JP2019008095A - ガス爆発危険体感装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス爆発を容易かつ確実に起こすことのできるガス爆発危険体感装置を提供する。
【解決手段】このガス爆発危険体感装置１は、予め設定された量のガスを充填した風船２を一定容積の爆発室１１内で破裂させることにより前記ガスが前記爆発室１１内に拡散した状態で、該爆発室１１内に挿入した電極５，５に通電することによりガス爆発を起させるものであって、前記電極５，５の高さ位置を変化可能となるように構成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガス爆発危険体感装置に関するものであって、詳しくはガスを爆発室内に充填した状態で点火してガス爆発を起すことにより、ガス爆発の危険性を体験させるための装置に係るものである。

ガス爆発とは、可燃性の気体と空気との混合物が燃えて急速な熱膨張をする結果、閃光と爆発音とを生じる現象をいい、このガス爆発により火災になることが多く、大災害を招くこともある。可燃性の気体には、メタンガス、プロパンガス、都市ガス、ガソリン蒸気などの気化した燃料がある。その可燃性の気体と空気との混合物の引火のきっかけは、静電気、スイッチなど電気関係の火花などさまざまである。

ガス爆発は、可燃性の気体と空気との混合比率が、所定の範囲内で起こることが知られている。例えば都市ガスの場合には、空気の中のガスの濃度が５〜１５％のときに最も大きな爆発力を得ることが知られている。前記現象を実際に体感することにより、ガス爆発に関する認識を深め、事故の未然防止を図ることができる。

そこで、本発明者は、ガスを爆発室内に充填した状態で点火してガス爆発を起すことにより、ガス爆発の危険性を体験させるための装置を開発した（特許文献１）。ここでは、ガスを充填した風船を一定容積の爆発室内で破裂させることにより、該爆発室内のガス濃度を調整するように構成されている。前記風船に充填されるガス量は、爆発室内でガス爆発が起りうるガス濃度の範囲に対応して予め設定されたものである。

しかしながら、前記特許文献１の技術では、すべてのガスに対応することは困難である。すなわち、ガスの種類によっては、ガスが爆発室内の上下いずれかに偏在し、ガス爆発が起こらないか、あるいはガス爆発が起こりにくくなるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みたものであり、その目的とするところは、ガス爆発を容易かつ確実に起こすことのできるガス爆発危険体感装置を提供することである。

本発明は、予め設定された量のガスを充填した風船を一定容積の爆発室内で破裂させることにより前記ガスが前記爆発室内に拡散した状態で、該爆発室内に挿入した電極に通電することによりガス爆発を起させるガス爆発危険体感装置であって、前記電極の高さ位置を変化可能としたことを特徴とするものである。

本発明によれば、前記電極の高さ位置を変化可能としたので、ガスの種類に応じて電極の高さ位置を設定することができる。したがって、メタンガスやプロパンガスのように空気よりも重いガスの場合、電極の高さ位置を低く設定して爆発室内の下方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる一方、都市ガスやガソリン蒸気のように空気よりも軽いガスの場合、電極の高さ位置を高く設定して爆発室の上方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる。その結果、より多くの種類のガスについてガス爆発の危険性を体感できる。

請求項２記載の発明のように、前記風船を受ける受板を設け、該受板の高さ位置を変化可能とすることが好ましい。

請求項２記載の発明によれば、前記風船を受ける受板を設け、該受板の高さ位置を変化可能としたので、ガスの種類に応じて受板の高さ位置を設定することができる。したがって、前記電極の高さ位置との組み合わせにより、ガスに容易かつ確実に着火できる。

請求項３記載の発明のように、前記電極は複数の異なる高さ位置に設けることが好ましい。

請求項３記載の発明によれば、前記電極は複数の異なる高さ位置に設けたので、ガスの種類に応じて電極の高さ位置を設定することができる。

請求項４記載の発明のように、各電極中の通電する電極を少なくとも１つ選択するセレクトスイッチを設けることが好ましい。

請求項４記載の発明によれば、各電極中の通電する電極を少なくとも１つ選択するセレクトスイッチを設けたので、ガスの種類に応じた電極を選択できる。また、同時着火も可能となる。

請求項５記載の発明のように、前記爆発室は上部が開放されており、該爆発室の開放端を厚紙で塞ぐとともに、この厚紙を針状部材で突き破って、予め前記爆発室内に投入しておいた前記風船に突き刺すことにより、前記風船を前記爆発室内で破裂させるようにすることが好ましい。

請求項５記載の発明によれば、前記爆発室は上部が開放されており、該爆発室の開放端を厚紙で塞ぐとともに、この厚紙を針状部材で突き破って、予め前記爆発室内に投入しておいた前記風船に突き刺すことにより、前記風船を前記爆発室内で破裂させるようにしたので、風船に充填しておいたガスを爆発室内に確実に拡散させることができる。また、厚紙を使用することにより、ガス爆発時の音が大きくなる。その結果、爆発室の上部を通じてその外部から聴くことができるので、爆発室内にマイクなどを備えることなく、見学者の聴覚を通じてガス爆発を体感できる。

請求項６記載の発明のように、前記爆発室の下部にサンプリング室を設けるとともに、該爆発室とサンプリング室とを仕切るシャッタを設け、前記爆発室から前記サンプリング室内に前記ガスが拡散した状態で前記シャッタを閉じて、前記サンプリング室内のガス濃度をサンプリング計測するようにすることが好ましい。

請求項６記載の発明によれば、前記爆発室の下部にサンプリング室を設けるとともに、該爆発室とサンプリング室とを仕切るシャッタを設け、前記爆発室から前記サンプリング室内に前記ガスが拡散した状態で前記シャッタを閉じて、前記サンプリング室内のガス濃度をサンプリング計測するようにしたので、ガス濃度を正確に把握できる。

本発明によれば、前記電極の高さ位置を変化可能としたので、ガスの種類に応じて電極の高さ位置を設定することができる。したがって、メタンガスやプロパンガスのように空気よりも重いガスの場合、電極の高さ位置を低く設定して爆発室内の下方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる一方、都市ガスやガソリン蒸気のように空気よりも軽いガスの場合、電極の高さ位置を高く設定して爆発室の上方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる。その結果、より多くの種類のガスについてガス爆発の危険性を体感できる。

本発明の一実施形態に係るガス爆発危険体感装置の概略構成を示す正面断面図である。 本実施形態に係るガス爆発危険体感装置の全体構成を示す正面断面図である。 本実施形態に係るガス爆発危険体感装置の分解斜視図である。 ガスボンベ回りの模式図である。 クランプ回りの図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）は風船ゲージの平面図、（ｂ）は厚紙ゲージの平面図である。 本実施形態に係るガス爆発危険体感装置の制御ブロック図である。 本実施形態に係るガス爆発危険体感装置の使用手順を示すフローチャートであって、（ａ）は前工程、（ｂ）は爆発工程、（ｃ）は後工程をそれぞれ示す。

図１は本発明の一実施形態に係るガス爆発危険体感装置１を筐体１００に入れた状態を示す正面断面図、図２はガス爆発危険体感装置１の全体構成を示す正面断面図、図３はその分解斜視図である。なお、図１中、ガス爆発危険体感装置１の使用中における使用者側から見て、その手前側を前側ということがある。

本実施形態に係るガス爆発危険体感装置１は、図１〜図３に示すように、ガスを爆発室１１内に充填した状態で点火してガス爆発を起すことにより、ガス爆発の危険性を体験させるための装置であって、ガスを充填した風船２を一定容積の爆発室１１内で破裂させることにより、該爆発室１１内のガス濃度を調整するように構成されている。前記風船２に充填されるガス量は、爆発室１１内でガス爆発が起りうるガス濃度の範囲に対応して予め設定されたものである。

前記ガス爆発危険体感装置１は、透明な筐体１００内に収容されている。この筐体１００の前側には、向かって右側の上下２箇所に取り付けられたヒンジ１０２，１０２で開閉自在に支持された扉１０１があって、その左側の中間１箇所に取り付けられた取っ手１０３を使用者が把持して扉１０１を手前に開放することにより、使用者が実験の諸準備を行い、その完了後に前記扉１０１を閉めて実験を行うようにしている。この扉１０１の閉確認と、シャッタ６の閉確認とが、前記ガス爆発危険体感装置１の自動起動条件とされている。これにより、ガス爆発危険体験時における安全性が確保されるようになっている。

爆発室１１は、透明な石英ガラス製の筒状本体１１ａと、この筒状本体１１ａの中間に配置された風船受けネット１２と、前記筒状本体１１ａの上端側に配置された上部フランジ１３と、筒状本体１１ａの下端側に配置された下部フランジ１４と、両フランジ１３，１４を高さ方向の互いに離間した位置で支持するタイボルト１６とを備えている。なお、前記筒状本体１１ａは、見学者が内部を目視できるものであれば半透明なものであってもよく、このことは前記筐体１００についても同様である。

筒状本体１１ａの、風船受けネット１２の若干下側には、電極５，５としての下部電極５ａ，５ａが互いに設定距離だけ離間した状態で対向配置されており、かつ、風船受けネット１２の若干上側には、これも電極５，５としての上部電極５ｂ，５ｂが互いに設定距離だけ離間した状態で対向配置されている。これらの電極５，５の少なくとも一方に電圧を印可することにより、ガスに放電着火させるようになっている。

風船受けネット１２は、例えば複数の貫通孔を有する円形状の底板１２ｂ、この底板１２ｂの周囲４箇所を上部フランジ１３から吊り下げるようにして支持する支持部１２ａとからなっている。これらの支持部１２ａの上端は、それぞれ上部フランジ１３の内周壁に底板１２ｂの高さ位置が調節可能となるように、例えば長孔を介してビス止めされている。なお、底板１２ｂの貫通孔径は、いわゆる消炎距離以上とされているので、電極５，５で放電着火されたガスの爆発を阻止するものではない。

上部フランジ１３は、前記タイボルト１６の上端側にナットで固定された鍔部と、この鍔部の上方に若干延設された延設部とからなっており、この延設部に上部蓋１５が螺合可能となっている。上部フランジ１３の上面と、上部蓋１５の下面との間に、円形状に切り抜かれた厚紙３を挟持可能となっている。厚紙３は、針状部材４で突き破ることができる約０．７ｍｍ程度の厚さのものが採用されている。

下部フランジ１４は、周囲４箇所に前記タイボルト１６が植設されており、さらにその周縁部にベース８から立設された支持部材に対して、クランプ部材７でクランプ可能となっている。下部フランジ１４の下方には、サンプリング室１７が設けられ、爆発室１１とサンプリング室１７との間には、図示しない電磁開閉器の開閉動作によりコンプレッサ２１０から空気の供給を制御されることによって開閉されるシャッタ６が設けられている。

サンプリング室１７の底部には、パージ管９ａとエア吸入管９ｂとサンプリング管９ｃとが接続されている。このシャッタ６を閉じることにより、爆発室１１内が略密閉可能となるとともに、サンプリング管９ｃからガスサンプリング可能となる。一方、前記シャッタ６を開けることにより、パージ管９ａからの空気（これも前記コンプレッサ２１０から供給されるものである。）が当該爆発室１１内に投入可能となるとともに、パージ終了後にエア吸入管９ｂを介して外部空気が導入可能となる。

図４〜図６はガス爆発危険体感装置１の周辺設備を示す図である。すなわち、図４はガスボンベ２０ａ回りを示す模式図、図５（ａ）はクランプ２３回りを示す正面図、図５（ｂ）は同側面図、図６（ａ）は風船ゲージ２５を示す平面図、図６（ｂ）は厚紙ゲージ３１を示す平面図である。

この実施形態に係るガス爆発危険体感装置１の周辺設備としては、図４〜図６に示すように、風船２にガスを充填するためのガス供給レギュレータ２０ｄとバルブ２０ｆとを備えたガスボンベ２０ａを備えている。また、このガスボンベ２０ａからガス供給レギュレータ２０ｄとバルブ２０ｆとを介して、その本体２１内に正確な量のガスが充填された風船２の口元２２を締め付けるためのクリップ２４と、そのクリップ２４を挟み込んで前記締め付けを行うためのＶ溝２３ａを有するクランプ２３とを備えている。

また、例えばΦｄ１、Φｄ２、Φｄ３といったように、大きさの異なる３個の貫通孔２６を設けた風船ゲージ２５を備えており、ガスを充填した風船２が、前記貫通孔２６のうちのどの大きさのものまでを通過可能であるかを目視することにより、風船２のガス充填量を正確に設定できるようになっている。

また、風船２を、爆発室１１内に入れた状態で破裂させるために、長尺の針状部材４を備えている。針状部材４の先端は尖塔状に形成されており、その基端には縦向き円形状の把持部が設けられている。

また、爆発室１１内の略気密状態を維持するための厚紙３を、正確な大きさとなるように切り抜くために、例えば同じ大きさの２個の貫通孔３２を設けた厚紙ゲージ３１を備えており、この厚紙ゲージ３１を市販の厚紙に当ててカッタ等で前記貫通孔３２に沿って切り抜くだけで、上部フランジ１３の前記延設部と上部蓋１５との間に挿入可能な円形状の厚紙３が得られるようになっている。

また、前記爆発室１１内で破裂させた風船２の破片を取り除くために、図略のピンセットをも備えており、このピンセットを爆発室１１の上部蓋１５を開けて、その内部に差し込むことにより、当該部位に残留する風船２の破片を挟んで、外部に取り出すようになっている。

図７は本実施形態に係るガス爆発危険体感装置１の制御ブロック図である。

本実施形態に係るガス爆発危険体感装置１の制御系は、例えば図７に示すように、セレクトスイッチ２０１，操作スイッチ２０３及びタイマ（不図示）を備えた操作ボックス２００と、シャッタ６を開閉動作させるアクチュエータ２０６と、同用電磁開閉器２０７と、パージ用空気の供給ライン９ａを開閉する電磁開閉器２０８と、両電磁開閉器２０７，２０８に空気を供給するコンプレッサ２１０と、同用圧力計２０９と、筐体１００の扉１０１の開閉を検知するリードスイッチ２１１と、爆発室１１内のガス濃度を測定するガス検出器３００と、同用サンプリングポンプ３０１と、を備えている。

セレクトスイッチ２０１は、下部電極５ａ，５ａと上部電極５ｂ，５ｂとの切替操作を行うためのものであり、操作スイッチ２０３は、前記セレクトスイッチ２０１で切替操作を行った下部電極５ａ，５ａ又は上部電極５ｂ，５ｂに、各用トランス２１２ａ，２１２ｂを介して通電させるためのものである。

そして、操作ボックス２００は、さらに下部電極５ａ，５ａのトランス２１２ａと、上部電極５ｂ，５ｂのトランス２１２ｂと、両電磁開閉器２０７，２０８と、リードスイッチ２１１と、ガス検出器３００と、サンプリングポンプ３０１とに延長コード２００ａを介してそれぞれ電気的に接続されて、筐体１００の正面に設けられた操作ボックス置き台２２０上に取り外し自在に載置されており、この制御系の働きにより、ガス爆発危険体感装置１を半自動的に操作できるようになっている。

また、リードスイッチ２１１が筐体１００の扉１０１の開状態を検知しており、或いは、シャッタ６が閉じていない場合には、仮に操作スイッチ２０３をオン操作したとしても下部電極５ａ，５ａ及び上部電極５ｂ，５ｂのいずれにも電圧が印可されないようにして、ガス爆発事故を防止するようなインターロックがかけられている。このインターロックにより、ガス爆発危険体感装置１の自動起動条件を満足するようになっている。

また、ガス検出器３００は、前記サンプリング管９ｃを介して、サンプリングポンプ３０１で吸引されたガスの濃度を、所定の検知原理に基づいて測定して時々刻々表示するとともに、そのピーク値を表示し続ける、いわゆるピークホールド機能をも有するものである。

以下、このガス爆発危険体感装置１の使用方法について説明する。図８は本実施形態に係るガス爆発危険体感装置１の使用手順を示すフローチャートであって、（ａ）は前工程、（ｂ）は爆発工程、（ｃ）は後工程をそれぞれ示している。

本実施形態に係るガス爆発危険体感装置１の使用手順は、前工程と、爆発工程と、後工程とに大別することができる。ここではガスの一例として、空気より重いプロパンガスを使用することとした。したがって、図２に示すように、電極５，５としては下部電極５ａ，５ａを使用することを想定して、風船受けネット１２の底板１２ｂは、その下部電極５ａ，５ａの上方にセットしているものとする。

まず前工程としては、図８（ａ）、図４及び図５に示すように、風船２にガスボンベ２０ａから供給されるプロパンガスを充填する（ステップＳ１）。すなわち、ガスボンベ２０ａの元バルブ２０ｂとガス注入ノズル２０ｇのバルブ２０ｆとが閉まっていることを確認する。ガス供給レギュレータ２０ｄを向かって左側に回し、抵抗が少ない状態としておく。一方、図５中の一点鎖線で示すように、クリップ２４を上方に開いた状態で、クランプ２３にセットしておく。

ついで、ガスボンベ２０ａの元バルブ２０ｂを開けてガスの残量を圧力計２０ｃの表示により確認する。ガスがなくなっている場合は前記元バルブ２０ｂを閉めてガスボンベ２０ａを交換する。ガス供給レギュレータ２０ｄを右側に回してガス出口の圧力計２０ｅの表示が例えば０．１ＭＰａ以下の微圧となるようにセットする。これは、ガス圧が高すぎると風船２が一気に膨張するので、ガス圧を抑えた状態で風船２にガスの充填を行うようにしたものである。

ついで、風船２の口元２２をガス注入ノズル２０ｇの奥まで差し込む。この風船２の口元２２をしっかりと指でつかみ、その状態でガス注入ノズル２０ｇのバルブ２０ｆをゆっくりと開ける。そして、風船２の本体２１を所望の大きさよりも若干大きめの球状となるまで膨らませる。

ついで、ガス注入ノズル２０ｇのバルブ２０ｆを閉める。風船２本体２１内のガスが漏れないように、その口元２２を掴みガス注入ノズル２０ｇから本体２１を抜き取る。風船２の本体２１内のガスを少しずつ抜きながら、例えば図６（ａ）に示すような風船ゲージ２５の例えばΦｄ２の大きさの貫通孔２６を風船２の本体２１が通過するようなサイズに合わせる（ステップＳ２）。これにより、風船２に充填するガス量が正確に設定される。

そして、風船２の口元２２を引っ張って捻り、図５（ａ）（ｂ）における一点鎖線で示すように、風船２の口元２２をクランプ２３のＶ溝２３ａに挿入して、そのまま押し下げると、図５（ａ）（ｂ）における実線で示すように、クリップ２４が閉じて風船２の口元２２を締め付けることで、風船２の本体２１からガスが抜けなくなる（ステップＳ３）。

ついで、爆発工程としては、図８（ｂ），図１〜図３及び図７に示すように、前記ガスを充填しておいた風船２を、ガス爆発危険体感装置１に入れてガス爆発を起させる。このために、前記筐体１００の扉１０１を閉め、操作ボックス２００のセレクトスイッチ２０１を、図７に示すような「上部電極」から「下部電極」に切り替えて、操作スイッチ２０３をオンする。すると、アクチュエータ２０６にコンプレッサ２１０からの空気が供給されて、そのアクチュエータ２０６のロッド部分が動作し、このロッド部分に機械的に接続されたシャッタ６が自動的に開けられることとなる（ステップＳ１１）。

前記扉１０１を開けると、リードスイッチ２１１がその開状態を検知し、インターロックが働いて、仮に操作スイッチ２０３がオンされても、下部電極５ａ，５ａ及び上部電極５ｂ，５ｂには電圧が印可されないようになる（ステップＳ１２）。このような状態の下で、爆発室１１の上部蓋１５を開ける（ステップＳ１３）。

すなわち、上部蓋１５を例えば右側に捻ることにより、筒状本体１１ａへの螺合を解除する。前記のようにしてガスが充填された風船２を、クリップ２４が下になるようにして、爆発室１１の筒状本体１１ａ内に落とし込むようにして入れる。すると、風船２が風船受けネット１２の底板１２ｂ上に載るのであるが、このとき上部電極５ｂ，５ｂが邪魔になる場合は、風船２の本体２１を軽く押して変形させるとよい。そして、図６（ｂ）に示すような厚紙ゲージ３１を用いて円形状にカットしておいた厚紙３を、爆発室１１の筒状本体１１ａの上端面に載せた状態で、上部蓋１５を、前記と反対向きに捻ることにより、筒状本体１１ａへの螺合を行う（ステップＳ１４）。

針状部材４で、厚紙３の中央付近を突き破り、そのまま針状部材４を押し下げることにより、その下方にある風船２の本体２１を突き刺して破裂させる（ステップＳ１５）。そして、針状部材４を抜き取る。すると、風船２の本体２１内に充填しておいたガスが、爆発室１１内に拡散して、すぐに均一なガス濃度が得られるようになる。そして、爆発室１１の下方のサンプリング室１７内に拡散して、そこに溜まってくる。なお、針状部材４により、厚紙３には小孔が開いているが、この小孔からのガス漏れ量は、実際にガス爆発を起させるまでの短時間では、無視しうる程度である。

再度扉１０１を閉め、前記電磁開閉器２０７を閉状態とすることでアクチュエータ２０６を閉動作させることにより、シャッタ６を閉める（ステップＳ１６）。シャッタ６を閉めた後、サンプリングポンプ３０１を起動し、サンプリング室１７内からサンプリング管９ｃを介してガス検出器３００へのガスサンプリングを行う（ステップＳ１６ａ）。ここでは、ガス検出器３００が時々刻々変化するガス濃度を検知して表示するが、そのピーク値を保持する、いわゆるピークホールド表示も可能である。したがって、見学者は、時々刻々変化するガス濃度と、そのピーク値とを容易に把握できる。

ついで、操作ボックス２００のセレクトスイッチ２０１を「上部電極」から「下部電極」に切り替える（ステップ１６ｂ）。

操作スイッチ２０３の点滅を確認し、操作スイッチ２０３をオンする（ステップＳ１７）。このときには、リードスイッチ２１１が扉１０１の閉状態を検知し、かつ、シャッタ６が閉まっていることを検知している場合に限り、自動起動が可能となる。すなわち、操作スイッチ２０３が点灯する。そして、着火タイマにより予め設定された時間だけカウントアップされた後、下部電極５ａ，５ａに電圧が印可され、下部電極５ａ，５ａ間でのアーク放電が開始される。

これにより、ガスが自動着火し、爆発室１１内で閃光が発生すると同時に、爆発音が起きる（ステップＳ１８）。その閃光と爆発音とは、透明な筒状本体１１ａと、やはり透明な筐体１００の扉１０１を介して、外部から観察される。ここでは、爆発室１１内でのガス爆発は、透明の筒状本体１１ａ内で起こるので、このガス爆発により発生する閃光を筒状本体１１ａの略全周を通じて、その外部から視ることができる。したがって、見学者が多い場合でも、爆発室１１内又は狭いのぞき窓にカメラなどを備えることなく、略全員の視覚を通じてガス爆発を体感できる。

また、爆発室１１の筒状本体１１ａは、上部が厚紙３だけで閉じており、しかも、この厚紙３は、前記筒状本体１１ａ内でのガス爆発により吹っ飛ぶので、ガス爆発時には筒状本体１１ａの上部は開放状態となり、その爆発音を該筒状本体１１ａの上部を通じてその外部から聴くことができる。したがって、爆発室１１内にマイクなどを備えることなく、見学者の聴覚を通じてガス爆発を体感できる。

ついで、着火時間タイマによりこれも予め設定された時間だけカウントアップされた後、操作スイッチ２０３が消灯することで、ガス爆発が完了したことがわかる。

操作スイッチ２０３が消灯した後、扉１０１を開けて、爆発室１１の筒状本体１１ａ内の風船２の破片を取り除く（ステップＳ２１）。このために、筐体１００の扉１０１を開けてから、爆発室１１の筒状本体１１ａの上部蓋１５を開ける。すなわち、上部蓋１５を右側に捻ることにより、筒状本体１１ａへの螺合を解除する。筒状本体１１ａ内に図略のピンセットを突っ込んで風船２の破片を挟んで上方に持ち上げることにより外部に取り出す。この際、上部蓋１５と筒状本体１１ａの上端との間に残留する厚紙３の破片をも取り除かれる。

そして、後工程としては、図８（ｃ）及び図７に示すように、前記電磁開閉器２０７を開状態とすることでアクチュエータ２０６を開動作させることにより、シャッタ６を開ける。しかる後、電磁開閉器２０８をも開状態とすることでパージ管９ａ爆発室１１内及びサンプリング室１７内にコンプレッサ２１０からの空気を供給することにより、その筒状本体１１ａ内及びサンプリング室１７内とをパージすることで、いわゆるフラッシング動作を行う（ステップＳ２２）。このパージ終了後は、エア吸入管９ｂから外気が吸入されて爆発室１１内及びサンプリング室１７内がそれぞれ大気圧となる。これにより、次のガス爆発を起させるための準備が完了する。

以上説明したように、本実施形態のガス爆発危険体感装置１によれば、予め設定された量のガスを充填した風船２を一定容積の爆発室１１内で破裂させることにより、該爆発室１１内のガス濃度を調整するようにしたので、風船２に充填したガス量（既知）を、爆発室１１内の容積（既知）で除算するだけで、該爆発室１１内のガス濃度を正確に演算することができる。

したがって、ガス検出器３００は本来不要となるのであるが、ここでは、あえてガス検出器３００を備えて、爆発室１１内で時々刻々変化するガス濃度を検出して表示するとともに、そのピーク値を表示することとしたことで、見学者が、ガス爆発時のガス濃度の範囲を、容易かつ確実に把握できるようにしている。

ただし、本実施形態のガス爆発危険体感装置１によれば、風船２を破裂させたときの勢いで、ガスが爆発室１１内及びサンプリング室１７内に急速に拡散して均一なガス濃度が得られるようになる。したがって、従来のようにガス濃度測定器と試験容器との間に循環系を設ける必要はない。

すなわち、本実施形態のガス爆発危険体感装置１は、風船２を用いてのバッチ方式で爆発室１１内でのガス濃度を一気に調整するものである。したがって、循環系の中にガスが循環することでガス濃度を徐々に上げていくものに比べて、ガス濃度が所定値となるまでに時間がかからず、ガス消費量も少なくて済む。

しかも、本実施形態のガス爆発危険体感装置１は、風船２からガス抜きをして該風船２の中のガス量を簡単に減少させることができる。したがって、ガス濃度測定器のタイムラグにより循環系の中のガス濃度が所定値を超えてしまうと、容器からのガス漏れにより自然にガス濃度が下がるのを待つしかないために、ガス濃度が所定値になるまでに時間がかかり、過大なガス濃度とならないように、そのガス濃度を上昇させる速度を遅くせざるをえないといった問題もない。

また、本実施形態のガス爆発危険体感装置１では、ガス爆発を起した後に爆発室１１内の残留ガスを除去してリセットする場合にも、その爆発室１１内及びサンプリング室１７内だけを空気でパージするだけで済む。したがって、循環系の中の残留ガスを除去する必要がある場合と比べて短時間にリセットすることができる。

さらに、本実施形態のガス爆発危険体感装置１によれば、前記電極５，５の高さ位置を変化可能としたので、ガスの種類に応じて電極５，５の高さ位置を設定することができる。したがって、メタンガスやプロパンガスのように空気よりも重いガスの場合、電極５，５の高さ位置を低く設定して爆発室１１内の下方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる一方、都市ガスやガソリン蒸気のように空気よりも軽いガスの場合、電極５，５の高さ位置を高く設定して爆発室１１の上方に溜まったガスに容易かつ確実に着火できる。その結果、より多くの種類のガスについてガス爆発の危険性を体感できる。

なお、上記実施形態では、爆発を起させるガスとしては、プロパンガスを使用しているが、プロパンガスに加えて、メタンガス、ブタンガス、都市ガス、ガソリン蒸気などの気化した燃料を使用することとしてもよいし、両者を混合したものであってもよい。その場合は、上部電極５ｂ，５ｂだけで着火することとしてもよいし、下部電極５ａ，５ａと、上部電極５ｂ，５ｂとの両方で同時着火することとしてもよい。

また、上記実施形態では、ガス爆発危険体感装置１を透明な筐体１００内にセットしているが、このことは必ずしも要求されない。ただし、安全上の理由から筐体１００内にガス爆発危険体感装置１をセットするのが好ましいのはもちろんである。

また、上記実施形態では、操作ボックス２００を備え、この操作ボックス２００からの操作によりガス爆発危険体感装置１の遠隔操作や自動起動などを行い、その自動起動条件として、前記筐体１００の扉１０１の閉状態と、シャッタ６の閉状態とによるインターロックを設けているが、その全てを適用する必要性はなく、一部だけを適用してもよいし、その他の制御系を設けることとしてもよい。例えばコンプレッサ２１０の圧力計２０９の圧力検知によるインターロックを追加してもよい。

また、上記実施形態では、操作ボックス２００には、下部電極５ａ，５ａと、上部電極５ｂ，５ｂとの切替を行うためのセレクトスイッチ２０１と、操作スイッチ２０３とだけを備えているが、これに加えて、手動起動と自動起動との切替を行うためのセレクトスイッチと、同用操作スイッチなどを設けてもよい。

また、上記実施形態では、電極５，５として、下部電極５ａ，５ａと、上部電極５ｂ，５ｂとの２対を備えているが、１対の電極を設けて、それを上下移動可能とすることとしてもよく、３対以上の電極を備えてもよい。移動方法は、例えば爆発室１１の筒状本体１１ａの適当な高さ位置に、１又は複数のダミー孔と塞ぎ板とを設けておき、１対の電極を適宜付け替えることとすればよい。

また、上記実施形態では、電極５，５として、下部電極５ａ，５ａと、上部電極５ｂ，５ｂともに、アークを発生させる電極を使用しているが、これに代えて静電気を発生させる電極を使用してもよい。

また、上記実施形態では、厚紙を使用しているが、これに代えて、その厚みによっては破裂音が小さくなるものの、トレーシングペーパなどを使用してもよいし、コルクを使用してもよい。

また、上記実施形態では、予め設定された量のガスを充填した風船２を一定容積の爆発室１１内で破裂させることにより、該爆発室１１内のガス濃度を調整するようにしたので、ガス検出器３００を省略してもよいのはもちろんである。

１ ガス爆発危険体感装置
２ 風船
３ 厚紙
５，５ 電極
５ａ，５ａ 下部電極
５ｂ，５ｂ 上部電極
６ シャッタ
１１ 爆発室
１１ａ 筒状本体
１２ 風船受けネット
１３ 上部フランジ
１４ 下部フランジ
１５ 上部蓋
１７ サンプリング室
２５ 風船ゲージ
３１ 厚紙ゲージ
１００ 筐体
１０１ 扉
２００ 操作ボックス
２０１ セレクトスイッチ
２０３ 操作スイッチ
３００ ガス検出器

実用新案登録第３１４４１７５号公報

Claims (6)

1. 予め設定された量のガスを充填した風船を一定容積の爆発室内で破裂させることにより前記ガスが前記爆発室内に拡散した状態で、該爆発室内に挿入した電極に通電することによりガス爆発を起させるガス爆発危険体感装置であって、
   前記電極の高さ位置を変化可能としたことを特徴とするガス爆発危険体感装置。
2. 前記風船を受ける受板を設け、該受板の高さ位置を変化可能としたことを特徴とする請求項１記載のガス爆発危険体感装置。
3. 前記電極は複数の異なる高さ位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のガス爆発危険体感装置。
4. 各電極中の通電する電極を少なくとも１つ選択するセレクトスイッチを設けたことを特徴とする請求項３記載のガス爆発危険体感装置。
5. 前記爆発室は上部が開放されており、該爆発室の開放端を厚紙で塞ぐとともに、この厚紙を針状部材で突き破って、予め前記爆発室内に投入しておいた前記風船に突き刺すことにより、前記風船を前記爆発室内で破裂させるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス爆発危険体感装置。
6. 前記爆発室の下部にサンプリング室を設けるとともに、該爆発室とサンプリング室とを仕切るシャッタを設け、前記爆発室から前記サンプリング室内に前記ガスが拡散した状態で前記シャッタを閉じて、前記サンプリング室内のガス濃度をサンプリング計測するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス爆発危険体感装置。

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