JP6596264B2 - 低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 - Google Patents
低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6596264B2 JP6596264B2 JP2015165033A JP2015165033A JP6596264B2 JP 6596264 B2 JP6596264 B2 JP 6596264B2 JP 2015165033 A JP2015165033 A JP 2015165033A JP 2015165033 A JP2015165033 A JP 2015165033A JP 6596264 B2 JP6596264 B2 JP 6596264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- liquefied gas
- temperature liquefied
- low
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
このような測定に用いる試験装置の例として、可燃性ガスを対象としたものとしては、例えば特許文献1に開示されている「爆発限界領域測定装置」や、特許文献2に開示されている「可燃性ガス・蒸気の爆発試験装置」のような簡易的な設備の例がある。
また、粉体を対象とした試験装置としては、例えば特許文献3に開示されている「粉塵爆発試験装置」、特許文献4に開示されている「粉塵爆発試験装置および粉塵爆発試験方法」、特許文献5に開示されている「粉体の最小着火エネルギー評価装置」や特許文献6に開示されている「粉体着火試験装置」がある。
これらは、大気圧で解放された空間での試験であり、常温以外の温度での試験や、液化ガスを伴う試験に応用することは困難であった。
一方、液体状態の低温液化ガスを着火させる方法としては、低温液化ガスが共存する気相に放電着火して火炎を液相に伝播させる方法や液相中で直接放電して着火させる方法がある。
非特許文献1は気相中で着火する方法に該当するが、この方法においては外気から容器内への侵入熱により被検体試料である液体酸素と液体メタンの混合液の蒸発速度が非常に大きくなり、気相と液相の双方で被検体試料の組成を推定できないばかりでなく、多くの被検体試料を必要とするため、試験に用いる防護壁など安全面の環境整備や安全対策に非常に多くのコストが必要であった。
一般に、放電と放電電極の電極間距離の関係は、放電する雰囲気の絶縁破壊強度に依存し、気相中に比べて液相中の絶縁破壊強度は大きい場合が多い。例えば、常温の空気の絶縁破壊強度は3MV/mであるのに対し、液体窒素の絶縁破壊強度は56〜65MV/mとなる。
このことは、液相中の放電は非常に大きな起電力(電極間の電位差)を必要とするだけでなく、必要な放電を得るためには電極間距離を精度良く調整しなければならないことを示唆する。
液体状態の低温液化ガスを貯留する液化容器における液溜部の内壁面に設けられた接地電極と、
該接地電極との電極間距離を調整可能に設けられた電極棒とを備えたことを特徴とするものである。
なお、低温液化ガス又は低温液化ガスが共存する系には、液体酸素+液体メタン、液体酸素+液体プロパンなど支燃性液化ガスと可燃性液化ガスの混合系と、液体酸素+固体金属粉、固体樹脂、活性表面をもつ固体混合物を含むこととし、これらを総称して「低温液化ガス又は低温液化ガスが共存する系」と呼ぶこととする。
前記電極棒が挿通されて前記電極棒挿入管の他端側をシールするシール部と、
前記電極間距離を調整する電極間距離調整部とを備えてなることを特徴とするものである。
一般的に、液化した可燃性ガス及び支燃性ガスの液相中に着火電極を設ける場合、液体中に二本の電極を設ける方法と、接地極(アース)と一本の電極を設ける方法がある。
二本の電極を設ける方法は、電極間距離を予め決定することが容易であるが、構造や配線が複雑になるデメリットがある。
本発明の実施の形態に係る着火電極1は、低温液化ガス又は低温液化ガスが共存する系の燃焼・爆発試験装置において前記低温液化ガスの液中で放電して前記低温液化ガスを着火させるものであって、液体状態の前記低温液化ガスを貯留する液化容器13における液溜部15の内壁面に設けられた接地電極17と、接地電極17との電極間距離を調整可能に設けられた電極棒19と、電極棒19が挿入されて一端側が液溜部15に連通する電極棒挿入管23と、電極棒19が挿通されて電極棒挿入管23の他端側をシールするシール部25と、前記電極間距離を調整する電極間距離調整部27とを備えてなるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
液化容器13は、ガス導入部11から導入された前記気体状態の低温液化ガスを冷却して液化する冷却ブロック14と、液化されて液体状態となった前記低温液化ガスを貯留する液溜部15からなるものである。
ガス導入部11は気体状態の低温液化ガスを導入するために液化容器13の側面に設けられたものであり、ロー付けなどで配管を接合し、外部のガス供給源(一次側)に接続される。
さらに、液溜部15は、電極棒19との間で適正な放電距離を得るため、底部15aに突起形状の接地電極17を備えている。
さらに、液溜部15は、前記液化した低温液化ガスを貯留する条件に耐えうる強度を有している必要があるが、製作可能な範囲でできるだけ肉厚が薄く、最も少ない質量で製作されることが望ましい。その理由は以下の通りである。
液溜部15の肉厚が厚く、筒状胴部や底部15aの質量が大きいと、燃焼・爆発試験を行った際に液溜部15を形成する材料が前記耐圧恒温容器内で大量の破片となって飛散し、飛散する破片の運動エネルギーが大きくなって該耐圧恒温容器が損傷する危険性が増す。
接地電極17は、液溜部15の内壁面に設けられたものであり、少量の低温液化ガスを液溜部15に貯留した場合において、放電箇所を前記低温液化ガスの液相中とするため、液溜部15の底部15aに設けることが望ましい。
こうすることで、放電した時の液溜部15における電流密度を低下させることで液溜部15の損傷を最小にしつつ液溜部15の肉厚を薄くすることができ、かつ、着火した場合の周囲への損傷の可能性を最小にすることができる。
電極棒19は、接地電極17との間で放電させるものであり、電極棒19の先端が液溜部15に貯留された前記液体状態の低温液化ガスの液面より下方となるように、電極棒挿入管23を挿通して液溜部15に挿入されている。
さらに、電極棒19は、液化容器13との電気的絶縁を保つため、絶縁被覆21により被覆されている。
電極棒19の材質としては、銅など電気伝導が良い材料であることが望ましいが、電気伝導性が良くても酸素雰囲気化で容易に燃焼するアルミニウムなどは好ましくない。
電極棒挿入管23は、絶縁被覆21により被覆された電極棒19を挿通するものであり、一端側が冷却ブロック14に接続されて液溜部15に連通するものである。
シール部25は、電極棒19が貫通して電極棒挿入管23の他端側をシールするものであり、ナット29とグランド31を締め付けてシール部材25aを押圧することで、電極棒挿入管23のシール性を高める。
シール部材25aの材質にはテフロン(登録商標)など、絶縁性が良く、かつ、常温においてガスシール性が高い樹脂などが好ましい。
電極間距離調整部27は、電極棒19の先端と接地電極17の先端との電極間距離を調整するものである。電極間距離調整部27の一例としては、図1に示すように、電極棒19にねじ切られた雄ネジ部27aと、電極棒挿入管23に固定された雌ネジ部27bを組み合わせたものがあり、電極棒19をまわすことで電極間距離を任意に調整することが可能である。
さらに、着火電極1を用いることにより、液化容器13に貯留された液体状態の低温液化ガスの最小着火エネルギーを測定することができる。ただし、最小着火エネルギーを測定する際には、以下の点について留意する必要がある。
例えば、可燃性物質と支燃性物質が完全燃焼に必要な当量比で存在した場合は、非常に少ない着火エネルギーでも着火する一方で、可燃性物質又は支燃性物質濃度のいずれかが非常に希薄な場合は、着火エネルギーが少ないと爆発範囲内であっても着火は起こらない。例えば、酸素ガス―メタンガス混合物質(室温)では当量比1の時、着火に要する最小着火エネルギーは約0.3mJであるが、当量比0.8又は1.2の時、最小着火エネルギーは約2mJである。ちなみに、爆発範囲を特定する時の着火エネルギーは10Jであり、一般の爆発範囲は、「10Jの放電でも爆発が起こる濃度領域」と考えるべきである。
本実施例1における放電試験においては、気体状態の窒素(N2)をガス導入部11から導入し、冷却ブロック14により窒素を液化して約5ccの液体窒素(LN2)を液溜部15に貯留した。
その後、スパークイグナイタ43により液体窒素中で放電を繰り返し行った。
さらに、液溜部15が破損して液体窒素が漏洩、蒸発した。放電試験の終了後、着火電極1を常温に戻してから液溜部15の破損状況を観測した結果、液溜部15の底部15aに破損が認められた。なお、当該放電試験おいて、液溜部15の肉厚は0.2mmであった。
次に、着火電極1にスパークイグナイタ43と電流電圧計測機器45を接続し(図4参照)、スパークイグナイタ43により着火電極に適当な電圧を印加して着火電極1から放電させ、電流電圧計測機器45により放電電圧を測定した。
その結果、液溜部15の底部15aに接地電極17を設けることにより、電流と電圧の双方にバラツキを生じることなく、又、静電容量計測による放電エネルギーの推算値とも整合し、繰り返し放電を行うことができた。
その後、気体状態の酸素O2をガス導入部11から導入し、冷却ブロック14により前記気体状態の酸素を液化して、約3ccの液体酸素(LO2)を液溜部15に貯留した。
次に、気体状態のメタンCH4を、液溜部15に貯留した前記液体酸素との気体状態での体積混合比が4vol%の濃度となる量をガス導入部11から導入し、冷却ブロック14により前記気体状態のCH4を液化した液体メタン(LCH4)を液溜部15にLO2と共に貯留した。
この状態から、気体状態のメタンをガス導入部11からさらに導入し、冷却ブロック14により前記気体状態のメタンを冷却して液化し、LCH4濃度を20vol%まで増加したLO2とLCH4の混合液を液溜部15に貯留し、該混合液中で放電を行った。
その結果、液溜部15で爆轟が観測され、低温液化ガスの液相中で燃焼爆発試験を実施できることが示された。
11 ガス導入部
13 液化容器
14 冷却ブロック
15 液溜部
15a 底部
17 接地電極
19 電極棒
21 絶縁被覆
23 電極棒挿入管
25 シール部
25a シール部材
27 電極間距離調整部
27a 雄ネジ部
27b 雌ネジ部
29 ナット
31 グランド
41 点火回路
43 スパークイグナイタ
45 電流電圧計測機器
51 容器
51a 半球部
51b 円筒部
Claims (3)
- 低温液化ガス又は低温液化ガスが共存する系の燃焼・爆発試験装置に用いられて液相中で放電を行う低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極であって、
液体状態の低温液化ガスを貯留する液化容器における液溜部の内壁面に設けられた突起形状の接地電極と、
該接地電極との電極間距離を調整可能に設けられた電極棒とを備えたことを特徴とする低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極。 - 前記電極棒が挿入されて一端側が前記液化容器に連通する電極棒挿入管と、
前記電極棒が挿通されて前記電極棒挿入管の他端側をシールするシール部と、
前記電極間距離を調整する電極間距離調整部とを備えてなることを特徴とする請求項1に記載の低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極。 - 前記接地電極は、前記液化容器において前記液体状態の低温液化ガスが貯留する液溜部の肉厚をtとすると、前記液溜部の内壁面との接触面積Sが4πt2以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015165033A JP6596264B2 (ja) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015165033A JP6596264B2 (ja) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017044493A JP2017044493A (ja) | 2017-03-02 |
JP6596264B2 true JP6596264B2 (ja) | 2019-10-23 |
Family
ID=58209962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015165033A Active JP6596264B2 (ja) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6596264B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718732C1 (ru) * | 2019-08-26 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" | Способ определения относительной детонционной способности газообразных и диспергированных конденсированных горючих материалов и устройство для его реализации |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2444046A1 (en) * | 2010-10-20 | 2012-04-25 | Vynka Bvba | Environmentally friendly absorbent structure |
CN106053532B (zh) * | 2016-05-06 | 2018-08-28 | 东北大学 | 一种研究焖烧粉尘对粉尘***影响性的测试装置及方法 |
CN109388914B (zh) * | 2018-11-27 | 2023-04-18 | 西安近代化学研究所 | 一种基于预制条形孔圆筒装置的***内***威力评价方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6042364Y2 (ja) * | 1979-05-11 | 1985-12-26 | 三菱重工業株式会社 | 粉塵爆発試験装置 |
JPS57175945A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-29 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Detecting method for explosion of combustible gas and dust and its device |
JPS5985954U (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-11 | 三菱重工業株式会社 | 粉じんの最小着火エネルギ−の自動測定装置 |
JP2610000B2 (ja) * | 1994-11-30 | 1997-05-14 | 田中科学機器製作株式会社 | 引火点検出装置 |
JP6076166B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-02-08 | 大陽日酸株式会社 | 燃焼・爆発試験装置 |
JP6178645B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-08-09 | 大陽日酸株式会社 | 液化ガス燃焼・爆発試験用低温容器及び該容器を備えた燃焼・爆発試験装置 |
-
2015
- 2015-08-24 JP JP2015165033A patent/JP6596264B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718732C1 (ru) * | 2019-08-26 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" | Способ определения относительной детонционной способности газообразных и диспергированных конденсированных горючих материалов и устройство для его реализации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017044493A (ja) | 2017-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6596264B2 (ja) | 低温液化ガス燃焼・爆発試験用着火電極 | |
JP6076166B2 (ja) | 燃焼・爆発試験装置 | |
JP6322103B2 (ja) | 低温液化ガス燃焼・爆発試験用液化容器 | |
CN108548754B (zh) | 一种高压条件下固体推进剂快速熄火装置与方法 | |
JP6178645B2 (ja) | 液化ガス燃焼・爆発試験用低温容器及び該容器を備えた燃焼・爆発試験装置 | |
JP7115694B2 (ja) | 二次電池の内部発生ガスリアルタイム分析装置 | |
US5345013A (en) | Safe handling of tetrafluoroethylene | |
Wingborg et al. | Characterization and ignition of ADN-based liquid monopropellants | |
Proust et al. | Some fundamental combustion properties of" cryogenic" premixed hydrogen air flames | |
JP6568780B2 (ja) | 低温液化ガスの撹拌装置及び方法 | |
Askar et al. | The Influence of Strong Ignition Sources on the Explosion and Decomposition Limits of Gases. | |
JP7522062B2 (ja) | 低温液化ガス混合試料の撹拌方法及び撹拌装置 | |
RU96635U1 (ru) | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей | |
Mason et al. | VII.—The effect of temperature and of pressure on the limits of inflammability of mixtures of methane and air | |
Sankhé et al. | Characterization of a spark discharge for dust cloud ignition | |
RU2523921C1 (ru) | Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жрд | |
Shaffer et al. | Modeling Discharge Spark Ignition Using Zero Dimension Thermodynamic Model and Experimental Power Measurements at Various Pressures | |
Shaffer et al. | Structure and Measurement of Atmospheric and High-Pressure Ignition Plasma | |
Yates et al. | Spark Ignition Parameters of Cryogenic Hydrogen in Oxygen and Nitrogen Mixtures | |
JP2610000B2 (ja) | 引火点検出装置 | |
CN104160132A (zh) | 用于处理燃料以增加其发热量的装置 | |
CN217278038U (zh) | 双点火fid检验器 | |
Ungut et al. | Autoignition of gaseous fuel-air mixtures near a hot surface | |
Kelekar | Investigation of a Cost-Effective Method of Nitrogen Inerting of Multicomponent Hydrocarbon Gas Mixtures in Large Storage Tanks | |
Blodgett | Properties of octafluorocyclobutane, a dielectric gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150826 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180601 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190312 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190419 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190917 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6596264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |