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公開番号2024021643
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-16
出願番号2022124629
出願日2022-08-04
発明の名称雲発生装置
出願人個人
代理人
主分類G09B 23/12 20060101AFI20240208BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】雲や霧を空気の圧縮及び空気の解放を用いて確実かつ容易に発生させ、それに伴う現象等も観察することが出来る雲発生装置を提供する。
【解決手段】少なくともシリンジ3-a及びプランジャー3-cを備えるポンプ部と、瞬時に容器を垂直方向に着脱可能な機構を備える放出タップ2-aを備える雲発生装置本体と、容器と前記放出部とを接続し、瞬時に着脱自在に操作できる接続具5-dと容器を含む雲発生装置である。持ち手3-d及びプランジャーを図の右側に引き、十分に引いた後、持ち手及びプランジャーを図の左側に押す操作を繰り返し、容器5-c内に気体を貯留し、使用者が貯留量が十分であると判断したら、引いて押す操作を終了し、容器を保持した状態で、放出タップの放出ロック2-bを図の上方向にスライドさせ、主に容器内の気体を外部に放出させると、容器内の気圧が急激に低下し、温度が低下などと共に雲が容器内に発生する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ポンプ部と放出部とを備える雲発生装置本体と、容器と前記放出部とを接続し、瞬時に着脱自在に操作できる接続具とを有する雲発生装置であって、
前記ポンプ部は、少なくとも気体を注入するためのシリンジ及びプランジャーを有し、
前記放出部は、少なくとも瞬時に容器を垂直方向に着脱可能とする操作を行える機構を備えていることを特徴とする雲発生装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記雲発生装置本体はさらに排気部を備え、当該排気部は、穏やかに気体を排出することができる排出機構とそれに伴い排気量を調節することが出来る排気量調節機構を備えることを特徴とする請求項1記載の雲発生装置。
【請求項３】
前記ポンプ部は、注入される気体を溜めるシリンジ部分と、気体を押し込むプランジャー部分とを備え、プランジャー部分は持ち手（3-d）とプランジャー（3-c）とガスケット（3-e）を含み、ガスケットはOリング(3-g)と切れ込みがあるガスケット部品を備え、シリンジ(3-a)とプランジャー部分のガスケット(3-e)のOリング(3-g)が接することにより、気体が漏出せずに気体の押し込みが行えるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の雲発生装置。
【請求項４】
前記排気部は、排気機構部と排気量調節機構部を備え、排気機構部は排気ボタン(1-b)と排気ボタン(1-b)と連動した排気軸部(1-c)と、排気軸部(1-c)を受ける排気リング(7-h)と、自然状態で密閉状態を保持する役割を持つばね(7-m)と、これらの部品を適切な位置に保持し気体の漏出を防ぎ、かつ気体の流路の機能をもつ着脱自在の排気部密封キャップ(7-d)を有し、排気量調節機構部は排気機構部の排気部密封キャップ(7-d)に着脱自在に接続し気体の流量を調節し、気体の流路ともなる排気量調節キャップ(7-a)を有することを特徴とする請求項２記載の雲発生装置。
【請求項５】
前記放出部は、少なくとも瞬時に着脱が行える機構を有し、かつ、複数種類の着脱自在機構を備えた放出タップ(2-a)を有し、当該放出タップ(2-a)は、少なくとも瞬時に着脱が行える機構と締め付けによる着脱機構を含むことを特徴とする請求項1記載の雲発生装置。
【請求項６】
前記接続具は少なくとも、接続キャップ（5-d）と、接続パーツ（4-a）と、圧力保持パーツ（4-b）の三種を含み、前記接続キャップ（5-d）は、締め付けによる着脱機構を含む容器(5-c)と瞬時に着脱が行える機構を含む放出タップ(2-a)を接続する特徴を有し、前記接続パーツ(4-a)は、前記放出タップ(2-a)と接続する構造を両端に備え、前記放出タップ(2-a)同士を接続することを可能にする特徴を有し、前記圧力保持パーツ(4-b)は、前記放出タップ(2-a)を備え、逆流防止機構である逆止弁（4-i）が備えられることにより、雲発生装置本体を脱離しても気圧の保持を可能にすることを特徴とする請求項1記載の雲発生装置。
【請求項７】
請求項１に記載の雲発生装置と、前記雲発生装置に接続され内部の様子を外部から観察可能な容器とを備えることを特徴とする雲発生実験キット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、雲発生装置に関し、特に理科教材に好適な雲発生装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、異常気象などが発生している中で、大気や気象現象について学習することの
重要性は増している。
理科の大気、気象についての教材が発明されているが、使いやすく、
より教材として好適なものを提供する事は重要である。
【０００３】
従来、理科の実験などで使用される雲もしくは霧発生装置として複数の製品が考案されている。
【０００４】
特許文献１は温水と冷却剤を用いて温度差を生じさせ雲を発生させる仕組みとなっている。しかしながら、特許文献１に示される装置は、湯及び保冷剤の用意が必要であり、実施のために容器、台座、筒状体、蓋部、冷却源を組み立てる必要のある複雑な構造であるため、準備及び使用に労するという不都合があった。
【０００５】
特許文献2は容器内において電熱器もしくはペルチェ素子を用いて温度差を生じさせ、それによって雲を発生させることのできる装置である。
特許文献2においては雲を発生させるために電源や水の用意が必要である。
また、この装置では現象の観察はできるが、生徒になんらかの操作をさせるものではなく、生徒の関心を惹きにくいものであった。
【０００６】
非特許文献1、637ページCat.No.J46-3511はポンプ部、解放部、接続部構成のものである。
Cat.No.J46-3511のポンプ部は球体であり、かつ小さいため、一度に押込する空気量が約15ml程度と少なく、また指先で操作するため使用者にとって多くの労力を要するものであった。ポンプ部は、エストラマーが素材として用いられるが、繰り返し負荷を受けるため亀裂などの損傷が生じやすく、教材として利用しにくい不都合がある。
Cat.No.J46-3511では気体を注入させる機能のみが備えられ、一度注入された気体は全て放出するしかなかった。そのため、容器内の気体量もしくは気圧を調節するためには不都合があった。このことから一度注入された気体を排出する機構を持つ雲発生装置は、雲発生装置のさらなる利用法の発展に貢献すると考えられる。透明容器との接続部を除き、解放部の構造などは独自の規格により構成されているため、一般的な圧力がかかるものに使われる部品との互換性がなく応用利用の可能性がわずかであった。
【０００７】
非特許文献1、637ページCat.No.J46-3512はシリンジ、ゴム管、ゴム栓、フラスコから構成される雲発生装置である。この製品では系内に含まれる空気の量は一定であり、生じさせることの出来る気圧変化は小さい。気圧の変化が小さいと発生させることの出来る雲の量も減少するため、線香の煙を使用することが必須である。また、雲の発生量を増加させるため注射筒の容量を大きくし気圧の変化を大きくしようとしても、ゴム栓を使用しているため圧力が高まると栓が外れてしまい目的が達成されなかった。高圧で利用しようとすると、ガラス製のフラスコを利用するため、装置の破裂、損傷が発生した場合、使用者がけがをする恐れがある。
【０００８】
非特許文献1、637ページCat.No.J46-3513はゴム管、ゴム栓、ガラス管、透明容器から構成される雲発生装置である。
この製品では系内に含まれる空気の量は一定であり、生じさせることの出来る気圧変化は小さい。気圧の変化が小さく、生じさせることができる雲の量も少ないため、線香の煙を使用することが必須である。
また、行った操作に対して生じる効果が小さいため、使用者の関心を惹きにくいという点もある。
特許第3711134号
特許第3884877号
ナリカ総合カタログvol.57 2021・22年度 637ページ(https://www.rika.com/g0057/#page=689)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の雲発生装置は以下３種類のものがあった。
【００１０】
（１）冷却源を使用し水蒸気との温度差によって雲を発生させる装置
この方式による装置では、電源や冷却材が必要であり、このような消耗品が必要であった。冷却剤には氷等が用いられる。
冷却剤や雲の元となる水を装置に充填し、装置を組み立てる等の手間が必要であり、授業等で使用する際には不都合であった。
（【００１１】以降は省略されています）

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