it h t het i mebe t we e n t he i nc i de nc e oft he

oEwhi c hc ha r gei s5 0 0 kga ndbur de ni s2 2m

t het i mei se s t i ma t e dt o b e 0 . 0 3s e e .

I nourpr e v i ou spa p e r ,i ti sc a l c ul a t d l hi l t t hep r e s s ur eoft he ga s wi t hi n t he bl a s t i ng c ha mbe rma int a ins0. 0 2 se c ̲Theva l ueoft he dur a t i onoEt hepr 飴S ur ei nt hepa p e ra gr ees

w

it h t het i mebe t we e n t he i nc i de nc e oft he

s t r e s s wa v eandt heoc c ur r e nc eoft hes c a b.

t r l nL ･i nt hi sp叩C r .Thi sf a c ts hoI V St ha ts c . 1 ･ t J bi nl ;i se i t uS t : d] J yL l l Cdr i vi l 哨 f or L ･ eofga ‑ s e ous pr o duc t s a nd notb y t he mome nt um oEt hei nc i de nts t r e s swav e .( Te c hni c a lh bor ‑ at or y ,A s a hiChe m ic a lI ndus t r yCo.Lt d. )

電気雷管 によるメタン 一･空気混食物 の 着火に関す る研究(第一報) (高速度 カメラによる潜火機構の解析)

納 材 恒 義*

中 原 正 二相

椿 事

3

5

SP ‑

, 1 6 H

( ) 0 ‑1 6

/ s e e )

Do hn

｡M.L.

D‑ 2

,SP‑

矧 ま従来多 くの人々が投影することが出来なかった同

‑の雷管でしかも雷管の発火現象の時間的変化を抱初 から丑後まで十款コマに恒って捉 えることが出来た

.

メタンの燃焼の発達過矧

ま1 6 H

同

訂 年 8月 2 2日受忍

*E! 京大学生庄放摘研究所 刃こ

伝荘区麻布肪屯土町

●●口舌L t更抜去全社折尾作東所 封田県若佼市民I r l yol .2 & ' ̲ ^{No .5 . 1 桝 2}

木 下 四 郎…

山 本 頭一郎州

た紡果,燃規按は抵めて弱

く4ms

Ⅰ

功が何では冊哲のメタン安全度就験が法 的 に 定 め られている｡ こ れ は 矢掛 こは爆薬に押入 した雷管が

Cu t ･ o

f

ms

市

適

Fa S t A

過 度4 , 0 0 0

/ s

加輝氏

Z J

8

飼

( 2

9

し,Fa

s t axで常火状況を投影している｡ これによれ

ms e c

3ms

'G管の爆発現象を時間的,空間的に粒形した報告と して,古 くは

Pa yma n

lコ

マ取 りのシユ l)‑レン写共を振 り銅管爆発後の瞬間の 爆発現象を初療した｡この写抑 ま的管の蘭輩波 と爆発 ガスの形を観察しているものであるが,その述皮は解 析山水にい｡又 日下恥 井田氏1)苛は

8コマ取 りのシ

4 ps e c

Pa yma n氏の助命に比較して時r

2 5 0 , 0 0 0

s e c

3 2 p̲ ･

していないのである｡

J.

E.Do l a n

)

6

乗

, 8

Do l a

t O

Fa s t

一方,シユt)‑レンによる従来の方法では火鵜が

2

,

e

り,投彫出来ない.

木研究報告は植村式

SP‑1

l dH高速度カメラ,更にシェ リーレンと松村式M.

L.D

.

発火飽,爾撃波,破片飛散状況,爆発ガス,メタン燃焼 核の成長等を捉えるため東京大学生産技術研究所植村 研究室 と協同のもとに捉好実験を行ったものである｡

Ⅱ

SP‑

2.1

SP‑

図 2. 1) 1

4

0 0 0m/ s

2.

′=1 6

3. * & * 2 0 */ J nn 4.

0 0 F J 5 e

5.

):) 〜):1 00 , 6.

7 .

0. 1 ‑1mm 8.

35 mm

9. 装置寸法

1 9

き6 8 0

×4 00 ( mm) 1 0.装固盛最 I O T kg

このカメラの特徴は迎続掃引方式で現象を剛 g)さす 必要がない｡無明は電筑雷管の爆発及びメタンの自発 光のみを投影するので特別の照明は行わなかった｡

2. 2

投彫配置は2.

2

) , 8 2 0mm

アイ)i,ム上に於ける鯨少倍率は

0. 05 7

現象 との同期は悉皆の自発光のみを搬好する協会に は問題 とせずカメラを粥放 して現象を入れたが,メタ ン着火状況を良好する場合には餌管かメタンに蔚火し てからの発光持続時間が長いので,レンズシャッター

l /

/) 0 0

/ 2 0 0

( 280) エ終火難 協会誰

‑ / A A

Fi g.2, 1Uy e mur a ' sSp‑LUl t m･ Hi g h‑ Sp e e d St r e a kCL I mem.

2ms c cとしても多韮錯山するので現負 を更 に遅 らせ

de h) ･c i r c ut

d el a yc ･ i r c ut

1‑1 0 mS e

[

2. 3艶静紙料及び股好条

般影紙料はこれまでの火故紙瓜か ら'TPI'腎構成因子に よるメタン逆火性 に於 て特に膨皆の大 きいと思われる

*No.1

B t

Fi g.2. 2Exp er i me nl L I lれr mngCmC nl

.i:

:

知17廿 を対象 と し た' 試料 は故に示 した. 掃 引 速 度は メタン

混入 した墳合には

5 0 0m/ 5 c cで掃引 し, 混入しない

場合

( t l

1

, 0 0 0m/ s c c

ついて

2

表

2 . 1

4 .,t

糾 ① 装 g g 薬

g

g

g

2 .4

D

(

D皇(

d爆発火始挽方向の虻が り)

衣 2 . 2

表

2. 2

封定位は各紙料につき2回投影しその57':均低をとっ たものである｡上紀の先験

結果を見ると,沼17の租頬 によってその差掛 まかな り明酸に現われている｡煙発 火伯の横の広が りは

8

1 7 c m

Tc t r yl

6

1 0‑日c m,Co mpDITc t r yl7 7{6

】 円g.2. 3 Sl r e A kp ho t o g

r a p hs ho wi n gt he c xp l o s i o no fNo.8de t o n a t or .

管で

7 0 j L S e 1 C 5 ,3 c m 5‑4

0 I J S C C ,5 0 ‑6 0 F E S e

火牢も枕して大 である｡厚内.消蛤利入 り安全食管は同じ油姓菜比の 館管 と比較 して火焔此径 も持続時間も少 さい伍を示

し ている｡次に電只解析の触発よ りメタン燃焼までの允光の

時 間的変化を拘引速度約

4 0

m/ s e cの述皮で拝

衣 2. 2

?皆の他方

1 2

垂直に如引した境合を とった｡約着の方法ではメタン抑艶の

仰面での発光が 解 られ後者では底方向の発光が得 られた｡

この実験で は同一の四竹を2方向よ り同

時に瓜膨 したものでない ので両者の勘合メタン燃焼の発

生位旺及び時間は同 じ ではないが,ともにメタンの燃焼

は州のほぼ中央から 始っている,又 8号岱管 と6号錯

核が現われるまでの時仙

ま6

4‑5 ms ec.

8

‑2ms e cで光晴のL

我々は牧野速度が速 く且つ光学系の明るい

1 6H

られた｡ 1

3･I.･カ,Ljテ弊政及び方法

尖故に卵 tJ.たケ リズヰ式

) 6H

(I)準好速成

知0‑1 0

0 00

/s e e ( 2 ) . レ ㌣ ズ

c on l;1 8 ∫;5 ･ 8 C ･ n ( 3 )

( 4)嘩用フi

) 6mmx3 0. 5 m

(5 )寸産及び 虎 魚 3 00×3 0 0×25 0mm 1 5 kg I

3 .

IkW

佃づ

.: 嘩 条

=2

8,9. 5 0 0

/ s e e

TT i ‑

ⅩフィルlLを用い同期は内部接点を通 して餌管に適屯 した｡

｢｢

票 一 章 : ‑ 三 竺

Fi g.?. 10p

c Al叩P Ar at uS f oryi e wi n g i gT L i t i on.

C : Hi t z I C hi ･ Hi g h ･ Spe e dMot i onAnal ys i sCa mer a.

M･ C: C o nb us t i o nc h8 J nbe r( 9. 0% C 打l ) M: Mot or

L: Re Ae c t oz ･l a z np. ( 6 0 0 k W) P: Pr ot c ‑ c t i 寸egl i s s .

3.2 投 膨 鈷 果

乾 しカメラ及び

Fa s t a xカ'

Vo † . 2 3 ,N 〇 二 5 . 1 1 8 2

の数

ms ec

Ⅰ 6H

2

この写真によれば｡メタンの局部燃焼は碍管が挫先 してからメタン槽周囲の

2

: 2 0 0 j L S e

2) 0‑5 2 5 ps ecのr

ms b cは徐々に成長しているが,

4‑ 5m8 c c

2

‑1発光が終る

2 00F L S e

く 6 0 0F L S e

▲その後もあまり位置が変 らないことから,セt]77ン 鼓 と鉄板の差異は本質的にメタンの茄火機構を変ると は考えられない｡

Ⅳ 植村式

n LL.

Ⅲ茸にお1(.て雷管によるメタン蔚火状況につき検討 しT='メタンの局部的燃椀の発生 とそれが成Liしてメ タンの本格的燃矧 こ至る過程が明 らかとなったが砧'町

によるメタン)Lld''火状況を更に詳細に知るため'シュ リ ーレン法 と

2 4 0, 00 0f mmC / S c c

M. L

D‑2塑高速度カメラを組合せ,岱管の爆発火煩,節 撃波,爆発ガスの広がる状鰻を投影した0

4.1 カ メ ラ 装 置

M.L , D‑2塾高速度カメラは叔大搬彫速度 2 4

e cを有する迎続 コマ放 り

下記に示 した｡

･最大投影速度 1コマの廃山時間 明るさ

画面寸法 逓続投膨 コマ数 使用フイルム . フイルム全長

解 像力

*投影方式

( B S)

( 約 2

2 4 0. 00 0L mmC/ S ee

‑ S ee

∫

5×2 5 c m 2 00

3 5 mm

F nm

4 0/ m帆

このカメラの特徴は現象との同期を必安とせず,同

‑の碍管について連続

2 0 0

1 3

0

1

γol.23.No.5.t942

Fi g.3. 2( 2 ) Fr a m i ngCamer as e quenc eoE

t hei gni t i onoEt he

CH

瑚i rgasbyNo.7Cop perde t on a t or .( t a ken

atl O5 I L S eC / f r am

従来党費 されていたシュ リーレン法では雷管の爆発火 痛が多流藤山する欠点があ り梶野コマ数も少 く館哲爆 発の撞 く一部分しか捉えることが出光なかったが,植 村式

M.L D

Fl g.4･ . 1M. L. D1 2CA mC r

a . 4 .2

シユ tJ‑レン光学系は図に示 した如 く,

点光

源(L)

← √ :二

一

一 ･ t ■ ･ ‑ 1 hli E 】

ー モ 駐 { 4 F r T e

FS g.A. 2 E苫p er ime nt z L IAr mng e me nt . C;Uy e mu血'

s M. L二 DUl t r a ‑Hi g h‑ Sp e e df r a mi n g c a me r a,L;L

i g htSa u r c e( Hg

t Amp ) .RM ;Par a ‑ bo l i cMi r r o r( E =3m) ,S;Sl

^{t ,}

MC;Combus t i o n Cha mb er .PQ;Pr o t e c t i v ePht eGhs s .

は超高圧水銀蛭を用いた連続光源である

｡ M･L･D

カメラは平行光源の場合には山型反射鏡で

2

採取取が可能であるが,点光源の場合には視野が

2

れて般形出来 ないので2点光源 とした｡点光節用

1 4

1)ツ トの孔径は約

3‑5 mm

に掛 ませ,その肋にレンズシャッター直径

1 6mm

速度

J /1 0 0 0

ーのⅩ接点 を餌管のスウィッチインに利用 し 餌管の現

象を

0. 5 ‑0. 7 5 J nS e

直径

, 4 0 c m

3 m

として光学ガラスを放き,被写体の視野は筋管を メタン槽の中央にFrJL横方向は片半分,上下ガl糾ま床 方向を全部入れた｡

解少串は

0. 0 4 3 7

拭料は

7

( D. D. N. P0. 2 0 g‑ Te t r y1 ‑ CompB

0. 4.3 6 0 g

粒形鈷農の一例 を

4. 3

1 3 万 コ

/ S C

8

マにおさめ同時に爆 苑ガスの拡散状鰻,甜撃沈の発光

,分離,反射の過程 管体破片の飛散状憩等,これまでの実験

で科 られなか った多 くの点を視索することが出来た｡

4. a . 1 J I S

6

4.

.

Fig.4.3T eModelofthee7EPlosion pheTIOmetl h

On. ル ∫ .q D ts T dPCe ー (2S6)

/OQp SC↓ TT･pe Fig,1.3‑ ① TimeJistancediagram s olthe shockwa

1 3. 9 8

2 23 . 7 4 23 0. 7 4 23 7. 7 3 2 44. 72 251

. 7 2 25 8. 70 2 65. 7 0 '27 2. 6 9 2 7 9. 6 8 2 86. 6 8

ヰ ‑ 't 辛 . 聖. ̲ 一I I‑ :‑ ‑ h ､ ‑ ∴ : . i l l :‥ ∴ ･ .‑ l l

萄 療 29 3. 67 鞠 3 0 0 敵 掛 鞄

. 6 6 3 07. 65 31 4. 6 4 3 2) . 6 3 3 2 8. 62 3 35

. 6 2 3 4 2. 61 3 4 9. 60 35 6. 5 9

Fi g. 4. 3 Thee xp l os i o np he no me n o no

)

2.

3 .

4 .

据

5 .

6.

7. 破片速度

息 .I ･

Fi g.4. ㌻ ⑳ Ti ne ･ ve l c k C i t ydhgr amso Et hes ho c k va veandt hee xpl os i ongaspr o du c t s (｡ ; Lat er als pr e a d ･; A xi als pr e ad)

3･1‑

3.

‑

4.4

鎗管が爆発すると甘体が披盛 し,添生薬の糞萌 して ある申分のほぼ中央から球状の発光現象が現われる｡

(]コ7日)栗原には常体が放浪されるまでには多少 の時間を要するので雷管の捉発現奴がフイルム上に現 われない鰍 こ,起痩薬から添裳掛 こ爆撃波が進行して ゆく状憩があ り,合成樹脂鰭管のような透明な雷管で はこの状態を撮影することが可能であるが,不透明な 銅雷管では観相することは出来ない｡

甘体が破盛されると爆発ガスが外部に放出される｡

爆発生成ガスは約

3

0 00 m/ s e c

丘l m

6, 00 0. K

吋部は捉発生物が克沸してお り,化学反応が行われて 'V.iると考えられる｡衝撃波の発光であるこ との 狂 明 は,H.Ⅵdi

i 6ur

♪ 1 ′r

=c o ns t

式,運動虫伽存の式を組公せると最終に性

(

訂

( 卦 ( 釘 l ′

‑

孟 AI L 2

‑

‑ 崇

l ′ : ‑ l

r ′

が得 られる｡ここに

M

,T

,P

r=1 . 4として,M =1

T 2 ≒6

0 00 B K

6 , OO OO

爆発後

2 0 F E S e

0 0 0m /s e cの速度を維持 しているので, 噴出ガスの形は楕

この衝撃波による発光は

4 0 F L S e

L ; 1 m

40 j L S e

3 , 0 0 0

略 5 0 ps c c

W.L. Mur r a y氏l

爆発後

4 0 J I S e

o o m/ s

5 0 0m/ s e c

0

L SeC

Di xon,t I a WO Ode

Ⅰ , 00 0m/ 品

以上の考療により,初期の段階分解前に於る高温高 圧の甜繋波 と燥発火鰍 まメタンー空気混合物 と接触し ている部分では絶えずメタンの斎火を引起 していると 考えられるがこの局部的な燃焼がメタンの本格的な燃

20 (210) エ案火薬協会蕗

矧 こ発適 し糾るか否かは高温状糠の持

続

V.括 蛤

開先屯兄'lhl坪のメダン蔚火性は爆発火柄が爆発ガス によって包蔵 されるか否かによ っ て 決 ま る と い う

Do l a

すなわち,火矧 ま爆発生成ガスの役に生成 し,ある 鴫m]を耗過 した後媒先生成ガスを追越 し,メタンー空 与t混合物に触れ.そこから着火するとい う見解であっ た.

然 しなが ら今回の突放から餌珊爆発後厄抑 こ出るも のは固辞波 とそれに包まれた火机であ りこれが高温高 圧で発光する｡

東光持続時間は約

20J L S e

Do l a n

従がって瀞火性 を支配するものは立 として火櫓の熱 エネルギーであると推定 されるが

,

先火焔およびガスは爆発後

4 0I L 5

｡ ) 6 H h i g h s p e c dc z l mC

しかし今回の文教か らメタンの放 映は以東火焔が消

失 し盤での2次発光が消失するNlの

200I L S e

4mS e

左右に移勤 しなが ら発達 している｡

最後に木研究 を許可された日本化兼株式金杜火薬部 長山田正幸氏ならびに本研究の爆発現収の解析につい て有効なる御教示を賜った東京大学工学抑疋田教授に 深 く感謝の忠を故する次第である｡

文 献

l )香J

1 9 60

2 )

( ) 9 6 0 )

3 )W.Pa y ma n:W.Wo o d h c

d ,H.Hi t;

PE ∝.Ro y.So c ･14 86 0 4(1 9 3 5 )

4 )

漣 1 93 5 3( ) 9 5 8 ) 5 )

.

･Do ] a n ･ ･ J . Ap p lCh e m 521 5( 1 9 5 5 ) 6 )

漣 1 821 5 7( 1 9 5 8 ) 7 )H.Mu mo u r;Re v.Op t i q G e2 01 4 9(L 9 4 9 ) 8 )H.B.Dj x o n

Ha r wo o d: S. M. R. BNo .9 3

1 9 3 5

9 )

L.Hu r r a y:HL hl n l e r n a t i o r L A lme e t i J l gO f d i r e c t o r so ES A E c t yi nm in e s r e s c a r c hNo.4 31 9 6L

3 6

1 0

和3 7

4

3 7 年 I

Tt L eA l e c h&ni B m Oft heI gni t i o noEAl e t h

e ･ Ai rAl i ェt ur e b yEI e c t r icDe t o nA t or

T.

Uy e mumホ S.Ki no s hi t a

事 S.Na ka ha r a * +a nd

.Ya ma mot o

I n t hepr e s e ntpa p

r ,t he t hr e e t y p

s o f hi g h s p e e d c a me r a s;(

) Uy e mur a ' s SP‑ 1 Ul l m. I li g h ･ Sp e e dSt r e a k Ca me r a , ( 2 ) 1 6 H Pr is m t y叩 Hi t a c hiHi g h ･ Sp c e dMot i o nA n a ‑ 1 y s i sCa me r a ,a nd ( 3) Uy e mur a ' sMLD‑ 2 Ul t r a ･ Hi gl l ･ Sp e e d Fr a mi ng Ca me r a

ha v e b e e nus e di nt h ei nv e s t i ga t i onoEt hei gni t i on

Yo l .2 3 .No.5 .2 加2

o Eme t ha n e ･ a i rm iXt t ue ( 9% CHJ )byi n s t z L nt ‑ a ne ou s .e l ec t r icde t ona t o r si na ni r on c ha m‑

be r( 3 0 c mx3 0 c m s qa r ea nd4 0 c m ) l i g h . ) I ti s f ou nd f r om t he s t r e a k pho t o gr a phs t ha tt he i gni t i onpr oba bi l i t yo ft heme t ha ne ･ a i rm iXt ur ebyi ns t a nt a n e ou se l e c t r i c dc t ona t or si sma inl ydu et ot hee xp l o s i onf lA me;t ha t

( 241 ) 21

i s ,t hei gni t i onpr oba bi l i t ybe c om e shi ghw il h i nc r e a s eo Et h el a t e r a ls p r e a da ndt h edur a t i on o Ee xp l o s i o nf ♭me s .Tha ts e e mst o bet h e r e a s o nwhyNo.8de t o na t o ri smor ei nc e ndi v c t ha nNo.6de t ona t or .

The1 6 H c a me r ac a ug htt hel oc a lc o mbu s ･ t i o npr oc e s soEt heme t l mn e ･ a i rm ix t ur ewhi c h ha dnotbe e n vi s i bl e i n phot o gr a phs u s i ng ot he rt a me r 8 S . The l oc a lc ombus t i o ns a t 8 ppr O Xi ma t ec e nt e roft l l e C ha mbe r ma y be c a us e dbyt hee xp l o s i o n鮎mea ndgr o ws l ow･

l yt ot hege ne r a lc ombu s t i ona f t e r4‑ 5ms whe naNo. 6i n s t z L nt a ne Ou SC o p pe rS he l lde t o‑

na t o ri sBr e d.Ont heot he rha nd,s e c onda r y l um ino s i t i e sc a us e dbys h e l lF r a gme nt sf r om a c opp e r s he l l s e e m t obeuni mpor t a ntF a c ‑ t or .

Thee xp l o s i onofA de t ona t ori sr e c or de d i

n t he phot ogr a ph by a n a pp ear a J I C e OEa s phe r i c a ll u m ino s i t ya tt heba s ec ha r gepo s i ‑

L i on. Th e s ha p e o L t he l um it o s i t y di ne r s e nt i r e l y f r om t ha toEt he e xp l o s i on da me whi c h i s t n k e n i n a di r e c t s t i l l pho t o

gr a p h.Thel umi no s i t ys e e mst o bedue t o t

hes hoc kwa v epr oduc e dbya hi g h de gr e e c ompr e s s i o n oft he me t hz L nea i rm iⅩt ur eby as up e r ･ s oni ce xp a ns i onofga s e ou spr o duc t s

wi t h s p e e d oE3 , ㈱ m / s e e .L f Om t hede t

na t o r .

I tma ybec onc l u de df r o m t he s eo t ) s e Ⅳa t i o ns us i ngt hehi ghs p e e dc a me r a st ha tt hepr oba ･ bi l i t yoft heme t h

e ･ a i rm ixt ur ebyde t ona ‑ t or s de p e ndsnoton l yo nt hel a t e r a l s p r e a d r e a c h a nd t he du r a t i o n oE t he e xp l o s i o n f

la me ,t nta l s oo nt h el oc a lc o mbu s t i onpr

c

e s s

s ,t ha ti s ,o n t h e i rs c a l

, di s t ur bz L nC e e ue c t s o fga s e ou s p r o duc t s a nd t he ge o‑

me t r icc o J l di t i o n ofs hoc k wa v e s r e A e c t e d f r om t hewa l l soft hec ha mb e r .

火英類による災怨･の防止 に関する原則の研究

蹄 水

Ⅰ.緒 言

雑著は先に火薬矧 こよる災磐の防止 ,特に班火の製 造消款などのような多品初少丑の取扱に耐命的につき まとう視建多様性または流動性の朗苛な勘 合 に つ い て,そ の 原 則 の 研 究 の 必要性を挺寅 したのである が

1

まいかと思案するのである｡

Ⅱ .

我々は過去の切実は小文として絶対的に承蕗を迫 ら

昭和 3 7 年 8 月30日交m

●由谷火工株式会社 . 淡水榔由多呼称玖多町

2 2

武 夫+

れ る｡原則 とはこのような過去の部炎を承渡分析する 鈷巣 として,そこに底流し万人が好めざるを得ないよ うな出城規噂の根源 となる思想の洞である｡これ等の 研究は兵学においては早 くより発適 した｡兵学は危険 に対する不安 と出現 と例於 との問題の校維 さを絶えず 簡明,的線,叔掛 こ処理すべき課題 を負わされている こと,実に災害防 止の問題を超えるとも思われる｡他 の一つは会計学において発達 した｡金升学は複雑なる 商活軸を細大ih王らナことな く最も簡明な手枕 と形式 と によってl氾錬 し,かつその処D.は金光の危険性を‑予測 し安全を保つ如 く衣示することを野求 される｡また一 般の処世の術 としては古 くよ り所洞梅富の形で統布 さ れている｡これ苛に見られるように人間関係を含めた 鞍維 さに対 し簡明な実践規市または指針を得ることが 原則研究に期待される効盟である｡帯者は以上三者に ついて教えられること極めて多 く,特に近代企共会計 原則は金光活動の整理 と危険処理 との疎題に放 り組む こと,この災沓防止の戚AIJとその粘朴において相迅ず

( 242)