(57)【要約】【課題】従来技術に比べて、爆発室内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことを抑制すること。【解決手段】爆発発生装置１は、可燃性物質を内部に収容する混合孔２４を有する漏斗７と、単位開口面積が、混合孔２４の中心軸Ｗに対応する中心領域よりもその周辺領域の方が大きい目皿８に形成された開口孔２８を有する目皿８と、混合孔２４から爆発室１０内に向けて圧縮空気を噴射する噴射部９を備える。これにより、圧縮空気の噴出力の強い混合孔２４の中心軸Ｗ付近の中央部分からの可燃性物質の飛散を抑えつつ、爆発室１０内に可燃性物質を飛散させ、いわゆる粉塵雲を形成させることができ、爆発室１０内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことが抑制される。【選択図】図１
2014098746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸方向が上下方向に沿った柱状の中空空間である爆発室を有する容器と、
前記爆発室内に設けられた点火源と、
上方に向かうにつれて径が大きくなる形状を有し、内部で可燃性物質が混合される混合孔が貫通形成され、爆発室の下端側に設けられる混合部と、
空気または酸素である基準気体を、前記混合孔から前記爆発室内に向けて噴射する噴射部と、
前記混合部の上に配置される板体であって、前記混合孔を部分的に開放する開口部を有し、単位面積当たりの前記開口部による開口面積が、前記混合孔の中心軸に対応する中心領域よりもその周辺領域の方が大きい板体と、を備える、爆発発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の爆発発生装置であって、
前記板体の前記開口部は、複数の開口孔であり、前記複数の開口孔は、互いに開口面積が同一であり、且つ、前記混合孔の前記中心軸を中心とした周方向において互いに均等間隔で配列されている、爆発発生装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の爆発発生装置であって、
前記板体の前記開口部には、円形状の開口孔が含まれ、前記混合孔の中心軸に沿った方向から見て、前記開口孔の一部は、前記混合孔の上端の周縁からはみ出している、爆発発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
可燃性物質が空気中に浮遊した爆発室内で点火して爆発現象を起こすことにより、粉塵爆発または溶剤爆発を作業者等に体験させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉塵爆発は、大気などの気体中に一定の濃度の可燃性の粉体が浮遊した状態で、火花などにより引火して爆発を起こす現象であり、粉体爆発ともいう。そして、この粉塵爆発は、空中に浮遊している粉体が燃焼し、その燃焼が継続して伝播していくことで起きるが、各粉体間の距離が長すぎると燃焼が伝播せず、逆に粉体間の距離が短すぎると燃焼するための十分な酸素が空間にないため燃焼が継続できず、いずれの場合も爆発しない。即ち、粉塵爆発が起きるには、気体中における粉体の密度が、爆発可能な範囲内であることが好ましい。
【０００３】
そこで、従来から、この粉塵爆発を作業者等に体験させるための技術がある（特許文献１）。この技術では、爆発室内の底部に、複数の試料溜を有する試料皿が載置されている。各試料溜は、可燃性の粉体が収容されるものであって、上端および下端が開口され、上方に向かうにつれて径が大きくなっている漏斗状をなす。そして、各試料溜の下端の開口から爆発室内に向けてガスが噴出されると、粉体が、爆発室内に飛散して爆発可能な密度で浮遊した、いわゆる粉塵雲が形成され、この粉塵雲に点火されると粉塵爆発が起きる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−６７９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、試料溜内におけるガスの噴出力は、試料溜の中心軸付近の中央部分が最も強く、当該中央部分から離れるに連れて次第に弱くなる。しかし、上記従来技術では、各試料溜は、単に、その開口された上端全体が、爆発室内に開放しているに過ぎない。このため、試料溜の中央部分の粉体は、その周縁部分の粉体に比べて多く飛散することになり、粉体の密度が爆発可能な範囲にならず、粉塵爆発を起こすことができなかったり、粉塵爆発の再現性が低かったりするという問題が生じ得る。また、溶剤爆発でも同様の問題が生じる。
【０００６】
本明細書では、従来技術に比べて、爆発室内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことを抑制することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書によって開示される爆発発生装置は、中心軸方向が上下方向に沿った柱状の中空空間である爆発室を有する容器と、前記爆発室内に設けられた点火源と、上方に向かうにつれて径が大きくなる形状を有し、内部に可燃性物質が混合される混合孔が貫通形成され、前記爆発室の下端側に設けられる混合部と、空気または酸素である基準気体を、前記混合孔から前記爆発室内に向けて噴射する噴射部と、前記混合部の上に配置される板体であって、前記混合孔を部分的に開放する開口部を有し、単位面積当たりの前記開口部による開口面積が、前記混合孔の中心軸に対応する中心領域よりもその周辺領域の方が大きい板体と、を備える。
【０００８】
この爆発発生装置によれば、混合孔は、上方に向かうにつれて径が大きくなる形状を有しているため、混合孔から爆発室内に向けて噴射された基準気体の噴出力は、混合孔の中心軸付近の中央部分が最も強く、当該中央部分から離れるに連れて次第に弱くなる。しかし、この爆発発生装置によれば、混合孔上には板体が配置され、この板体は、単位面積当たりの開口部による開口面積（以下、単位開口面積という）が、混合孔の中心軸に対応する中心領域よりもその周辺領域の方が大きい。これにより、基準気体の噴出力の強い混合孔の中央部分からの可燃性物質の飛散が抑えられる。したがって、従来技術に比べて、爆発室内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことを抑制することが可能である。
【０００９】
上記爆発発生装置では、前記板体の前記開口部は、複数の開口孔であり、前記複数の開口孔は、互いに開口面積が同一であり、且つ、前記混合孔の前記中心軸を中心とした周方向において互いに均等間隔で配列されていてもよい。
【００１０】
この爆発発生装置によれば、板体の開口部は、複数の開口孔であり、複数の開口孔は、互いに開口面積が同一であり、且つ、混合孔の中心軸を中心とした周方向において互いに均等間隔で配列されている。これにより、例えば複数の開口孔が上記周方向において不均一の間隔で配列された構成に比べて、バランスよく爆発室内に可燃性物質を飛散させ、爆発室内における可燃性物質の密度を爆発可能な範囲にすることができる。
【００１１】
上記爆発発生装置では、前記板体の前記開口部には、円形状の開口孔が含まれ、前記混合孔の中心軸に沿った方向から見て、前記開口孔の一部は、前記混合孔の上端の周縁からはみ出していてもよい。
【００１２】
この爆発発生装置によれば、板体の開口部には、円形状の開口孔が含まれ、混合孔の中心軸に沿った方向から見て、開口孔の一部は、混合孔の上端の周縁からはみ出している。これにより、開口孔の全体が混合孔の上端の周縁内に収まっている構成に比べ、基準気体の噴射力が最も弱い混合孔の上端の周縁付近からの可燃性物質が板体によって遮られるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書では、爆発室内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことを抑制することが可能である。
【００１４】
なお、本明細書に開示される技術は、爆発発生装置、爆発発生方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る爆発発生装置の全体構成を示す部分的断面図
【図２】爆発発生装置を分解した状態を示す斜視図
【図３】爆発発生装置の一部構成を示す部分的断面図
【図４】板体を示す上面図
【図５】爆発発生装置の電気的構成を示すブロック図
【図６】制御内容を示すフローチャート
【図７】可燃性物質が爆発室に飛散する様子を示す爆発発生装置の側断面図
【図８】他の実施形態に係る爆発発生装置の全体構成を示す部分的断面図
【図９】板体を示す上面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
一実施形態の爆発発生装置１について、図１から図７を参照しつつ説明する。以下、各図のＸ方向を爆発発生装置１の右方向とし、Ｙ方向を爆発発生装置１の前方向とし、Ｚ方向を爆発発生装置１の上方向とする。また、上下方向に直交する面（Ｘ−Ｙ平面）を水平面とする。
【００１７】
＜実施形態１＞
（爆発発生装置の全体構成）
図１に示すように、爆発発生装置１は、爆発発生部２が、例えば金属製の箱状の台座３上に配置された構成になっている。
【００１８】
爆発発生部２は、筒体４、点火部５、スペーサ６、漏斗７、目皿８および噴射部９を備える。
【００１９】
筒体４は、容器の一例であり、両端が開口した円筒形状であって、その円柱状の内部空間が爆発室１０である。また、筒体４は、例えば塩化ビニル製の透明材料で形成されているため、使用者は外部から爆発室１０内の様子が見ることができる。また、筒体４は、爆発室１０の中心軸Ｗ方向が上下方向に沿った状態で、スペーサ６および漏斗７を挟んで台座３の上壁の上面３Ａに固定されている。
【００２０】
筒体４の上端には、円環状の環状部材１１が設けられている。図２に示すように、環状部材１１は、その外径Ｖ１が筒体４よりも大きく、その内径Ｖ２が筒体４の外径Ｄ１と略同一であり、この環状部材１１内に、筒体４の上端部分が隙間なく嵌め込まれている。
【００２１】
なお、筒体４と環状部材１１とは同一材料により一体成形されていてもよい。環状部材１１には、その中心軸Ｗに対して対称の位置に一対のねじ穴１２Ａ、１２Ｂが貫通形成されており、それぞれのねじ穴１２Ａ、１２Ｂにスタットボルト１３Ａ、１３Ｂの下端部分が螺合されており、これにより、スタットボルト１３Ａ、１３Ｂが環状部材１１に固定されている。
【００２２】
環状部材１１の上には、蓋１４が配置されており、この蓋１４は、円盤状をなし、その外径Ｔ１が環状部材１１の外径Ｖ１と略同一である。また、蓋１４には、スタットボルト１３Ａ、１３Ｂよりもやや径が大きい一対の挿入穴１５Ａ、１５Ｂが貫通形成されており、これらの挿入穴１５Ａ、１５Ｂにスタットボルト１３Ａ、１３Ｂが挿入されている。後述する粉塵爆発が起きる前には、蓋１４は、環状部材１１の上に配置され、筒体４の上端が閉塞されているため、後述するコーンスターチが筒体４の外部に浮遊することを抑制することができる。
【００２３】
粉塵爆発が起きると、蓋１４は、その爆発力によりスタットボルト１３Ａ、１３Ｂにガイドされつつ上方に移動するため、爆発室１０内の圧力が過剰に上昇することを抑制することができる。また、スタットボルト１３Ａ、１３Ｂの上端には、上記挿入穴１５Ａ、１５Ｂよりも径が大きい上ナット１６Ａ、１６Ｂが螺合されている。これにより、粉塵爆発が起きたときに、蓋１４がスタットボルト１３Ａ、１３Ｂから外れてしまうことを抑制することができる。
【００２４】
点火部５は、点火源の一例であるヒータ１７を有し、爆発室１０内において点火が可能である。具体的には、筒体４には、挿入穴１８が貫通形成されており、ヒータ１７は、この挿入穴１８を介して爆発室１０に挿入されている。ヒータ１７の点火位置Ｐは、爆発室１０の上記中心軸Ｗ上であることが好ましい。
【００２５】
また、点火位置Ｐは、爆発室１０の上下方向における略中心位置であることが好ましい。ヒータ１７は電源１９から供給される電圧が印加されることにより点火する（図２参照）。ヒータ１７の基端側は絶縁材（図示しない）を介して固定台２０によって固定されており、固定台２０は、台座３の上面３Ａに固定されている。
【００２６】
スペーサ６は、例えば金属製であって、円環状をなし、その外径Ｌ１は、筒体４の内径Ｄ２よりも大きい。一方、台座３には、スペーサ６の内径Ｌ２と略同一径の穴Ｅが貫通形成されている。スペーサ６は、その中心軸を、台座３の穴の中心軸と略一致させた状態で、台座３の上面３Ａに配置され、図示しないボルトによって当該上面３Ａに固定されている。筒体４および目皿８も、それらの中心軸を、台座３の穴の中心軸と略一致させた状態で、スペーサ６の上に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、台座３の上面３Ａには、スペーサ６が間に位置するように配置されたマウント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ（図示しない）が固定されている。マウント２１Ａ、２１Ｂは、互いに対向する位置に設けられており、両者の中間地点から、マウント２１Ａ、２１Ｂまでの距離が略一致するように固定されている。また、マウント２１Ａからマウント２１Ｂまでの距離は、目皿８の外径Ｈ１と略一致するように固定されている。
【００２８】
また、マウント２１Ｃは、マウント２１Ａ、２１Ｂと略同一円弧上に配置され、マウント２１Ａ、２１Ｂと等距離に固定されている。これによって、マウント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、使用者が目皿８を設置する時に、目皿８の中心軸が台座３の穴の中心軸と略一致するように設置できる。具体的には、使用者が、目皿８を両マウント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに当たるまで移動させることで、目皿８の中心軸を台座３の穴の中心軸と略一致させた状態で、目皿８をスペーサ６の上に設置することができる。
【００２９】
また、各マウント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃには、ねじ穴２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが形成され、このねじ穴２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに固定ボルト２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが螺合されている。固定ボルト２３Ａ、２３Ｂは、互いに対向する位置に設けられており、両者の先端同士の中間地点から、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂの先端までの距離が略一致するように、予め固定ボルト２３Ａ、２３Ｂの長さが調整されている。
【００３０】
また、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂの先端から先端までの距離は、筒体４の外径Ｈ１と略一致するように固定されている。そして、固定ボルト２３Ｃは、使用者が筒体４を設置する時に、筒体４の中心軸Ｗと台座３の穴の中心軸とが略一致するように設置するために、予め長さが調整されている。具体的には、使用者は、筒体４を、両固定ボルト２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの先端に突き当てることにより、筒体４の中心軸Ｗと台座３の穴の中心軸とが略一致するように、台座３に対して筒体４を設置することができる。
【００３１】
漏斗７は、混合部の一例であり、可燃性物質の一例であるコーンスターチを混合するための混合孔２４を有する。この混合孔２４は、上方に向かうにつれて径が大きくなる円錐形状を有している。混合孔２４の上端の内径Ｋ１は、上記スペーサ６の内径Ｌ２、及び、台座３の上記穴Ｅの径と略同一である。漏斗７は、混合孔２４の中心軸Ｗを、台座３の穴Ｅおよびスペーサ６の中心軸に略一致させた状態で、台座３の上壁の裏面３Ｂに固定されている。
【００３２】
具体的には、漏斗７は、４本のスタットボルト２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ（図示しない）、２５Ｄ（図示しない）および固定板２６により固定されている。スタットボルト２５Ａ、２５Ｂは互いに対向する位置にあり、スタットボルト２５Ｃ、２５Ｄは互いに対向する位置にある。固定板２６には、漏斗７の上端の外径Ｋ２よりも小さく、漏斗７の下端の外径Ｋ３よりも大きい貫通穴Ｎが形成されており、この貫通穴Ｎに漏斗７が途中まで挿入されている。
【００３３】
そして、この固定板２６が、４本のスタットボルト２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを介して台座３の裏面３Ｂに固定されている。これにより、漏斗７は、台座３の裏面３Ｂに押し付けられて固定されている。なお、スタットボルト２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄは、台座３の裏面３Ｂを貫通してスペーサ６に切られたメネジにねじ込まれている。
【００３４】
噴射部９は、漏斗７の下端にパイプ２７を介して接続されており、混合孔２４から爆発室１０内に向けて、圧縮空気を噴出することが可能である。なお、圧縮空気は、基準気体の一例である。圧縮空気は、図示しないコンプレッサを経由して噴射部９に送られる。
【００３５】
目皿８は、板体の一例であり、円盤状をなし、例えば金属製である。図３に示すように、目皿８は、スペーサ６の上面に載置され、スペーサ６から取り外しやすいように、目皿８の外径Ｈ１は、スペーサ６の外径Ｌ１より大きい。また、図４に示すように、目皿８には、複数の開口孔２８が貫通形成されている。これら複数の開口孔２８は、開口部の一例であり、いずれも円形状であって、且つ、直径Ｈ２が略同一である。
【００３６】
図４に示すように、複数の開口孔２８は、混合孔２４の中心軸Ｗを中心とし、互いに半径が異なる複数の円周上に配列されている。具体的には、半径が小さい小円周Ｃ１上には、例えば８つの開口孔２８が略均等間隔Ｑ１で配列されており、半径が大きい大円周Ｃ２上には、例えば１６つの開口孔２８が略均等間隔Ｑ２で配列されている。そして、小円周Ｃ１上の開口孔２８同士の間隔Ｑ１は、大円周Ｃ２上の開口孔２８同士の間隔Ｑ２よりも広い。
【００３７】
これにより、目皿８は、単位面積当たりの開口面積（以下、単に単位開口面積という）が、中心領域Ｒ１よりも、中心領域Ｒ１よりも外側である周辺領域Ｒ２や、周辺領域Ｒ２よりも外側であるＲ３の方が大きくなっている。中心領域Ｒ１は、上記中心軸Ｗに対応する領域であり、単位開口面積はゼロである。
【００３８】
なお、中心領域Ｒ１の大きさは、漏斗７の下端の外径Ｋ３よりもより大きいことが望ましい。周辺領域Ｒ２は、小円周Ｃ１に配列された開口孔２８を含む領域であり、単位開口面積は上記中心領域Ｒ１よりも大きい。周辺領域Ｒ３は、大円周Ｃ２に配列された開口孔２８を含む領域であり、上記間隔Ｑ２は上記間隔Ｑ１よりも狭い分だけ、単位開口面積は上記中心領域Ｒ１よりも大きい。
【００３９】
また、上下方向、換言すれば上記中心軸Ｗに沿った方向から見て、大円周Ｃ２に配列された開口孔２８の一部は、混合孔２４の上端の周縁Ｇからはみ出している。これにより、開口孔２８の全体が混合孔２４の上端の周縁Ｇ内に収まっている構成に比べ、基準気体の噴射力が最も弱い混合孔２４の上端の周縁Ｇ付近からのコーンスターチが目皿８によって遮られるのを抑制することができる。
【００４０】
なお、開口孔２８の中心が、混合孔２４の上端の周縁Ｇ上に略一致していることが好ましい。混合孔２４の上端の周縁Ｇ付近からのコーンスターチが目皿８によって遮られるのを最も抑制することができるからである。
【００４１】
（爆発発生装置の電気的構成）
図５に示すように、爆発発生装置１は、タイマー４０、点火部５、噴射部９、入力部４１等を備える。
【００４２】
入力部４１は、点火スイッチ４１Ａを備える。そして、タイマー４０は、点火スイッチ４１Ａからの入力に応じて、点火部５や噴射部９の制御を行う。
【００４３】
（爆発発生装置の動作）
まず、事前準備として、使用者は、コーンスターチを漏斗７の混合孔内に入れ、その後、使用者は、スペーサ６上に目皿８を載せ、目皿８をマウント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに当たるまで移動させる。そして、使用者は、目皿８の上に筒体４を載せて、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに突き当たるまで筒体４を移動させる。
【００４４】
次に、使用者が点火スイッチ４１Ａをオン操作すると、タイマー４０は、図６に示す爆発発生制御処理を実行する。具体的には、タイマー４０は、点火部５のヒータ１７を通電して、図６に示す加熱動作を開始させる（Ｓ１）。使用者が点火スイッチ４１Ａをオン操作すると、タイマー４０は、その操作時点から第一設定時間（例えば約１０秒間）までカウントする（Ｓ２：ＮＯ）。
【００４５】
タイマー４０が、第一設定時間までのカウントが終了した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、タイマー４０が噴射部９を制御し、圧縮空気電磁弁４２をオンさせ（Ｓ３）、圧縮空気を噴射させる。
【００４６】
噴射部９から圧縮空気が噴射されることにより、漏斗７に収容されていたコーンスターチが爆発室１０内に飛散する。ここで、前述したように混合孔２４は、上方に向かうにつれて径が大きくなる形状をなしているため、図７で混合孔２４に記載した直線矢印５１、５２、５３（長さが噴出力の大きさを示す）のように、混合孔２４から爆発室１０内に向けて噴射された圧縮空気の噴出力は、混合孔２４の中心軸Ｗ付近の中央部分が最も強く、中心軸Ｗから離れるに連れて次第に弱くなる。
【００４７】
これに対し、図４に示すように、目皿８は、中央部分に開口孔２８がなく、当該目皿８を介して、漏斗７に収容されたコーンスターチが、爆発室１０に噴射されるため、図７に示すように、圧縮空気の噴出力の強い混合孔２４の中心軸Ｗ付近の中央部分からのコーンスターチの飛散を抑えつつ、爆発室１０内にコーンスターチを飛散させ（矢印５４、５５）、爆発室１０内において、コーンスターチの密度が爆発可能な範囲内である、いわゆる粉塵雲を形成させることができる。
【００４８】
また、図４に示すように、複数の開口孔２８の開口面積は同じ大きさとなるように形成されており、また、小円周Ｃ１または大円周Ｃ２上に、開口孔２８が略均等間隔で配列されているため、開口孔２８が不均一の間隔で配列された構成に比べて、バランスよく爆発室１０内にコーンスターチを飛散させることができる。
【００４９】
さらに、図４に示すように、大円周Ｃ２に配列された開口孔２８の一部は、混合孔２４の上端の周縁Ｇからはみ出している。これにより、開口孔２８の全体が混合孔２４の上端の周縁Ｇ内に収まっている構成に比べ、基準気体の噴射力が最も弱い混合孔２４の上端の周縁Ｇ付近からのコーンスターチが目皿８によって遮られるのを抑制することができる。
【００５０】
漏斗７に収容されていたコーンスターチが爆発室１０内に飛散すると、通電状態である点火部５のヒータ１７に飛散したコーンスターチが接触し、爆発室１０内で爆発現象が生じる。
【００５１】
第二設定時間経過後（例えば約３秒間）（Ｓ４：ＹＥＳ）、タイマー４０が点火部５のヒータ１７の通電を停止して（Ｓ５）加熱を終了し、タイマー４０が圧縮空気電磁弁４２をオフさせて（Ｓ５）噴射を終了する。そして、タイマー４０は爆発発生処理を終了させる。
【００５２】
（本実施形態の効果）
爆発発生装置１は、可燃性物質を内部に収容する混合孔２４を有する漏斗７と、単位開口面積が、混合孔２４の中心軸Ｗに対応する中心領域よりもその周辺領域の方が大きい目皿８に形成された開口孔２８を有する目皿８と、混合孔２４から爆発室１０内に向けて圧縮空気を噴射する噴射部９を備える。これにより、圧縮空気の噴出力の強い混合孔２４の中心軸Ｗ付近の中央部分からの可燃性物質の飛散を抑えつつ、爆発室１０内に可燃性物質を飛散させ、いわゆる粉塵雲を形成させることができ、爆発室１０内における可燃性物質の密度が爆発可能な範囲にならないことが抑制される。
【００５３】
＜実施形態２＞
（爆発発生装置の全体構成）
次に本発明の実施形態２を図８〜図９を参照して説明する。実施形態１の爆発発生装置１は爆発室１０にて粉塵爆発を再現するものであったのに対し、実施形態２の爆発発生装置１００は爆発室１１５にて溶剤爆発を再現するものである。
【００５４】
実施形態２の爆発発生装置１００は、図８に示すように筒体１１０、取り付け板１２１、目皿１３０、漏斗１４０、噴射部９、一対の放電電極を有する点火装置１５０、高圧電源１９等を備える。
【００５５】
筒体１１０は容器の一例であり、上下が開口した円筒形状であって、その円柱状の内部空間が爆発室１１５である。筒体１１０は、例えば塩化ビニル製の透明材料で形成され、外部から爆発室１１５内の様子が見ることができる。
【００５６】
筒体１１０の下端部に取り付け板１２１が固定されている。取り付け板１２１は、例えば金属製であって、円環状をなす。取り付け板１２１は、筒体１１０より一回り大きな形状をしていて、筒体１１０の外側に張り出している。また、筒体１１０の上面は、蓋体１２５により開閉可能となっている。
【００５７】
目皿１３０は、板体の一例であり、円盤状をなし、例えば金属製である。目皿１３０は、漏斗１４０の上面を閉止（ただし、一部は開放する）するものである。目皿１３０には、複数の開口孔１３５が貫通形成されている。これら複数の開口孔１３５は、開口部の一例であり、いずれも円形状となっている。
【００５８】
複数の開口孔１３５は、目皿１３０の中央部には形成されておらず、中央部１３１の周囲にのみ形成されている。すなわち、図９に示すように、目皿１３０の中央部１３１は、開口のない無孔部１３１となっている。なお、無孔部１３１の大きさは、圧縮空気が噴出される噴出孔（漏斗下部の開口）１４２より大きいことが望ましい。その理由は、無孔部１３１を噴出孔１４２より大きくしておけば、噴出孔１４２より噴出される圧縮空気を無孔部１３１にてブロックすることが出来るためである。
【００５９】
さて、目皿１３０に形成された複数の開口孔１３５は、図９に示すように中央部１３１の周囲において、互いに半径が異なる複数の円周上に配列されている。具体的には、半径が小さい小円周Ｃ１上には、例えば、８つの開口孔１３５が略均等間隔で配列されている。また、半径が大きい大円周Ｃ２上にも、例えば８つの開口孔１３５が略均等間隔で配列されている。
【００６０】
漏斗１４０は混合部の一例であり、液体ガソリン等の溶剤と圧縮空気を混合する混合孔１４１を有する。混合孔１４１は、上方に向かうにつれて径が大きくなる円錐形状を有している。漏斗１４０の下端に形成された噴出孔１４２は、パイプ２７を介して噴射部９が接続されている。そのため、噴射部９からパイプ２７を介して漏斗１４０の混合孔１４１内に圧縮空気を送出できる構成となっている。
【００６１】
また、漏斗１４０の上部には漏斗固定板１４３が取り付けられている。漏斗固定板１４３はプラスチック製であって円環状をしている。実施形態１の爆発発生装置１と同様に、固定板２６が、４本のスタットボルト２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを介して漏斗固定板１４３の裏面に固定されることで、漏斗１４０と漏斗固定板１４３とが固定されている。なお、図中の符号１４５は、漏斗１４０の外周を覆う漏斗カバーである。
【００６２】
筒体下部の取り付け板１２１と、漏斗上部の漏斗固定板１４３の各外周縁部には、対応する位置にそれぞれマグネットＭが取り付けられていて（具体的には埋め込まれている）、取り付け板１２１、目皿１３０、漏斗固定板１４３がマグネットＭによって相互に固定される構成となっている。すなわち、漏斗１４０の上面側にマグネットＭを介して目皿１３０を重ねて固定することが出来、更に、目皿１３０を取り付けた漏斗１４０を、マグネットＭを介して筒体１１０の下部に重ねて固定することが出来る。
【００６３】
取り付け板１２１のマグネットＭの数は４個で、目皿１３０との結合力を強くしてある。また、漏斗固定板１４３のマグネットＭの数は２個で、使用者等が液体ガソリン等の溶剤を漏斗１４０に入れるために、目皿１３０との結合力を弱くしてある。
【００６４】
なお、取り付け板１２１の外形、目皿１３０の外形、漏斗固定板１４３の外形は概ね一致しているので、これら取り付け板１２１、目皿１３０、漏斗固定板１４３を外形が一致するように整合させると、筒体１１０の中心に対して目皿１３０と漏斗１４０の中心を一致させることが出来る。
【００６５】
また、爆発発生装置１００は、爆発発生装置１と同様、タイマー４０、点火装置１５０、噴射部９、入力部４１等を備える。入力部４１は、点火スイッチ４１Ａを備える。タイマー４０は、点火スイッチ４１Ａからの入力に応じて、点火装置１５０や噴射部９の制御を行う。
【００６６】
（爆発発生装置の動作）
まず、事前準備として、使用者は、例えばスポイド等により、液体ガソリンを、漏斗１４０の混合孔内に数滴（例えば約０．２５ｍｌ）滴下する。具体的には、目皿１３０は常に取り付け板１２１に吸着させたままで、漏斗１４０のみを外して液体ガソリンを投入する。その後、使用者は、目皿１３０と漏斗１４０とを、マグネットＭで固定する。
【００６７】
次に使用者が、点火スイッチ４１Ａをオン操作すると、操作後所定時間経過した段階で、タイマー４０の制御により、噴射部９が作動して、噴射部９を介して圧縮空気が噴射される。
【００６８】
噴射部９より噴射された圧縮空気は、漏斗下部の噴出孔１４２から漏斗１４０内に噴射される。図９に示すように、目皿１３０の中央部１３１は、無孔部となっているので、漏斗下部の噴出孔１４２から噴出される圧縮空気をブロックできる。そのため、噴射力の強い中央の圧縮空気が筒体１１０側に抜けることを防止できることから、漏斗１４０の混合孔１４１内にて液体ガソリンを圧縮空気としっかり混合できる。
【００６９】
そして、漏斗１４０の混合孔１４１内で圧縮空気と混合された液体ガソリンは、目皿１３０の中央部１３１の周囲に形成された開口孔１３５を通じて爆発室１１５内に取り込まれる。爆発室１１５に取り込まれた液体ガソリンは、目皿１３０の開口孔１３５から爆発室１１５の上側に向かう気流により、爆発室１１５内において更に混合される結果、爆発室１１５内における液体ガソリンの密度が均一になる。その後、点火装置１５０を介して爆発室１１５の液体ガソリンに点火すると、爆発室１１５内にて溶剤爆発を起こすことが出来る。
【００７０】
（本実施形態の効果）
爆発発生装置１００は実施形態１の爆発発生装置１と同様、爆発室１１５内において液体ガソリンを均一に混合することが出来るので、溶剤爆発の再現性を高めることが可能となる。
【００７１】
また、実施形態２の爆発発生装置１００は、筒体１１０、目皿１３０、漏斗１４０の３部品をマグネットＭで固定しているので、これらの取り付け、取り外し作業が比較的簡単である。そのため、試験を行う際の手間がよいというメリットがある。なお、実施形態２では、爆発発生装置１００により溶剤爆発を起こす例を示したが、実施形態１と同様に粉塵爆発を起こす目的に使用することも可能である。
【００７２】
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
【００７３】
上記実施形態では、容器の一例として、その中心軸Ｗが上下方向に完全に沿っている爆発室１０を有する構成を挙げた。しかし、これに限らず、容器は、爆発室１０が、その中心軸Ｗが上下方向に完全に沿っていなくてもよく、例えば、上下方向に対する中心軸Ｗの傾き角度が０〜１０度、より好ましくは０〜５度であればよい。
【００７４】
上記実施形態では、容器の一例として、塩化ビニル製の筒体４を有する構成を挙げた。しかし、これに限らず、容器は、石英ガラス製等であってもよい。このように、容器は、使用者が外部から爆発室１０内の様子を見ることができる構成であることが好ましい。また、爆発室１０は、円柱状に限らず、例えば角柱状などでもよく、要するに、上下に延びた形状であればよい。
【００７５】
上記実施形態では、点火源の一例として、ヒータ１７を挙げた。しかし、点火源は、これに限らず、例えば、放電電極などの放電発生器でもよく、要するに、爆発室１０内で点火する構成であればよい。なお、点火部５は、筒体４に貫通形成された挿入穴１８にヒータ１７が挿入された構成であった。しかし、これに限らず、点火部５は、ヒータ１７が、筒体４の上端から吊り下げ部材を介して爆発室１０内に配置されたり、筒体４の下端から持ち上げ部材を介して爆発室１０に配置されたりした構成でもよい。
【００７６】
上記実施形態では、噴射部９による圧縮空気の噴射は、使用者が、点火スイッチ４１Ａのオン操作をした後、第一設定時間経過後にタイマー４０が実行する構成であった（図４のＳ３）。しかし、タイマー４０は、例えば使用者が、点火スイッチ４１Ａのオン操作をした後、噴射の実行までの時間を可変にする構成でもよい。
【００７７】
上記実施形態では、スペーサ６の外径Ｌ１は、筒体４の内径Ｄ２よりも大きいが、筒体４の内径Ｄ２と略同一、または、筒体４の内径Ｄ２よりも小さくてもよい。要するに、スペーサ６の外径Ｌ１は、漏斗７の上端の外径Ｋ２よりも大きければよい。
【００７８】
上記実施形態では、図６のＳ１以前に、事前準備として、使用者が漏斗７にコーンスターチの収容を行う構成とした。しかし、これに限らず、例えば図示しない注入穴に図示しない収容管を挿入し、タイマー４０の制御によって、飛散した状態で可燃性の固体微粒子となり得る試料（コーンスターチを含む）を収容管から自動で漏斗７に収容する構成でもよい。
【００７９】
上記実施形態では、板体の一例として、外形が円盤状の目皿８を挙げた。しかし、板体は、これに限らず、外形が多角形状等でもよい。
【００８０】
上記実施形態では、目皿８の外径Ｈ１は、スペーサ６の外径Ｌ１より大きい構成であった。しかしこれに限らず、目皿８の外径Ｈ１は、スペーサ６の外径Ｌ１より小さい構成でもよいし、目皿８とスペーサの外径は略同一でもよい。
【００８１】
上記実施形態では、複数の開口孔２８は、開口面積が略同一であった。しかし、これに限らず、複数の開口孔２８は、開口面積が異なるもの同士が含まれていてもよい。例えば、開口面積が、目皿８の中央領域に位置する開口孔２８よりも、周辺領域に位置する開口孔２８の方が大きい構成でもよい。また、開口孔２８は、複数の開口孔２８は、円形状であったが、これに限らず、三角形、四角形等であってもよい。
【００８２】
上記実施形態では、複数の開口孔２８は、混合孔２４の中心軸を中心とした略同一円周上に並ぶように目皿８に形成されていた。しかし、これに限らず、複数の開口孔２８は、同一円周上に並んでいない構成でもよく、また、等間隔に配列されていない構成でもよい。また、上記実施形態では、複数の開口孔２８は、互いに半径が異なる複数の円周上に配列されていた。しかし、これに限らず、複数の開口孔２８は、１つだけの円周上に配列された構成でもよい。要するに開口孔２８は、中心軸Ｗ付近の中央部分からのコーンスターチの飛散を抑えつつ、爆発室１０内にコーンスターチを飛散させることができればよい。
【００８３】
上記実施形態では、目皿８に形成された開口孔２８は、目皿８の中央部分には形成されていない。しかし、これに限らず開口孔２８は、目皿８の中央部分に形成されていてもよい。要するに、単位開口面積が、目皿８の中央部分よりもその周辺部分の方が大きければよい。
【００８４】
上記実施形態では、可燃性物質の一例として、コーンスターチを挙げた。しかしこれに限らず、小麦粉や砂糖などの食品でもよい。また、可燃性物質は、石炭の微粉末や、アルミニウム粉末などの金属粉でもよい。要するに、可燃性の固体微粒子であればよい。
【００８５】
上記実施形態では、スペーサ６を台座３の上面３Ａに固定し、筒体４および目皿８は、スペーサ６の上に配置されていた。しかしこれに限らず、スペーサ６を使用せず、筒体４および目皿８を台座３の上面３Ａに直接配置する構成でもよい。
【００８６】
上記実施形態では、タイマー４０を制御部とするハード制御で、爆発発生制御処理を実行していた。しかし、これに限らず、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を制御部とするハード制御であってもよく、中央処理装置（ＣＰＵ）と記憶装置（メモリ）を制御部とする制御であってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１、１００：爆発発生装置  ２：爆発発生部  ４、１１０：筒体  ５：点火部  ６：スペーサ  ７、１４０：漏斗  ８、１３０：目皿  ９：噴射部  １０、１１５：爆発室  １７：ヒータ  ２４、１４１：混合孔  ２８、１３５：開口孔  ４０：タイマー  ４１Ａ：点火スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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