JP2016180295A - 爆風圧低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば漏洩ガスの排出機能などを確保するため、ある程度の開口面積を確保した換気口などの連通路を通じ、爆発事故などで外部に伝播する圧力波を低減可能な爆風圧低減構造を提供する。
【解決手段】内部空間１と外部４を連通させる連通路３に、連通路３の内面から内側に突出するとともに周方向に繋がる環状の抵抗板５を設けて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばガス爆発などが発生した際に換気ダクト等を通じて外部に伝播する爆風圧を低減するための構造に関する。

地下室などの壁で囲まれた内部空間（閉鎖空間、半閉鎖空間）１でガス漏洩などによる爆発事故が発生した場合には内部空間１内に強い圧力波（衝撃波）が発生する（図５参照）。また、この圧力波は壁面や天井面、床面等で何度も反射を繰り返し、この圧力波の多重反射によって施設内の機器類などにも甚大な被害をもたらすことがある。

このため、例えば水素等の可燃性ガスの製造・貯蔵施設等においては、閉鎖空間の壁面や天井面、床面等に圧力波を吸収する吸収板を設置するなどして爆風圧を低減させる対策が提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４１５４１号公報

一方、図５に示すように、地下室などの壁で囲まれた内部空間１でガス漏洩などによる爆発事故が発生した場合には、内部空間１内で発生した強い圧力波が換気口２などの連通路（開口部）３を通じて外部空間４に伝播する。このとき、換気口２近傍に人家や構造物などがある場合には、その強い圧力波の影響によりガラスやサッシに損傷が生じたり、さらには人的被害をもたらすおそれがある。

このため、換気口２などの連通路３から放出される圧力波をできるだけ低減することが求められている。
しかしながら、換気口２は一般に漏洩ガスの排出機能を有しているため、ある程度の開口面積を確保する必要があり、現状ではこの機能と両立させて換気口２から放出される圧力波を低減させることが可能な手段がない。

上記事情に鑑み、本発明は、例えば漏洩ガスの排出機能などを確保するため、ある程度の開口面積を確保した換気口などの連通路を通じ、爆発事故などで外部に伝播する圧力波を低減可能な爆風圧低減構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の爆風圧低減構造は、内部空間と外部を連通させる連通路に、該連通路の内面から内側に突出するとともに周方向に繋がる環状の抵抗板を設けて構成されていることを特徴とする。

また、本発明の爆風圧低減構造においては、前記連通路の前記抵抗板の外部側に、外気を内部に導入するための開口部が設けられていることが望ましい。

本発明の爆風圧低減構造においては、内部空間で爆発が発生した際に、換気口などの連通路を通じて外部に伝播する爆風圧を抵抗板によって吸収・減衰させて低減させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る爆風圧低減構造を示す図である。 抵抗板の枚数を変化させた場合の爆風圧の低減効果を示す図である。 抵抗板の間隔を変化させた場合の爆風圧の低減効果を示す図である。 本発明の一実施形態に係る爆風圧低減構造の変更例を示す図であり、抵抗板とともに開口部を備えて構成した爆風圧低減構造を示す図である。 内部空間（閉鎖空間、半閉鎖空間）で爆発が発生し圧力波が換気口などから外部に放出される状況の一例を示す図である。

以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る爆風圧低減構造について説明する。

本実施形態の爆風圧低減構造Ａは、図５に示すように、例えば水素製造・貯蔵施設の換気口２などの内部空間１と外部４を連通させる連通路３に具備され、内部空間１内で爆発事後が発生した際にこの連通路３を通じて伝播する強い圧力波（衝撃波／爆風圧）を低減させるための構造である。

具体的に、本実施形態の爆風圧低減構造Ａは、図１に示すように、ダクトなどの連通路３の内面から径方向内側に突出するとともに周方向に繋がる環状の抵抗板５を備えて構成されている。また、本実施形態では、この抵抗板５が連通路３の延設方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。

そして、このように構成した本実施形態の爆風圧低減構造Ａを備えることによって、内部空間１で爆発が発生した際には、連通路３を通じて外部４に伝播される圧力波が、抵抗板５による反射・回折現象によって低減する。

ここで、外径ｄが２５０ｍｍ、長さＬが１５００ｍｍ、厚さが１０ｍｍのアルミ合金製の管路（３）に抵抗板５を設置し、この抵抗板５の枚数、間隔を変化させた場合の爆風圧の低減効果をシミュレーションによって確認した。

この結果を図２及び図３に示す。
これらの図に示すように、抵抗板５の枚数を増やすと爆風圧が低減し、また、間隔を大きくするとより効果的であることが確認された。

したがって、本実施形態の爆風圧低減構造Ａにおいては、閉鎖空間あるいは半閉鎖空間の内部空間１で爆発が発生した際に、換気口２などの連通路３を通じて外部４に伝播する爆風圧を抵抗板５によって吸収・減衰させて低減させることが可能になる。

また、この抵抗板５を換気口２に設けた場合には、換気能力を保持しつつ爆風圧の低減を図ることが可能になる。

以上、本発明に係る爆風圧低減構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、抵抗板５に凹凸部（切欠きなど）や貫通孔などを設け、爆風圧の低減効果を高めるようにしてもよい。

また、図４に示すように、抵抗板５を設けるとともに、換気口２などの連通路３の抵抗板５の外部側に、外気を内部に導入するための開口部６を設けて爆風圧低減構造Ａを構成してもよい。

この場合には、連通路３内の流れによる誘引効果によって、開口部６を通じて外部からきれいな空気（外気）を連通路３内に取り込むことができ、連通路３を通じて排気するガスＧの濃度を低減させることが可能になる。

ここで、図４は換気口２（連通路３）と外部空間を模擬して実施したガス拡散解析の結果を示しており、ガスＧの濃度の等値面図（コンター図）を示している。この図の通り、換気口２の側面に設けられた開口部６から外気が誘引されることで、換気口２の内部のガス濃度が低下することが確認されている。

よって、このように抵抗板５に加え、開口部６を設けることにより、例えば、地下室などの壁で囲まれた内部空間（半閉鎖空間など）１で発生した爆発事故の際に換気口２から放出される圧力波を低減させることが可能になるとともに、内部空間１でガス漏洩事故などが発生した際に換気口２から排出されるガス濃度を低減させることが可能になる。

１ 内部空間
２ 換気口
３ 連通路
４ 外部
５ 抵抗板
６ 開口部
Ａ 爆風圧低減構造

Claims (2)

1. 内部空間と外部を連通させる連通路に、該連通路の内面から内側に突出するとともに周方向に繋がる環状の抵抗板を設けて構成されていることを特徴とする爆風圧低減構造。
2. 請求項１記載の爆風圧低減構造において、
   前記連通路の前記抵抗板の外部側に、外気を内部に導入するための開口部が設けられていることを特徴とする爆風圧低減構造。

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