生してしまう。円筒１１内の粉じん雲は、粉じん爆発が生じる適切な状態となっていなければ、粉じん爆発は発生しない。このため、放電が生じたタイミングにおいて、一対の電極１２，１２近傍に適切な粉じん雲が形成されていていなければ粉じん爆発は生じない。しかし、導電性貯留容器３の帯電量が放電可能量に達するタイミングをコントロールすることは困難であるから、粉じん爆発の体感実験を確実に成功させることはできず、実験が失敗する（つまり、粉じん爆発が発生しない）確率が大きくなる。

よって、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１では、接続遮断手段６を設けたことによって、粉じん爆発の体感実験を確実に成功させることができるという利点が得られる。

なお、導電性貯留容器３の帯電量を確認する方法はとくに限定されない。例えば、図１に示すように、帯電量を検出する検出器ＶＳを導電性貯留容器３近傍に配置しておき、検出した帯電量が表示装置ＤＳに表示されるようにしておけば、帯電量を確認することができる。

（導電性貯留容器３）
また、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１に使用される導電性貯留容器３は、その大きさや形状、構造などはとくに限定されず、非接地状態に配置されていればよい。

例えば、図４（Ａ）に示すように、導電性貯留容器３を絶縁支持体４を介して導電性シールド容器７内に配置して、この導電性シールド容器７を接地した状態としてもよい。すると、被帯電粉体ｍを導電性貯留容器３内に投入しているときに、帯電した導電性貯留容器３と被帯電粉体ｍを投入している人との間で放電が発生することを防ぐことができる。つまり、導電性シールド容器７を設けておけば、導電性貯留容器３と被帯電粉体ｍを投入している人との間で放電が発生し得る状況になった場合でも、導電性貯留容器３と導電性シールド容器７との間で放電が発生する。すると、被帯電粉体ｍの投入中に放電が発生しても、実験をしている人が電撃を受けることを防ぐことができる。

また、図４（Ｂ）に示すように、導電性貯留容器３を複数設け、複数の導電性貯留容器３を電気的に直列に接続してもよい。
粉じん雲への着火性を向上させるには、帯電手段、つまり、導電性貯留容器３から電極１２に供給できる放電エネルギーを大きくすることが好ましい。放電エネルギーを大きくする方法として、導電性貯留容器３を大型化する方法も採用できるが、この場合、装置の取り扱い性は悪くなる。
しかし、複数の導電性貯留容器３を電気的に直列に接続すれば、一つの導電性貯留容器３が小さくても、帯電手段全体では、電極１２に供給できる放電エネルギーを大きくすることができる。
すると、導電性貯留容器３を大型化しなくても粉じん雲への着火性を向上させることができるので、装置の取り扱い性を悪化させることなく、粉じん爆発実験が成功する確率を高くすることができる。そして、粉じん雲への着火性が向上すれば、爆発粉体ｅｍとして、最小着火エネルギーの大きい爆発粉体ｅｍを使用できるから、実験の安全性をより高めることができる。また、導電性貯留容器３を複数設置することで、粉じん爆発を体感する複数の被教育者が一度に投入作業に携わることができ、短時間で多人数の体感実験が可能となる。

（投入容器２）
投入容器２は、とくに限定されないが、被帯電粉体ｍとの摩擦によって被帯電粉体ｍを帯電させる能力が大きいものが好ましい。たとえば、ポリ袋やポリ容器、ファイバードラム、紙製容器、金属製容器等の容器を使用できる。
（爆発円筒１０の説明）

つぎに、爆発円筒として、ハルトマン型円筒１０を使用した場合において、その円筒１１内に粉じん雲を形成する方法を説明する。

図２に示すように、ハルトマン型円筒１０の円筒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、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。
配管１５は加圧空気を円筒１１内に供給しうる、例えば、ボンベやコンプレッサ等の空気流供給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、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。

また、円筒１１の下端部内底面には、粉じんを形成する爆発粉体ｅｍ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。

一方、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、円筒１１の上端開口部分と対応する位置に、空気は通過できるが爆発粉体ｅｍ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。

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、粉じん爆発が発生しうる適切な粉じん雲を形成することができる。

まず、着火凹部11cに爆発粉体ｅｍが配置される。このとき、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、着火凹部11cに配置される爆発粉体ｅｍの量（重量）が調整される。

ついで、電磁弁１６を開くと、配管１５と貫通孔を通って、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、爆発粉体ｅｍは円筒１１内に舞い上がり、円筒１１内には粉じん雲が形成される。

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、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、加圧空気は円筒１１の下端から上端に向かって流動する。すると、加圧空気とともに爆発粉体ｅｍの粉じん雲も円筒１１の上端に向かって移動するから、円筒１１内全体に粉じん雲が拡がった状態になる。つまり、爆発粉体ｅｍが円筒１１内全体に分散・浮遊した状態となるのである。

ここで、ハルトマン型円筒１０において、最小着火エネルギーの試験を行う場合であれば、所定の量の加圧空気が供給されると、電磁弁１６が閉じられる。
しかし、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１では、一対の電極１２，１２間に放電を生じさせるまで、所定の流量の加圧空気が連続的に供給されるように、電磁弁１６が開かれた状態で維持される。
所定の流量の加圧空気が連続的に供給されていれば、その流量を調整することによって、円筒１１内の粉じん雲を制御することができる。つまり、円筒１１内の粉じん雲の状態を粉じん爆発に適した状態に維持できるので、導電性貯留容器３の帯電量が着火可能量以上になったときに接続遮断手段６をＯＮすれば、円筒１１内に、確実に粉じん爆発を発生させることができるのである。

（他の爆発円筒）
なお、本実施形態の粉じん爆発体感実験装置１において使用する爆発円筒は、ハルトマン型円筒１０に限られず、内部に粉じん雲を形成できる容器であれば、爆発円筒として使用することができる。具体的には、内部に空気流を形成できる空間を有し、空気流が形成されてもこの空間内に粉体を保持しておくことができる容器であれば、爆発円筒として採用することができる。例えば、円筒状の部材であって、両端が気体は通過できるが爆発粉体ｅｍは通過できない膜などが取り付けられた容器を使用すれば、その内部に爆発粉体ｅｍを収容した状態でその一端から空気を連続的に流すことによって、容器内に爆発粉体ｅｍの粉じん雲を形成しておくことができる。

（爆発粉体ｅｍについて）
爆発円筒１０の円筒１１内で確実に粉じん爆発を発生させる上では、以下のごとき性質を有する粉体を爆発粉体ｅｍとして採用することが好ましい。

爆発粉体ｅｍは、その粒子径が0.5mm未満とすることが好ましい。かかる粒子径であれば、爆発円筒１０の円筒１１内で粉じんを形成させたときに、粉じん爆発をより確実に生じさせることができる。

とくに、爆発粉体ｅｍは、最小着火エネルギーが、0.5mＪ以上１０mＪ以下であれば、より好ましい。かかる爆発粉体ｅｍであれば、最小着火エネルギーがある程度低いので、粉じん爆発を確実に発生させることができるし、通常の取り扱いでは着火しない程度であるから、安全に実験を行うことができる。

上述したような爆発粉体ｅｍとしては、たとえば、ニコチン酸アミドなどを挙げることができる。

なお、上述した爆発粉体ｅｍの最小着火エネルギーは、以下の４つの規格に準拠した測定方法によって測定された値を意味しているが、爆発粉体ｅｍの最小着火エネルギーは、４つの規格のうち、いずれか一つの規格において、0.5mＪ以上１０mＪ以下であればよい。
（規格）
・ＩＥＣ１２４１-２-３：
「Method for determining minimum ignition energy of dust/air mixture」
・ＡＳＴＭＥ２０１９：
「Standard Test Method for Minimum Ignition Energy of a Dust Cloud in Air」
・ＢＳＥＮ１３８２１：
「Potentially explosive atmospheres-Explosion prevention and protection Determination of minimum ignition energy of dust/air mixtures」
・ＶＤＩ２２６３-１
「Test Method for the Determination of the Safety Characteristic of Dusts」

（被帯電粉体ｍについて）
導電性貯留容器３に十分な帯電を生じさせるためには、以下のごとき性質を有する粉体を被帯電粉体ｍとして採用することが好ましい。
まず、被帯電粉体ｍは、その粒子径が0.5mm以上１０mm以下することが好ましい。粒子径が、0.5mm以上であれば粉じん爆発が生じにくくなるし、１０mm以上であれば被帯電粉体ｍ同士の接触効率が悪くなり摩擦帯電しにくくなる。よって、被帯電粉体ｍは、その粒子径が0.5mm以上１０mm以下であることが好ましい。

とくに、被帯電粉体ｍとして、爆発粉体ｅｍと同じ物質からなる粉体を使用することがより好ましい。この場合には、導電性貯留容器３に投入している粉体が爆発円筒１０の円筒１１内で爆発するので、粉体を取り扱う作業における粉じん爆発の危険性をより一層身近に体感させることができる。
なお、この場合には、被帯電粉体ｍと爆発粉体ｅｍとの粒子径が異なるのは、いうまでもない。

（他の帯電手段について）
なお、上記実施形態では、帯電手段として、導電性貯留容器３に被帯電粉体ｍを投入することによって被帯電粉体ｍを帯電させかつ被帯電粉体ｍが帯電した電気を導電性貯留容器３に蓄える構成を採用したが、被帯電粉体ｍによる帯電を生じさせる方法や、その帯電を一対の電極１２，１２に供給する方法は上記のごとき方法に限定されない。
しかし、上記のごとき構成とすれば、粉体を容器などに投入する実際の作業において静電気が発生すること、および、その静電気に起因する帯電によって粉じん爆発が発生する可能性があること、を作業者に把握させることができる。よって、上記のごとき構成は、実際の作業者に対して、粉じん爆発の危険性をより身近に体感させることができるという点で、好ましい。

本発明の粉じん爆発体感実験方法は、粉体を取り扱う現場で作業を行う作業者に対して、粉体の投与作業等に起因する火災や爆発災害等の危険性を理解させるための教育に使用する装置に適している。

１ 粉じん爆発体感実験装置
３ 導電性貯留容器
４ 絶縁支持体
６ 接続遮断手段
１０ 爆発円筒
ｍ 被帯電粉体
ｅｍ 爆発粉体

Claims (9)

1. 粉体の帯電に起因する粉じん爆発を発生させる装置であって、
   被帯電粉体に帯電を生じさせる帯電手段と、
   粉じん爆発を生じさせる粉体が収容された爆発円筒と、
   該爆発円筒の電極と前記帯電手段との間に設けられ、両者の間を電気的に接続遮断しうる接続遮断手段と、
   前記爆発円筒内に連続的に空気流を供給しうる空気流供給手段とを備えている
   ことを特徴とする粉じん爆発体感実験装置。
2. 前記帯電手段が、
   前記被帯電粉体が投入される導電性貯留容器と、
   該導電性貯留容器が非接地状態となるように支持する絶縁支持体とからなり、
   前記導電性貯留容器が、前記接続遮断手段に電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１記載の粉じん爆発体感実験装置。
3. 前記導電性貯留容器が、
   接地された導電性シールド容器内に、非接地状態となるように配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載の粉じん爆発体感実験装置。
4. 前記導電性貯留容器が複数設けられており、
   該複数の導電性貯留容器が電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項２または３記載の粉じん爆発体感実験装置。
5. 前記粉じん爆発を生じさせる粉体は、
   ＩＥＣ１２４１−２−３、ＡＳＴＭＥ２０１９、ＢＳＥＮ１３８２１、ＶＤＩ２２６３-１のいずれかにおいて規定される方法により測定された最小着火エネルギーが、0.5mＪ以上１０mＪ以下である
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の粉じん爆発体感実験装置。
6. 粉じん爆発を生じさせる粉体と前記被帯電粉体とが、同じ物質からなる粉体である
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の粉じん爆発体感実験装置。
7. 粉じん爆発を生じさせる粉体の粒子径が0.5mm未満であり、前記被帯電粉体の平均粒子径が0.5mm以上１０mm以下である
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の粉じん爆発体感実験装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７記載の粉じん爆発体感実験装置において、
   前記爆発円筒内に連続的に空気流を供給して該爆発円筒内に粉じん雲を形成し、
   該爆発円筒内に粉じん雲が形成されている状態で、前記被帯電粉体の帯電量が粉じん爆発を生じさせる粉体の最小着火エネルギー以上となったときに、前記接続遮断手段によって、前記帯電手段と前記爆発円筒の電極との間を電気的に接続する
   ことを特徴とする粉じん爆発体感実験方法。
9. 前記帯電手段が、
   前記被帯電粉体が投入される導電性貯留容器と、
   該導電性貯留容器が非接地状態となるように支持する絶縁支持体とからなり、
   前記導電性貯留容器が、前記接続遮断手段に電気的に接続されており、
   前記被帯電粉体を収容した容器から、前記貯留容器内に該被帯電粉体を投入する
   ことを特徴とする請求項８記載の粉じん爆発体感実験方法。

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