JP5150383B2 - 可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に学校で実験用の教材として使用する簡易型の、可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置に関するものであり、更に詳しくは、可燃性ガス等の濃度を順次変化させて爆発下限界及び爆発上限界を簡単に測定できる、可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置に関するものである。

従来、この種の装置としては、次のような構成の爆発限界領域測定装置が知られている。この装置は、ステンレス製の密閉容器の内部に着火用の電極と温度測定用の熱電対とが設けられており、この密閉容器が油浴に設置されている。油浴にはヒータが設けられており、油浴内のオイルを所定温度に維持できるようになっている。また、密閉容器には気体導入管が接続されており、この気体導入管には、冷却管、圧力計、空気導入バルブ、ガスボンベ、及び真空ポンプが接続している（特許文献１参照）。

このような構成の爆発限界領域測定装置は、任意の濃度の可燃性ガスを気体導入管から密閉容器に導入して電極に放電を生じさせる。この時、爆発が起こると密閉容器の上端部に嵌め込んだコルク栓がその爆風によって飛び、密閉容器の圧力が開放される。
特開平８−１４５９２１号公報

この従来例の爆発限界領域測定装置においては、構造が大掛かりで簡易型とは言いがたく、製品価格が高価であり、特に学校等で実験用の教材として使用するには適さないという欠点を有している。

また、密閉容器はステンレス製の耐圧容器であり、爆発状態を直接に視認することができない。つまり、学校の授業等で実験を行うのには、視覚性あるいは生徒達に与えるインパクトの面で難点がある。

従って、従来例における爆発限界領域測定装置においては、構造がシンプルな簡易型であるようにすることと、価格も低廉で広く普及できるようにすることと、爆発状態を視認できると共に爆発エネルギーを安全で容易に発散できるようにすることとに解決しなければならない課題を有している。

前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、
合成樹脂製の使い捨て可能な袋と、該袋を密閉状態に被着する袋取付部と、該袋取付部に組み込まれる一対の電極と、該電極をスパークさせる点火スイッチと、前記袋を覆った状態にセットする防護筒と、前記袋に可燃性ガス・蒸気及び空気を導入する導入路と、該導入路に第１コックを介して接続され且つ所定量の前記可燃性ガス・蒸気を前記袋に送出する可燃性ガス・蒸気用シリンジと、前記導入路に第２コックを介して接続され且つ所定量の前記空気を前記袋に送出する空気用シリンジと、から少なくとも構成され、前記防護筒が前記袋を覆った状態にセットされると、前記点火スイッチの回路が接続可能になる構成であることを特徴とする可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置を提供するものである。

また、前記防護筒は、透明な合成樹脂製であること、；
を含むものである。

本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置は、合成樹脂製の使い捨て可能な袋と、該袋を密閉状態に被着する袋取付部と、該袋取付部に組み込まれる一対の電極と、該電極をスパークさせる点火スイッチと、前記袋を覆った状態にセットする防護筒と、前記袋に可燃性ガス・蒸気及び空気を導入する導入路と、該導入路に第１コックを介して接続され且つ所定量の前記可燃性ガス・蒸気を前記袋に送出する可燃性ガス・蒸気用シリンジと、前記導入路に第２コックを介して接続され且つ所定量の前記空気を前記袋に送出する空気用シリンジと、から少なくとも構成され、前記防護筒が前記袋を覆った状態にセットされると、前記点火スイッチの回路が接続可能になる構成であることによって、従来例の耐圧容器に替えて合成樹脂製の袋を用いるので、袋が破れることで爆発エネルギーを容易に発散できると共に、防護筒の存在によって爆発時の安全性が高い。
また、爆発状態を視認できるので、視覚性が良好であり学校の授業等で実験を行うのに適している。
そして、爆発試験装置は構造がシンプルな簡易型であり、製品価格を低廉に設定できて広く普及を図ることができる。
更には、試料ガス等の濃度を順次変化させて、爆発下限界及び爆発上限界を簡単に測定できる。
特に、防護筒が袋を覆った状態にセットされると、点火スイッチの回路が接続可能になる構成であることによって、防護筒をセットしないと電極がスパークしない。即ち、防護筒で袋を覆わないと試料ガス等が爆発しないので、安全性が高いという種々の優れた効果を奏する。

また、防護筒は、透明な合成樹脂製であることによって、試料ガス等の爆発状態を視認できるという優れた効果を奏する。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１から図５において、符号１１は可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置を示し、この爆発試験装置１１は、合成樹脂製の使い捨て可能な袋１２と、この袋１２を密閉状態に被着する袋取付部１３と、この袋取付部１３の上部に組み込まれる一対の電極１４と、この電極１４をスパークさせる点火スイッチ１５と、袋１２を覆った状態にセットする防護筒１６と、袋１２に可燃性ガス・蒸気及び空気を導入する導入路と、可燃性ガス・蒸気を袋１２に送出する可燃性ガス・蒸気用シリンジ１８と、空気を袋１２に送出する空気用シリンジ１９とから構成される。

袋１２は、一般に市販されているビニール製の袋であり、防護筒１６の内側形状に対応した縦長の形状であることが望ましい。なお、袋１２は雨天時に使用する雨濡れ防止用のポリエチレン製傘袋が適している。

袋取付部１３は、装置本体２０の上部に設置されており、略円筒状を呈すると共に下部側が拡径し、上部側が縮径して、外周面がテーパー状に形成されている。このような形状の袋取付部１３は、袋１２を上部からスッポリと被せて、その上からステンレス製のリング２１を嵌め込んで（図６参照）、袋１２を袋取付部１３の外周面とリング２１とで挟持して密閉状態に被着することができる（図４参照）。

袋取付部１３の上部は、図６に示すように、凹部２２が形成されており、この凹部２２の中央位置には、可燃ガス等の通気口（導入路）２３が形成されている。この通気口２３の下端部はＬ字状に折曲して、管（導入路）２４に接続している。

凹部２２には、図４及び図６に示すように、一対の電極１４が組み込まれており、点火スイッチ１５を押すと電極１４がスパークするように構成されている。なお、電極１４には、所定の配線が施されており、図示しないネオトランス等に接続している。また、図１及び図３中の符号１７は電源スイッチを示し、符号３７はヒューズホルダを示し、符号３８は昇圧コイルを示し、符号３９は端子台を示し、符号４０はＡＣインレットを示しており、コードを介してＡＣ１００Ｖの電源に接続される。

防護筒１６は、透明な合成樹脂製であり、所定の長さを有し、上端と下端とが開口した筒形である。この防護筒１６は、袋取付部１３及び袋１２の上部から被せて覆った状態にセットする。

また、防護筒１６は、袋１２を覆った状態にセットすると点火スイッチ１５の回路が接続可能になる構成である。即ち、防護筒１６の下端部にＬ字状の切欠部２６を形成すると共に、袋取付部１３の基部にガイド棒２５を設けて、このガイド棒２５を切欠部２６に係合させながら防護筒１６を回転すると、防護筒１６が固定した状態に維持されて、更にセット確認用のマイクロスイッチ４１がＯＮ状態になるように構成される。この場合は、防護筒１６をセットしないと電極１４がスパークしないので安全性が高いこととなる。

可燃性ガス・蒸気用シリンジ１８は、例えば２５mmＬのポリエチレン製シリンジであり、装置本体２０の上部に、取付部材２７を介して設けられている。

また、可燃性ガス・蒸気用シリンジ１８は、第１コック２８を介して導入路に接続している。導入路は、具体的には可燃性ガス等の採取用テドラーバッグ２９に接続する管（導入路）３０、及び袋１２に連通する管（導入路）３１である。

空気用シリンジ１９は、例えば１００mmＬのポリエチレン製シリンジであり、装置本体２０の上部に、取付部材３２を介して設けられている。

また、空気用シリンジ１９は、第２コック３３を介して導入路に接続している。導入路は、具体的には空気導入用の管（導入路）３４、及び袋１２に連通する管（導入路）３５である。

管３１と管３５とは、接続部３６で接続されると共に、装置本体２０の下部でＬ字状部２４ａを介して管２４に連通しており、この管２４は、上述のように袋取付部１３の通気口２３に連通している。

次に、可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１を用いた爆発試験の手順について説明する。まず、袋１２を袋取付部１３の上部からスッポリと被せて、その上からリング２１を嵌め込んで（図６参照）、袋１２をリング２１と袋取付部１３の外周面とで挟持した状態で密閉する（図４参照）。

そして、防護筒１６を袋１２及び袋取付部１３の上部から被せて覆った状態にセットする。この時、防護筒１６のガイド棒２５と切欠部２６とを係合させて、マイクロスイッチ４１がＯＮ状態になるようにする。

第１コック２８を操作して管３０を閉成（管３１を開成）し、同様に第２コック３３を操作して管３４を閉成（管３５を開成）する。そして、空気用シリンジ１９を操作して袋１２の中に残留する空気を吸引する。更に、第２コック３３を操作して管３４を開成（管３５を閉成）して、空気用シリンジ１９を操作して中の空気を外部に排出する。その後、第２コック３３を操作して管３４を閉成する。

可燃性ガス等を所定の方法でテドラーバッグ２９に採取してから、テドラーバッグ２９の接続口を管３０の端部に接続する（図２参照）。

次に、第２コック３３を操作して管３４を開成（管３５を閉成）し、空気用シリンジ１９を操作して所定量の空気を吸引する。そして、第２コック３３を操作して管３５を開成（管３４を閉成）し、空気用シリンジ１９を操作して袋１２に所定量の空気を送出する。この操作を必要に応じて複数回繰り返して、袋１２に必要な量の空気を送出する。その後、第２コック３３を操作して管３５を閉成する。

そして、第１コック２８を操作して管３０を開成（管３１を閉成）し、可燃性ガス・蒸気用シリンジ１８を操作して所定量の可燃性ガス等を吸引する。更に、第１コック２８を操作して管３１を開成（管３０を閉成）し、可燃性ガス・蒸気用シリンジ１８を操作して、袋１２に所定量の可燃性ガス等を送出する。この操作を必要に応じて複数回繰り返して、袋１２に必要な量の可燃性ガス等を送出してから、袋１２の中の試料ガスを混合する。その後、第１コック２８を操作して管３１を閉成する。

以上のような方法で袋１２の中に所定濃度の試料ガス等を作成する。なお、試料ガス等の爆発状態を視認し易くするために、実験する室内を暗くしておくことが望ましい。

電源スイッチ１７をＯＮ状態にしてから、点火スイッチ１５を押すと電極１４がスパークする。この時、爆発が起こると袋１２が破裂して、爆発エネルギーは防護筒１６の上部から発散する。この時の爆発状態は視認できるので視覚性が良好である。
更に、袋１２を新たなものに取り替えて、中の試料ガス等の濃度を順次変化させて実験を繰り返せば、爆発下限界及び爆発上限界を簡単に測定できる。

本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１の平面図である。 本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１を略示的に示す説明図である。 本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１の、一部を破断して示した側面図である。 本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１の、一部を破断して示した背面図である。 本発明に係る可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置１１の正面図である。 袋取付部１３の上部を拡大して示した縦断面図である。

符号の説明

１１ 可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置
１２ 袋
１３ 袋取付部
１４ 電極
１５ 点火スイッチ
１６ 防護筒
１７ 電源スイッチ
１８ 可燃性ガス・蒸気用シリンジ
１９ 空気用シリンジ
２０ 装置本体
２１ リング
２２ 凹部
２３ 通気口（導入路）
２４ 管（導入路）
２５ ガイド棒
２６ 切欠部
２７ 取付部材
２８ 第１コック
２９ 可燃性ガス等の採取用テドラーバッグ
３０、３１ 管（導入路）
３２ 取付部材
３３ 第２コック
３４、３５ 管（導入路）
３６ 接続部
３７ ヒューズホルダ
３８ 昇圧コイル
３９ 端子台
４０ ＡＣインレット
４１ マイクロスイッチ

Claims (2)

1. 合成樹脂製の使い捨て可能な袋と、
   該袋を密閉状態に被着する袋取付部と、
   該袋取付部に組み込まれる一対の電極と、
   該電極をスパークさせる点火スイッチと、
   前記袋を覆った状態にセットする防護筒と、
   前記袋に可燃性ガス・蒸気及び空気を導入する導入路と、
   該導入路に第１コックを介して接続され且つ所定量の前記可燃性ガス・蒸気を前記袋に送出する可燃性ガス・蒸気用シリンジと、
   前記導入路に第２コックを介して接続され且つ所定量の前記空気を前記袋に送出する空気用シリンジと、から少なくとも構成され、
   前記防護筒が前記袋を覆った状態にセットされると、前記点火スイッチの回路が接続可能になる構成であること
   を特徴とする可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置。
2. 前記防護筒は、透明な合成樹脂製であること
   を特徴とする請求項１に記載の可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置。

Images