文献情報
文献番号
201722011A
報告書区分
総括
研究課題名
粉じん作業における除じん装置の有効性の検討
課題番号
H28-労働-一般-007
研究年度
平成29(2017)年度
研究代表者(所属機関)
明星 敏彦(産業医科大学 産業生態科学研究所)
研究分担者(所属機関)
- 大藪 貴子(産業医科大学 産業生態科学研究所)
- 筒井 隆夫(産業医科大学 産業生態科学研究所)
- 村田 克(早稲田大学 理工学術院)
- 名古屋 俊士(早稲田大学 理工学術院)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 労働安全衛生総合研究
研究開始年度
平成28(2016)年度
研究終了予定年度
平成30(2018)年度
研究費
1,898,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
有機溶剤中毒予防規則などでは有効な発散源対策があり、かつ作業環境測定結果が第一管理区分であれば局所排気装置がないことも承認されている。しかし、粉じん障害防止規則については有害物の除害装置の原理が異なることから別に有効な発散源対策の有効性を検討する必要がある。
本研究では、粉じん障害予防規則11条第4項の「移動式の局所排気装置又は別表第2第7項に掲げる特定粉じん発生源に設ける局所排気装置であって、ろ過除じん方式又は電気除じん方式による除じん装置を付設したものにあっては、」排出口は、屋外に設けられなくてもよいことに着目して、この除じん装置の作業現場での性能を評価し、作業環境の現状を把握する。
さらにろ過除じん方式除じん装置のろ材の捕集性能を実験室で検証する。除じん装置のろ材に応用することで初期捕集性能を推定する。またこのろ材が組みこまれた除じん装置の実際の性能を測定して有効性について検討する。本研究ではこれらの除じん装置の有効性についてのエビデンスを得ることを目的とする。
本研究では、粉じん障害予防規則11条第4項の「移動式の局所排気装置又は別表第2第7項に掲げる特定粉じん発生源に設ける局所排気装置であって、ろ過除じん方式又は電気除じん方式による除じん装置を付設したものにあっては、」排出口は、屋外に設けられなくてもよいことに着目して、この除じん装置の作業現場での性能を評価し、作業環境の現状を把握する。
さらにろ過除じん方式除じん装置のろ材の捕集性能を実験室で検証する。除じん装置のろ材に応用することで初期捕集性能を推定する。またこのろ材が組みこまれた除じん装置の実際の性能を測定して有効性について検討する。本研究ではこれらの除じん装置の有効性についてのエビデンスを得ることを目的とする。
研究方法
本年度は小型のろ過除じん方式除じん装置を入手し、標準試験粉じんである石灰粉を気中に分散して、除じん装置前後の粉じん濃度をPM2.5サイクロンを取り付けた粉じん計を用いて測定した。２種類のろ布を用いて除じん装置においてろ布表面の粉じんの堆積と通過率の関係を求めた。また吸引風量とろ布の圧力損失の関係を正常な場合と、漏れのある場合について測定し、漏れ量を推定した。
小型の除じん装置について日本粉体工業技術協会が招集しているISO/TC142/WG5国内委員会にオブザーバー参加し、さらに実機で試験を行っている大学を訪問して情報収集を行った。
小型の除じん装置について日本粉体工業技術協会が招集しているISO/TC142/WG5国内委員会にオブザーバー参加し、さらに実機で試験を行っている大学を訪問して情報収集を行った。
結果と考察
１ 性能測定装置
粉じん計（LD-5）にPM2.5用サイクロンを取り付けた測定装置は、測定対象の粉じんの大きさを規定できること、除じん装置入口側の高濃度の粉じんが流入しても粉じん計を守ることができる利点が確認された。既存のISOなどの除じん性能測定方法は入口側粉じん濃度を分散装置の粉体供給量を吸引空気量で割ったものとしており、本研究のように入口・出口ともに同じ粉じん計を使用して測定していない。
非等速サンプリングについてサンプリング管の内径を４ｍｍ（吸引風速2.25 m/s）と８ｍｍ（吸引風速0.56 m/s）を比較して10 m/sほどのダクト内風速では通過率測定に影響がないことを確認した。
除じん装置入口の風速は、ベルマウス型の吸引口を用いることで測定が可能であった。
２ 帆布フィルタ
安価な帆布フィルタは初期の通過率が10％以上あり、使用とともに通過率は減少する。
帆布フィルタは圧力損失が始めの1.3倍ほど上昇したところで１％以下になるが、石灰の粉じんはフィルタ表面にうっすらと堆積している程度である。
粒子径別の濃度測定装置であるELPIで測定した結果からは帆布フィルタはサブミクロン粒子（１μｍ以下の粒子）を十分に捕集しないこと（20％ほどの通過率）がわかった。
速度圧（ダクト内速度の２乗）と圧力損失の関係からは粉じん堆積による圧力損失上昇とフィルタ接続部の漏れの関係は得られなかった。
３ ファインフィル（FF）フィルタ
FFフィルタは帆布フィルタの３倍の価格であるが、初期捕集性能は高く、通過率は始めから１％以下であった。
ELPIで測定した結果からはFFフィルタもサブミクロン粒子（１μｍ以下の粒子）を十分に捕集しないこと（10％ほどの通過率）がわかった。
速度圧と圧力損失の関係からは粉じん堆積による圧力損失上昇とフィルタ接続部の漏れの関係は帆布フィルタと同じく得られなかった。
粉じん計（LD-5）にPM2.5用サイクロンを取り付けた測定装置は、測定対象の粉じんの大きさを規定できること、除じん装置入口側の高濃度の粉じんが流入しても粉じん計を守ることができる利点が確認された。既存のISOなどの除じん性能測定方法は入口側粉じん濃度を分散装置の粉体供給量を吸引空気量で割ったものとしており、本研究のように入口・出口ともに同じ粉じん計を使用して測定していない。
非等速サンプリングについてサンプリング管の内径を４ｍｍ（吸引風速2.25 m/s）と８ｍｍ（吸引風速0.56 m/s）を比較して10 m/sほどのダクト内風速では通過率測定に影響がないことを確認した。
除じん装置入口の風速は、ベルマウス型の吸引口を用いることで測定が可能であった。
２ 帆布フィルタ
安価な帆布フィルタは初期の通過率が10％以上あり、使用とともに通過率は減少する。
帆布フィルタは圧力損失が始めの1.3倍ほど上昇したところで１％以下になるが、石灰の粉じんはフィルタ表面にうっすらと堆積している程度である。
粒子径別の濃度測定装置であるELPIで測定した結果からは帆布フィルタはサブミクロン粒子（１μｍ以下の粒子）を十分に捕集しないこと（20％ほどの通過率）がわかった。
速度圧（ダクト内速度の２乗）と圧力損失の関係からは粉じん堆積による圧力損失上昇とフィルタ接続部の漏れの関係は得られなかった。
３ ファインフィル（FF）フィルタ
FFフィルタは帆布フィルタの３倍の価格であるが、初期捕集性能は高く、通過率は始めから１％以下であった。
ELPIで測定した結果からはFFフィルタもサブミクロン粒子（１μｍ以下の粒子）を十分に捕集しないこと（10％ほどの通過率）がわかった。
速度圧と圧力損失の関係からは粉じん堆積による圧力損失上昇とフィルタ接続部の漏れの関係は帆布フィルタと同じく得られなかった。
結論
１）通常の帆布フィルタでは初期に10％程度は漏れがあり、作業環境での使用を考えると除じん装置から作業場内への排気は適当でない。
２）ここで使用したFFフィルタのような初期の捕集性能のあるバグフィルタであれば、室内排気は可能で、フィルタ素材についてなんらかの性能保証が必要である。
３）除じん装置の通過率は粉じんの導入とともに低下し、ろ布上に粉じん層（ケーキ層）の形成を待たなくても１％以下になるので、捕集性能の測定（試験粉じん低濃度）と粉じん払落し性能の測定（試験粉じん高濃度）は分離してよいと考える。
４）新しいゴムパッキンの場合は多少の取り付け不具合も吸収するが、ゴムの経年劣化があると漏れが懸念される。
５）バグフィルタの捕集性能が変動することは避けられないので、小型除じん装置の排気口にエアフィルタを取り付けて両者の組み合わせで性能保証（通過率１％以下）することが検討されるべきである。
２）ここで使用したFFフィルタのような初期の捕集性能のあるバグフィルタであれば、室内排気は可能で、フィルタ素材についてなんらかの性能保証が必要である。
３）除じん装置の通過率は粉じんの導入とともに低下し、ろ布上に粉じん層（ケーキ層）の形成を待たなくても１％以下になるので、捕集性能の測定（試験粉じん低濃度）と粉じん払落し性能の測定（試験粉じん高濃度）は分離してよいと考える。
４）新しいゴムパッキンの場合は多少の取り付け不具合も吸収するが、ゴムの経年劣化があると漏れが懸念される。
５）バグフィルタの捕集性能が変動することは避けられないので、小型除じん装置の排気口にエアフィルタを取り付けて両者の組み合わせで性能保証（通過率１％以下）することが検討されるべきである。
公開日・更新日
公開日
2018-05-24
更新日
-