エクスプロージョン・ベント（爆発放散口）

エクスプロ−ジョン・ベントとは

エクスプロージョン・ベント Vmax型

粉じん、ベ−パ−及びガスの爆発から生じる異常な圧力を外部に放出することによって機器の破損を未然に防止できる放散装置で、あらかじめ設定された破裂圧力において開口します。 このエクスプロ−ジョン・ベントは、1974年にファイクによって初めて紹介されました。 エクスプロ−ジョン・ベントは、機器本体を爆発から防護する最も基本的な防護装置で、コストも安価な為、広く普及しています。 エクスプロージョン・ベントは、産業安全研究所技術指針では、破裂板式の爆発放散口に分類され、労働安全衛生規則第294条第4号に定める『爆発戸』に相当する。

エクスプロージョン・ベントの圧力/時間チャート

上図は、密封状態においてベントを取付けた場合と取付けない場合の、爆発圧力の時間変化を表したものです。 ベントを取付けない機器では、図の点線が示すように最大圧力(Pmax)が機器耐圧(Pdes)を越え、機器の破壊につながります。 もし同じ機器に適格なベントを取付けた場合、ベントの作動により、放散爆発圧力(Pred)が機器圧力(Pdes)を越えず、この為、装置の破壊がないことがわかります。

エクスプロ−ジョン・ベントの特長

• あらかじめ設定された破裂圧力で確実に作動します
• ファイク社独自のスリットパタ−ンにより、瞬時にフルオ−プンする設計です
• 制限のない放散面積を得ることができます
• 各機器の運転条件に適合する最適なベントを製作
• 二次災害の原因となる金属破片の飛散がない
• 産業安全研究所技術指針、労働安全衛生規則第294条、NFPA68、 VDI 3673 に適合
• 主に屋外にて使用されるため腐食、気象条件に耐える寿命の長い丈夫な設計

配管への取付例

集じん機への取付例

ホッパーへの取付例

クーリングタワーへの取付例

サイロへの取付例

エクスプロ−ジョン・ベントの要求事項

爆発放散の連続写真

ファイクのエクスプロージョン・ベントは以下の要求事項すべてに適合していますので、安心して使用できます。

• 産業安全研究所技術指針、NFPA68、 VDI 3673 等の最新規格に適合した破裂板式エクスプロージョン・ベントであること

  [解説]
  上記の各規格で採用されている爆発放散面積の算出計算式および算出法は、破裂板式エクスプロージョン・ベントを使用した爆発放散の実証試験によるデータの分析から作成されている。破裂板式以外のエクスプロージョン・ベントを使用する場合は、各規格規定の方法をそのまま使用することはできず、爆発放散の実証試験を個別に実施して爆発放散効率の減少率を求め、算出計算式、算出法に反映しなくてはならない。現実的にはユーザーがこの作業を実施することは困難なため、メーカーの製造する破裂板式エクスプロージョン・ベントを採用することが必要となる。

• あらかじめ設定された破裂圧力で確実に作動すること
  

  [解説]
  掛け金式ベント等は、機構部を持つため、錆び、よごれ等の要因により開口セット圧を恒久的に保持することが難しい。これらの問題を解決するためには、機構部のない破裂板式エクスプロージョン・ベントを使用することが必要となる。

• 瞬時に確実な全開（フルオ−プン）が得られるように開口パターンをコントロールすること

  [解説]
  開口パターンがコントロールされていない金属板等の板は使用禁止である。これらのものは、瞬時に全開することができないため、爆発放散に必要な放散面積を得るタイミングが遅れ、爆発放散に失敗するためである。たとえば、アルミニウム板、プラスチック板、ガラス板などが、これに該当する。

• カウンターウェイトを使用しないこと

  [解説]
  カウンターウェイト式ベントは過去に多く使用されていた放散装置であるが、多くの事故を経て現在は使用が禁止されている。カウンターウェイトによる慣性質量はベントの作動速度を大幅に遅らせるため、爆発による圧力上昇に追従することはできない。以下の「可動部の質量制限」項より、カウンターウェイトを使用することは明確に禁止される。
  また、スプリングを使用した安全弁等の装置もカウンターウェイト式ベントと同じく急激な圧力上昇に追従することができないため使用すべきでない。

• 慣性質量に影響されずに動作させるため、可動部の質量制限に適合していること

  [解説]
  イナーシャを発生させる慣性質量はベントの作動速度を大幅に遅らせるため、爆発による圧力上昇に追従することはできない。産業安全研究所技術指針では、ベントはなるべく軽量に作り、単位面積あたりの質量として12.2kg/m²
  以下（危険等級St1の粉じんおよびメタン等の燃焼速度の小さいガスの場合は、39kg/m²以下）と規定している。

• 二次災害の原因となる金属破片などの危険な飛散物がないこと

  [解説]
  開口時に金属破片等の硬質で質量のある物質が飛散する場合、大きなエネルギーで飛散するため、強い破壊力を持ち大変危険となる。

• 使用条件に合致した寿命の長い丈夫な設計であること
• 製造ロット毎に破裂試験（開口セット圧チェック）を行うこと

  [解説]
  エクスプロージョン・ベントは製造ロット毎に開口セット圧のチェックを実施し、性能を確認することが重要である。

• メーカーにより破裂圧力、破裂公差が保証されていること

  [解説]
  エクスプロージョン・ベントは製造ロット毎に開口セット圧のチェックを実施することにより性能を確認し、ユーザーにその性能を保証するすることが重要である。

• 破裂圧力がベントと成績書に明記されていること

  [解説]
  ユーザーは設置されているエクスプロージョン・ベントの開口セット圧を、常に把握できる状態であることが重要である。

• 破裂試験温度と使用温度との差異による影響が考慮されていること

  [解説]
  エクスプロージョン・ベントは材料の強度特性により開口セット圧をコントロールしているため、温度による影響を受ける。この影響を反映した製作が必要である。

• 爆発放散の実証試験を行っていること

  [解説]
  エクスプロージョン・ベントが実際に爆発放散が行える装置であるかを開発段階で実証することは重要である。

プロパンガス爆発のエクスプロージョン・ベントによる爆発放散のムービー
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