(57)【要約】【課題】流動帯電現象や流動帯電に起因する放電を実際に体感し、その危険性を感じ取ることができる流動帯電の体感装置および流動帯電の体感実験方法を提供する。【解決手段】流動帯電を発生させる装置であって、液体Ｌを循環させる流路６を有する液体循環部５を備えており、液体循環部５の流路６は、導電性材料からなる導電性部分を有しており、導電性部分が非接地状態にありかつ流路６内を流れる液体Ｌと接触するように設けられている。液体Ｌを液体循環部５の流路６内で循環させれば、液体Ｌと流路６との間の摩擦により液体Ｌが帯電するから、液体Ｌと接触している液体循環部５の導電性部分が帯電する。すると、導電性部分の電位を測定すれば、液体循環部５の流路６内に液体Ｌを流すだけで流動帯電が発生することを作業者に理解させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動帯電を発生させる装置であって、
前記液体を循環させる流路を有する液体循環部を備えており、
該液体循環部の流路は、
導電性材料からなる導電性部分を有しており、該導電性部分が非接地状態にありかつ該流路内を流れる前記液体と接触するように設けられている
ことを特徴とする流動帯電の体感装置。
【請求項２】
前記液体循環部の流路は、
前記液体が貯留される貯留部と、
該貯留部内から前記液体を排出し、該排出された液体を前記貯留部内に戻す外部流路とからなり、
該外部流路は、
前記貯留部内に戻す前記液体を、該貯留部内の液面に向けて噴出する液体噴出部を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の流動帯電の体感装置。
【請求項３】
前記液体噴出部は、
前記貯留部の側壁近傍に配設されている
ことを特徴とする請求項２記載の流動帯電の体感装置。
【請求項４】
前記貯留部を収容する、導電性部材からなる遮蔽容器を備えている
ことを特徴とする請求項２または３記載の流動帯電の体感装置。
【請求項５】
接地電極と、該接地電極と非接触状態に配設された放電電極とからなる一対の電極を備えており、
該放電電極は、前記流路における導電性部分に接続されている
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の流動帯電の体感装置。
【請求項６】
前記一対の電極が内部に収容された容器と、該容器内に可燃性ガスを供給するガス供給手段とを備えたガス爆発装置を備えている
ことを特徴とする請求項５記載の流動帯電の体感装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載の流動帯電の体感装置において、体積抵抗率が１０１０Ω・ｍ以上の液体を使用する
ことを特徴とする流動帯電の体感方法。
【請求項８】
引火点が４０℃以上の液体を使用する
ことを特徴とする請求項７記載の流動帯電の体感方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動帯電の体感装置および流動帯電の体感実験方法に関する。
液体を流動させた場合には、液体とこの液体が流動する経路である非接地状態の配管等との摩擦によって流動帯電が発生し、液体および配管等がともに帯電する。かかる帯電が発生した場合には、配管等の帯電電位が高くなり、この帯電した配管等に接地された導体が接近した場合、配管等と導体との間で放電が発生する可能性がある。
本発明は、かかる液体の流動に起因する流動帯電や、流動帯電に起因する帯電した導体からの放電を実際に体感し、その危険性を感じ取ることができる流動帯電の体感装置および流動帯電の体感実験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動帯電は、液体が流動することによって発生するので、様々な場面で発生することが予想される。
例えば、油入変圧器等の電気機器では、機器内の絶縁流体を機器外に設けられた冷却流路と電気機器との間で循環させることによって絶縁流体の冷却が行われているが、絶縁流体の流動に起因して流動帯電が発生する。すると、流動帯電により発生する静電気量が大きくなると、絶縁破壊を誘発する可能性がある。
このため、電気機器では絶縁流体の流動帯電の評価は重要な管理項目になっており、かかる電気機器に使用される絶縁流体の流動帯電を評価する技術として、絶縁流体を流動させてその電荷の発生量を測定する技術が開発されている（例えば、特許文献１〜３）
【０００３】
しかし、上記のごとく流動帯電に起因して発生する静電気量が把握できても、作業者が、実際の設備などにおいて流動帯電が発生したときにどのような危険性があるのかについて理解していなければ、流動帯電に起因する事故等を効果的に防ぐことは難しい。
【０００４】
個々の作業者に流動帯電の危険性について理解させるには、実際の設備において流動帯電が発生する状況や、この帯電に起因して生じる放電現象、およびその放電が原因となる事故、例えば、ガス爆発等を作業者に体感させることが最も重要かつ効果的である。
【０００５】
しかし、流動帯電は、比較的簡単かつ安全に帯電させることができる摩擦帯電や剥離帯電等のような簡易な実験装置がなく、現在のところ研究室のような特別な施設において実験が行われているのみであり（非特許文献１）、かかる流動帯電の危険性を実際に体感できる実験装置や実験方法は存在していない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４９１５３号
【特許文献２】特開２００２−５９７６号
【特許文献３】特開平１０−３３２７５７号
【非特許文献１】“火災・爆発現象の体感講座”、株式会社エムネット、平成１８年１１月８日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、流動帯電現象や流動帯電に起因する放電を実際に体感し、その危険性を感じ取ることができる流動帯電の体感装置および流動帯電の体感実験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の流動帯電の体感装置は、流動帯電を発生させる装置であって、前記液体を循環させる流路を有する液体循環部を備えており、該液体循環部の流路は、導電性材料からなる導電性部分を有しており、該導電性部分が非接地状態にありかつ該流路内を流れる前記液体と接触するように設けられていることを特徴とする。
第２発明の流動帯電の体感装置は、第１発明において、前記液体循環部の流路は、前記液体が貯留される貯留部と、該貯留部内から前記液体を排出し、該排出された液体を前記貯留部内に戻す外部流路とからなり、該外部流路は、前記貯留部内に戻す前記液体を、該貯留部内の液面に向けて噴出する液体噴出部を備えていることを特徴とする。
第３発明の流動帯電の体感装置は、第２発明において、前記液体噴出部は、前記貯留部の側壁近傍に配設されていることを特徴とする。
第４発明の流動帯電の体感装置は、第２または第３発明において、前記貯留部を収容する、導電性部材からなる遮蔽容器を備えていることを特徴とする。
第５発明の流動帯電の体感装置は、第１、第２、第３または第４発明において、接地電極と、該接地電極と非接触状態に配設された放電電極とからなる一対の電極を備えており、該放電電極は、前記流路における導電性部分に接続されていることを特徴とする。
第６発明の流動帯電の体感装置は、第５発明において、前記一対の電極が内部に収容された容器と、該容器内に可燃性ガスを供給するガス供給手段とを備えたガス爆発装置を備えていることを特徴とする。
第７発明の流動帯電の体感方法は、第１、第２、第３、第４、第５または第６発明の流動帯電の体感装置において、体積抵抗率が１０１０Ω・ｍ以上の液体を使用することを特徴とする。
第８発明の流動帯電の体感方法は、第７発明において、引火点が４０℃以上の液体を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、液体を液体循環部の流路内で循環させれば、液体と流路との間の摩擦により液体が帯電するから、液体と接触している液体循環部の導電性部分が帯電する。すると、導電性部分の電位を測定すれば、液体循環部の流路内に液体を流すだけで流動帯電が発生することを作業者に理解させることができる。
第２発明によれば、液体は、外部流路を流れるときにおける流路との間の摩擦により帯電するだけでなく、液体噴出部から噴出されるときにおける液体と液体噴出部との間の摩擦でも帯電する。すると、液体の帯電量が大きくなるから、導電性部分の帯電量を大きくできる。よって、作業者に、流動帯電の危険性を強く認識させることができる。
第３発明によれば、液体噴出部から噴出された液体が、貯留部の側壁と接触して帯電するので、液体の帯電量をさらに大きくできる。すると、導電性部分の帯電量がより一層大きくなるから、作業者に、流動帯電の危険性をより強く認識させることができる。
第４発明によれば、液体噴出部から噴出された液体が貯留部周辺に飛散しても、遮蔽容器によってその液体を受け止めることができるから、実験の際に装置周辺が汚損することを防ぐことができる。しかも、貯留部が導電性部材で形成されている場合には、遮蔽容器を接地された導体にすることで、流動帯電により帯電した液体が存在する貯留部が電気的に外乱の影響を受けることを防ぐ静電シールドとして機能する。すると、貯留部の電位を測定することにより、流動帯電によって発生する液体の帯電を正確に確認することができる。
第５発明によれば、導電性部分の帯電に起因する放電を実際に体感できるので、流動帯電に起因する災害の危険性に対する理解を深めることができる。
第６発明によれば、一対の電極間で放電が発生すれば、この放電により可燃性ガスに着火するので、流動帯電に起因する放電の危険性をより効果的に体感させることできる。よって、流動帯電に起因する災害の危険性に対する作業者の理解をより深めることができる。
第７発明によれば、流動帯電によって発生した静電気が液体を通して逃げることを抑えることができるので、導電性部分を確実に帯電させることができ、しかも、帯電量を大きくすることができる。
第８発明によれば、室温で実験を行っても、流動帯電に起因する放電が生じたときに液体に引火しないので、安全に実験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の流動帯電の体感装置１の概略説明図である。図１において、符号５は、本実施形態の流動帯電の体感装置１（以下、単に体感装置１という）の液体循環部を示している。
この液体循環部５は、液体Ｌを流す流路６と、液体Ｌを流路６に流す駆動源となる、例えば、ポンプなどの駆動手段７とから構成されている。また、液体循環部５において発生する流動帯電に起因する静電気が外部に逃げないように構成されている。
液体循環部５から静電気が外部に逃げないようにする方法はとくに限定されず、例えば、図１に示すように、液体循環部５全体を絶縁性材料で形成された台Ｂ等の上に設置してもよいし、流路６および駆動手段７を、それぞれ非接地状態になるように配設してもよく、種々の方法を採用することができる。
また、駆動手段７は、流路６内に液体Ｌを流すことができるものであればとくに限定されないが、液体Ｌの静電気が逃げることを防ぐ上では、液体Ｌと接触する部分がテフロン（登録商標）等の絶縁性が高い素材等で形成されているものを使用することが好ましい。
【００１１】
図１に示すように、流路６は、液体Ｌを貯留するための貯留部６ａと、この貯留部６ａ内の液体Ｌを外部循環させる外部流路６ｂと、外部流路６ｂを流れた液体Ｌを貯留部６ａ内に戻す液体噴出部６ｃとを備えている。
【００１２】
貯留部６ａは、中空な容器であり、その内部に液体Ｌを溜めておくことができるものである。
この貯留部６ａには、液体Ｌを流すことができる配管等によって形成された外部流路６ｂが接続されている。この外部流路６ｂは、その一端が貯留部６ａに連通されており、駆動手段７を作動させると、貯留部６ａ内に貯留されている液体Ｌが外部流路６ｂ内に流入するように設けられている。
また、外部流路６ｂの他端は、前記貯留部６ａの上方、言い換えれば、貯留部６ａ内に貯留されている液体Ｌの上方に配設されている。
そして、図１に示すように、外部流路６ｂの他端には、外部流路６ｂから貯留部６ａ内に液体を噴出するための液体噴出部６ｃが設けられている。そして、この液体噴出部６ｃは、例えば金属等の導電性材料で形成された部分（導電性部分）を備えており、この導電性部分は液体噴出部６ｃを通過する液体Ｌと接触する位置に設けられている。
【００１３】
以上のごとき構成であるから、駆動手段７を作動させて、液体Ｌを、貯留部６ａ→外部流路６ｂ→液体噴出部６ｃ→貯留部６ａの順に循環させれば、液体Ｌと外部流路６ｂとの間の摩擦によって液体Ｌが帯電する。また、液体Ｌは、液体噴出部６ｃから液体Ｌが噴出するときの摩擦によっても帯電する。すると、液体噴出部６ｃの導電性部分は液体Ｌと接触する位置に設けられているので、帯電した液体Ｌに接触した液体噴出部６ｃの導電性部分が帯電する。
【００１４】
このため、帯電した液体噴出部６ｃの導電性部分に、導線２ａ等によって接地（アース）されている接地電極２を接近させれば、接地電極２と液体噴出部６ｃの導電性部分との間で放電を発生させることができる。
よって、流路６内に液体Ｌを流すだけで流動帯電によって液体Ｌが帯電すること、また、この帯電した液体Ｌと接触する導電性を有する材料が帯電すること、および、この帯電した材料から放電が発生する可能性があることを作業者に理解させることができる。
【００１５】
なお、液体噴出部６ｃの導電性部分に導線等を介して電位計を接続しておけば、液体噴出部６ｃの導電性部分の電位を測定することができるので、流動帯電により発生する静電気の量を、作業者に定量的に把握させることができる。
【００１６】
また、流路６において、導電性部分（導電性材料によって形成された部分）を設ける箇所は、液体噴出部６ｃに限られず、貯留部６ａや外部流路６ｂにおいて液体Ｌと接触する部分に設けてもよい。例えば、貯留部６ａであれば、貯留部６ａ全体を導電性材料によって形成すれば、貯留部６ａ全体を導電性部分とすることができる。また、流路６であれば、その大部分を絶縁性材料によって形成してその一部分に導電性材料の導電性配管を使用すれば導電性配管の部分を導電性部分とすることができるし、また、流路６全体を導電性材料からなる配管によって形成すれば流路６全体を導電性部分とすることができる。かかる構成とすれば、貯留部６ａや流路６の導電性部分に接地電極２を接近させれば両者の間で放電を発生させることができるし、貯留部６ａや流路６の導電性部分に導線等を介して電位計を接続すれば電位を測定することができる。
【００１７】
上記例では、液体噴出部６ｃから貯留部６ａに液体Ｌを噴出させるようにしているが、外部流路６ｂの他端を貯留部６ａ内の液体に浸漬した状態としてもよい。また、貯留部６ａや液体噴出部６ｃを設けず一連の配管のみで液体Ｌを循環する流路６を形成したりしてもよい（図５）。かかる構成としても、流路６を構成する配管内を液体Ｌが流れるときに、配管と液体Ｌとの間で摩擦による静電気が発生するので、液体Ｌを帯電させることができる。
【００１８】
しかし、液体噴出部６ｃを設けておけば、液体噴出部６ｃから液体Ｌを噴出されるときに、液体噴出部６ｃと液体Ｌとの間に大きな摩擦を発生させることができ、液体噴出部６ｃを設けない場合に比べて液体Ｌの帯電量を大きくすることができる。すると、電位計で測定される導電性部分の帯電量が大きくなるし、また、導電性部分と接地電極２との間で放電を発生させたときにその放電も大きくなるから、作業者に、流動帯電の危険性をより強く認識させることができる。
なお、液体噴出部６ｃは、外部流路６ｂから貯留部６ａ内に液体を噴出できるものであれば特に限定されない。例えば、外部流路６ｂを構成する配管等の開放端を液体噴出部６ｃとしてもよい。
【００１９】
また、液体噴出部６ｃは、貯留部６ａ内に液体Ｌを排出できる位置に配設されていればよくその位置はとくに限定されないが、液体噴出部６ｃを貯留部６ａの壁面近傍に配設しておくことが好ましい。この場合には、液体噴出部６ｃから噴出される液体Ｌが貯留部６ａの壁面と接触するときに、この壁面との間の摩擦によって液体Ｌがさらに帯電されるので、液体Ｌの帯電量をさらに大きくすることができる。
【００２０】
（装置構成部材の素材説明）
本実施形態の流動帯電の体感装置１で使用する液体Ｌは、流路６内を流動したときに流路６との間の摩擦により流動帯電させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ドデカンや軽油等の液体Ｌを使用することができる。
とくに、液体Ｌの体積抵抗率は１０１０Ω・ｍ以上であることが好ましい。かかる性質を有する液体Ｌであれば、流路６の導電性部分に帯電した静電気が液体Ｌ自体を通して逃げることを抑えることができる。
よって、体積抵抗率は１０１０Ω・ｍ以上の液体Ｌを使用すれば、流路６の導電性部分を確実に帯電させることができる。しかも、流路６の導電性部分に効率よく静電気を蓄積させることができるので、流路６の導電性部分の帯電量を大きくすることができる。
また、液体Ｌは、引火点が４０℃以上であることがより好ましい。かかる引火点の液体Ｌであれば、室温で流動帯電の実験を行っているときに放電が発生しても、液体Ｌに引火することを防止でき、安全に実験を行うことができる。
【００２１】
また、流路６を構成する部材（貯留部６ａや外部流路６ｂ等）は、流路６内を流す液体Ｌとの間において摩擦による流動帯電を発生させることができる素材で形成されていればよく、その素材はとくに限定されない。例えば、ドデカン等の液体Ｌを使用する場合であれば、流路６を構成する部材を、塩化ビニルやテフロン（登録商標）といった絶縁性が高い素材等で形成することが好ましい。
とくに、流路６における導電性部分以外の素材は、体積抵抗率が１０１０Ω・ｍ以上の素材が好ましい。この場合、流路６の導電性部分に帯電した静電気が流路６を通して逃げることを抑えることができるので、流路６の導電性部分を確実に帯電させることができる。そして、流路６の導電性部分に効率よく静電気を蓄積させることができるので、流路６の導電性部分の帯電量を大きくすることができる。
【００２２】
さらに、流路６の貯留部６ａに導電性容器、例えばSUS製やハステロイ製などの容器を使用する場合には、貯留部６ａの外側に、導電性材料からなる接地された遮蔽容器９を設けることが好ましい（図２）。この場合、遮蔽容器９が、外乱の影響を遮る静電シールドとして機能するので、貯留部６ａの帯電量を測定する場合に、流動帯電によって発生する静電気量を正確に測定することができる。つまり、外部で発生した静電気が貯留部６ａに影響することを防ぐことができるから、流動帯電によって発生する静電気量を正確に測定することができる。
ただし、上記構成を採用する場合には、貯留部６ａと遮蔽容器９とが直接接触しないようにするのはいうまでもない。例えば、図２に示すように、両者の間に絶縁性材料で形成された台８を設ける等の方法によって、両者の間を絶縁した状態に保つことが必要である。
【００２３】
また、遮蔽容器９として、絶縁性材料からなる容器を使用してもよい。この場合には、遮蔽容器９は静電シールドの機能は有しないものの、液体噴出部６ｃから噴出された液体Ｌが貯留部６ａ周辺に飛散しても、遮蔽容器９によってその液体を受け止めることができるから、実験の際に装置周辺が汚損することを防ぐことができる。
そして、貯留部６ａが導電性容器でない場合でも、遮蔽容器９を設ければ、装置周辺が汚損することを防ぐことができる。
【００２４】
（研究室用装置）
ここで、上述したように、流動帯電の危険性を作業者に強く印象付ける上では、帯電量が大きく、放電状態が鮮明であることが好ましい。帯電量を大きくするためには、液体Ｌが流れる流路の流路長を長くすればよいのであるが、流路長が長くなると、体感装置１自体が大型化する。
そこで、本実施形態の流動帯電の体感装置１は、外部流路６ｂに内径が１ｃｍ〜５ｃｍ程度、長さ300ｃｍ〜900ｃｍ程度の配管を使用し、貯留部６ａに直径１５ｃｍ〜９０ｃｍ程度、高さ１５ｃｍ〜７０ｃｍ程度の容器を使用することが好ましい。かかる大きさとすれば、装置自体をコンパクト化できるので、研究室などで活用しやすくなるし、流路６の導電性部分に発生する電位をある程度大きくする（例えば、３kV以上）こともできる。
【００２５】
（放電電極を有する装置）
また、上記例では、流路６の導電性部分に接地電極２を接近させて放電を発生させる構成を説明したが、図３に示すように、流路６の導電性部分と電気的に接続された放電電極３を設けておき、この放電電極３と接地電極２との間で放電を発生させるようにしてもよい。
【００２６】
具体的には、鉄や白金などの導電性を有する材料によって形成された接地電極２と放電電極３とを非接触状態に配置する。そして、接地電極２はアースされた状態となるように配設し、一方、放電電極３は、例えばフッ素樹脂製チューブによって被覆された導線４等によって流路６の導電性部分（図３では液体噴出部６ｃ）と電気的に接続しかつ非接地状態となるように設置する。
すると、流動帯電によって流路６の導電性部分を帯電させれば、接地電極２と放電電極３との間に電界が形成され、導電性部分の帯電量が増加することにより両者間で放電可能な状態となれば、接地電極２と放電電極３との間で放電を発生させることができる。
【００２７】
なお、放電電極３と流路６の導電性部分とを電気的に接続する方法は、上記のごとき構成に限られず、両者が電気的に接続され、かつ、両者を大地を含む周辺の導体から電気的に絶縁することができる構成であればよい。
【００２８】
（ガス爆発実験装置）
また、上記のごとく、流動帯電に起因する放電を確認するだけでも、流動帯電の危険性を理解させることはできる。しかし、流動帯電に起因する放電が引き起こす災害、例えば、ガス爆発等を体感させることができれば、単に放電の発生を確認するだけの場合に比べて、実験者や観測者に与えるインパクトが強くなり、流動帯電に起因する放電が引き起こす災害の危険性に対する認識をより深めることができる。
【００２９】
かかるガス爆発等を体感させる場合には、上述した流動帯電の体感装置を以下のごとき構成とすることが好ましい。
なお、以下では、上述した流動帯電の体感装置１（図１の装置）と同一の構成の部分については、説明を適宜省略している。
【００３０】
図４はガス爆発装置１０を備えた流動帯電の体感装置１Ｂの概略説明図である。図４に示すように、この流動帯電の体感装置１Ｂは、ガス爆発装置１０を備えている。このガス爆発装置１０は、混合ガスの爆発限界を測定する公知の北川研究室型測定装置と実質的に同等の構成を有するものである。
【００３１】
なお、流動帯電の体感装置１Ｂに使用するガス爆発装置は、内部にガスを貯蔵できかつその内部で放電を発生させ得る電極を備えているものであればとくに限定されないが、以下では、代表として、ガス爆発装置に北川研究室型測定装置を採用した場合を説明する。
【００３２】
図４において、符号１５は、爆発容器を示している。この爆発容器１５は、内部を視認しうるガラス製試験容器と上蓋とを備えたものである。
ガラス製試験容器は、上部は開放された中空構造を有するものであり、その内部に、前記接地電極２および前記放電電極３が放電可能な程度に離間した状態で配設されている。
上蓋は、ガラス製試験容器の開放部を覆うようにガラス製試験容器上に載せられるものである。この上蓋は、ガラス製試験容器上にその開放部を覆うように載せると、ガラス製試験容器内を外部から気密に密封することができるようになっている。ただし、上蓋はガラス製試験容器には固定されておらず、ガラス製試験容器内において混合ガスの爆発が生じたときには、爆発により発生した圧力で飛ぶ仕組みになっている。
なお、この上蓋も繋ぎ線によってガラス製試験容器と連結すれば、ガラス製試験容器内で爆発を生じさせたときに、上蓋が周辺に飛ぶことを防ぐことができる。
【００３３】
そして、図４に示すように、前記爆発容器１５には、可燃性ガスを供給するガスボンベ等のガス供給手段１２、爆発容器１５と外部との間を遮断連通するバルブ１４、および、真空ポンプなどの吸引手段１３が配管によって連通されている。
【００３４】
以上のごとき構成であるから、以下の手順でガス爆発実験を行うことができる。
まず、吸引手段１３によって爆発容器１５内の空気を吸引し、爆発容器１５内を大気圧よりも低い圧力とする。
その状態で、ガス供給手段１２から可燃性ガスを導入し、バルブ１４を開いて爆発容器１５内に空気を導入する。すると、爆発容器１５内に、空気と可燃性ガスとが混合した混合ガスを形成することができる。
【００３５】
爆発容器１５内に混合ガスを形成し、流路６内に液体Ｌを循環させると、流路６の導電性部分が帯電して、放電電極３と接地電極２との間に電界が生じる。
そして、流路６の導電性部分の電位が上昇すると放電電極３と接地電極２との間の電界が変化し、両者間で放電可能な状態となると、両電極２，３間に放電が発生する。すると、この放電が着火源となって、ガラス製試験容器内において混合ガスが爆発する。
ガラス製試験容器はその内部が視認しうるようになっているから、実験者や観察者はガラス製試験容器内の爆発状況を目視で確認できる。しかも、爆発の際に発生する大きな音や、爆発威力によって上蓋が飛ぶ様子を確認できるから、流動帯電に起因する放電が引き起こすガス爆発をより臨場感をもって体感することができる。
【００３６】
なお、爆発容器１５は、内部を視認できる透明な防護ケース１６内に収容しておいてもよく、この場合には、爆発容器１５に対して外部から衝撃等が加わることを防ぐことができる。この場合、防護ケース１６内を換気できる換気手段を設けておくことが好ましい。かかる換気手段は、単に防護ケース１６内の空気を吸引し外部に排出するポンプなどでもよいが、防護ケース１６内から吸引した気体に含まれる燃焼ガス等を除害する除害手段を備えている方がより好ましい。
【００３７】
爆発容器１５にガス供給手段１２から供給される可燃性ガスの種類によっては、内部を視認できしかも内部を換気できる、例えば、ドラフト等の防護設備１１を設けて、この防護設備１１内に防護ケース１６に収容された爆発容器１５とガス供給手段１２を設置してもよい。防護設備１１を設ける場合には、防護ケース１６はなくてもよいが、防護設備１１および防護ケース１６の両方を設ける方がより好ましい。
【００３８】
また、ガス爆発実験を行わない場合でも、放電が発生したときにオゾンが発生する可能性があるので、換気手段を備えた防護設備１１や防護ケース１６の中に両電極２，３を配置し、防護設備１１等の中で放電実験を行うことが安全衛生上好ましい。
【００３９】
さらに、上述したような本実施形態の流動帯電の体感装置１や体感装置１Ｂによる体感教育実験は、流動帯電の体感装置１や体感装置１Ｂを設置する空間を、工場内における実際の条件に近づけておくことが好ましい。例えば、実験条件を化学プラントの工場内の状況に近づけるのであれば、気温１０〜４０℃、相対湿度６５％以下とすることが好ましい。
また、空調設備を備えた室内において本実施形態の流動帯電の体感装置１や体感装置１Ｂによる体感教育実験を行うのであれば、上記のごとき気温湿度となるように、空調設備によって空間内の雰囲気を調整することが好ましい。
【００４０】
なお、体感装置１や体感装置１Ｂは、その全体を上述したような防護設備１１内に配置してもよい。この場合には、防護設備１１内の気温および相対湿度を適度に調整できる装置、例えば、空気調和装置等を防護設備１１に設ければ、防護設備１１内において、上記のごとき条件を実現することができる。
【実施例】
【００４１】
本発明の流動帯電の体感装置を用いて、流路の導電性部分への帯電状況と、流路の導電性部分からの放電現象を確認した。
実験に使用した流動帯電の体感装置を構成する部材は、以下とおりである。
液体      ：ドデカン（3.3ｋｇ）
外部流路  ：塩化ビニル製配管（長さ3.1ｍ、外径2.5ｃｍ  内径2.0ｃｍ）
貯留部    ：鉄製容器（幅31.0ｃｍ×奥行き21.5ｃｍ×高さ29.0ｃｍ）
遮蔽容器  ：鉄製容器（幅35.0ｃｍ×奥行き25.0ｃｍ×高さ32.0ｃｍ）
液体噴出部：導電性ノズル（ＳＵＳ製）
駆動手段  ：小型油回転真空ポンプ（アルバック機工社製  型番：GVD-050A）
電位測定計：非接触型電位計（春日電機株式会社製  型番：KSD-0108）
【００４２】
なお、貯留部は、遮蔽容器内に設けたテフロン（登録商標）製ブロック上に配置しており、貯留部と遮蔽容器との間は絶縁された状態に維持している。
また、実験は、気温２６℃、相対湿度４９％の条件で行った。
【００４３】
上記のごとき流動帯電の体感装置において、ドデカンを360g/secの速度で外部流路（塩化ビニル製配管）内を流動させたところ、開始してから４分後には、液体噴出部（導電性ノズル）の電位は−2.60kVまで電位上昇した。また、貯留部の電位は＋2.06kVまで上昇した。
上記電位まで上昇した液体噴出部に、接地した導体（鉄製）を近づけたところ、液体噴出部と導体との間で放電が確認された。
同様に、上記電位まで上昇した貯留部に、上記と同様に接地した導体を近づけたところ、貯留部と導体との間で放電が確認された。
【００４４】
以上のごとく、本発明の流動帯電の体感装置を用いれば、流動帯電を発生させることができ、手軽に流動帯電を作業者に体感させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の流動帯電の体感装置は、流動帯電が発生しうる現場で作業を行う作業者に対し、流動帯電に起因する火災や爆発災害の発生を防止するための教育に使用する装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態の流動帯電の体感装置１の概略説明図である。
【図２】第２実施形態の流動帯電の体感装置１の概略説明図である。
【図３】第３実施形態の流動帯電の体感装置１の概略説明図である。
【図４】ガス爆発装置１０を備えた流動帯電の体感装置１Ｂの概略説明図である。
【図５】第４実施形態の流動帯電の体感装置１の概略説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１        流動帯電の体感装置
２        接地電極
３        放電電極
５        液体循環部
６        流路
６ａ      貯留部
６ｂ      外部流路
６ｃ      液体噴出部
９        遮蔽容器
１０        ガス爆発装置
１２        ガス供給手段
１５        爆発容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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