爆発防護専用メーカー・爆発放散口の

爆発放散口の爆発放散面積　算出方法

爆発放散面積の算出方法

爆発放散口（エクスプロージョン・ベント）のガイドラインとしては、海外では欧州標準化委員会の下でまとめられているEN14491（粉じん爆発）・EN14994（ガス爆発）、粉じん爆発とガス爆発の両方を扱う全米 防火協会のNFPA68(2007)などがあります。国内においては、独立行政法人産業安全研究所の爆発圧力放散設備技術指針の改訂版NIIS-TR-No.38(2005)が刊行されました。このガイドラインは粉じん爆発およびガス爆発の放散面積の算出については、NFPA68(2002)とほぼ同じ内容となっています。 以下に爆発圧力放散設備技術指針（以下指針）に沿った爆発放散面積の算出方法と、NFPA68(2007)の特徴（主に指針と異なる点）とを解説します。詳細につきまして は、指針を参照ください。 また、本ページでの計算結果については、弊社では一切責任は持てませんのでご注意ください。

＜独立行政法人産業安全研究所　爆発圧力放散設備技術指針　改訂版 NIIS-TR-No.38(2005)＞

・・・規格入手先：（社）産業安全技術協会　電話　03-3455-3957（代）

1.用語

2.圧力段階

上記用語以外に機器の強度の関わる以下の用語があります。

圧力段階は、次の通りです　→　　Pult > Pyield ≧ Pred > Pstat  　（ 重要！ ）

Pred が不明な場合の目安として Pred ≦ 2/3 Pult という考えがあります。（NFPA68より）

3.ガス爆発に対する放散面積の算出方法

-L/Dが2以下の場合-
必要な放散面積( Av) は次式によって求められます。

Av={（0.127log10KG-0.0567)Pred-0.582 +0.175Pred-0.572 (Pstat-0.1)}V2/3〔m2〕

-L/Dが2を超え5以下の場合-

まず上式を使ってAvを計算し、次式で計算される⊿Aを加えたものが必要な放散面積となります。

⊿A=〔AvKG{（L/D -2)2〕/750〔m2〕

－放散ダクトを取付けた場合の考慮－

機器が屋内設置の場合は、爆発の大気放散ができません。爆発圧力と火炎を屋外へ導くための放散ダクトの取付けが必要となります。ただし、放散ダクトの取付けにより爆発放散の効率は大幅に減少し、放散爆発圧力（Pred）は増加します。 そのため、Predを以下のように補正し、得られたP´redを使って放散面積Avを計算する必要があります。つまり、小さく補正されたP´redを使って計算された放散面積は、元の放散面積よりも大きくなります。

＊ 放散ダクト径が設置する爆発放散口径以下の場合、放散ダクトによる放散爆発圧力(Pred)の補正の必要はありません。(NFPA68より)

例） 爆発放散口径がφ1mの場合、1m長以内の放散ダクトの設置が認められています。

(1)ダクトの長さが3m未満の場合

P'red=0.779Pred1.161 〔x102kPaG=barG〕

(2)ダクトの長さが3m以上6m以下の場合

P'red=0.172Pred1.936 〔x102kPaG=barG〕

放散用ダクトによる放散圧力の影響（ガス爆発の場合）

※SI単位への標準化の流れを汲み、圧力の単位はkPaGを使っておりますが、NFPAとの整合性を保つためbarGによる表記を併用しています。計算式に代入する値はbarGの数値であることにご注意ください。（例・Pred=0.5barG=0.5×102kPaGの場合、Predとして計算式に代入する数値は「50」ではなく「0.5」となります。）

4.粉じん爆発に対する放散面積の算定方法

-L/Dが2以下の場合-

必要な放散面積(Av)は次式によって求められます
Av=(8.535x10-5)(1+1.75Pstat)KstV0.75{(1-Π)/Π}1/2〔m2〕（ただしΠ=Pred/Pmax）

-L/Dが2を超え6以下の場合-

まず上式を使ってAvを計算し、次式で計算される⊿Aを加えたものが必要な放散面積となります
⊿A=1.56Av{(1/Pred)-(1/Pmax)}0.65log10{（L/D)-1}〔m2〕

－放散ダクトを取付けた場合の考慮－

機器が屋内設置の場合は、爆発の大気放散ができません。爆発圧力と火炎を屋外へ導くための放散ダクトの取付けが必要となります。ただし、放散ダクトの取付けにより爆発放散の効率は大幅に減少し、放散爆発圧力（Pred）は増加します。 そのため、Predを以下のように補正し、得られたP´redを使って放散面積Avを計算する必要があります。つまり、小さく補正されたP´redを使って計算された放散面積は、元の放散面積よりも大きくなります。　（ただし、機器のL/Dが2以下の場合にのみ適用可能）

＊ 放散ダクト径が設置する爆発放散口径以下の場合、放散ダクトによる放散爆発圧力(Pred)の補正の必要はありません。(NFPA68より)

例） 爆発放散口径がφ1mの場合、1m長以内の放散ダクトの設置が認められています。

爆発放散時の火柱発生の模様（放散ダクトを使用せず直接大気へ放散のケース）

P'red=Pred{1+17.3(Av/V0.753)1.6(Lv/Dv)}-1〔x102kPa〕

Lv=放散用ダクトの長さ〔m〕　／　Dv=放散用ダクトの相当径（DEあるいはDHE)〔m〕　／　Av=放散面積〔m2〕

＊　ここで注意すべき点は、P'redの式にAvが含まれている点です。

このため、Avが収束するまでAvとP'redを繰り返し計算する必要があります。

放散用ダクトの長さによる放散圧力の影響
（粉じん爆発：L/D=1, Dv=DE, v=15㎥, Av=1.54㎡の場合）

※SI単位への標準化の流れを汲み、圧力の単位はkPaGを使っておりますが、NFPAとの整合性を保つためbarGによる表記を併用しています。計算式に代入する値はbarGの数値であることにご注意ください。（例・Pred=0.5bar=0.5×102kPaの場合、Predとして計算式に代入する数値は「50」ではなく「0.5」となります。）

5．バグフィルターに取付ける場合

バグやフィルターカートリッジなどのろ過材の高さと、爆発放散口を設置する高さの位置関係によって、装置の容積V[m3]の計算方法が異なります。ただし、上面の清浄空気層であるクルーンエリア部は常に容積Vから除外して計算できます。

＊参考（NFPA68より）＊

過材に爆発放散口が完全にかかる場合(3)図C、指針では爆発放散口設置は認められておりませんが、NFPA68では、ある措置によって使用が認められています。

写真A

6.その他の留意事項

初期圧力が高い場合、装置内の限られた場所のみ粉じんが存在する場合については、別途考慮する必要があります。詳しくは指針をご参照ください。