【第4回】ガス・蒸気・ミスト・粉じんの違いとは？局所排気の設計で注意すべき点

有機溶剤を使う作業、粉体原料を投入する作業、薬液を噴霧する作業などでは、有害物質が空気中に発散することがあります。

これらの作業に局所排気装置を設置するとき、ガス・蒸気・ミスト・粉じんの違いを理解しているでしょうか。

例えば、同じ液体を使用する作業でも、開放した容器から蒸発する場合と、ノズルから細かい液滴を噴霧する場合では、発生する有害物質の状態が異なります。

また、粉体を取り扱う場合には、粉じんをフードに吸い込めたとしても、ダクトの内部に堆積してしまう可能性があります。

局所排気装置の設計では、有害物質をどのように捕らえるかだけでなく、捕らえた後にどのように運び、処理するかまで考える必要があります。

この記事では、ガス・蒸気・ミスト・粉じんの基本的な違いを説明したうえで、フードの配置、ダクト内風速、空気清浄装置の選定にどのような影響があるのかを解説します。

初めて局所排気装置を学ぶ人にも理解できるように、身近なたとえや具体例を交えながら、経験者が実務で注意したい点まで整理します。

ガス・蒸気・ミスト・粉じんは何が違うのか？

最初に理解しておきたいのは、空気中に存在する有害物質が、気体の状態なのか、固体や液体の小さな粒子なのかという違いです。

大きく分けると、次のように整理できます。

種類	空気中での状態	発生する場面の例	主な特徴
ガス	気体	化学反応、燃焼、ガスの漏えい	気体として空気中を移動する
蒸気	気体	有機溶剤の蒸発、加熱した液体からの蒸発	液体や固体から気体になったもの
ミスト	液体の微小な液滴	噴霧、めっき槽、切削液の飛散	液滴として空気中に浮遊する
粉じん	固体の微小な粒子	粉体投入、研磨、切断、粉砕	粒径や密度などによって浮遊・沈降する

ここで、特に重要な点があります。

ガスと蒸気はどちらも気体ですが、ミストと粉じんは粒子として存在しています。

空気中に浮遊する微小な固体粒子や液滴は、まとめて「エアロゾル」と呼ばれます。

つまり、ミストと粉じんは、どちらもエアロゾルの一種です。

ただし、エアロゾルにはさまざまな粒径があり、すべてが同じ動きをするわけではありません。

1. ガスとは？気体として発生する有害物質

ガスとは、ここでは常温・常圧で気体として存在する物質を中心に考えます。

例えば、塩素やアンモニア、一酸化炭素などが代表的です。

これらは空気中に放出されると、周囲の空気との混合や気流によって移動します。

ガスはどのように広がるのか？

ガスは、分子の拡散によって周囲へ広がるほか、換気や送風、熱による気流などによって運ばれます。

工場のような実際の作業場では、室内の気流やガスの放出条件が、その広がり方に大きく影響します。

例えば、ガス配管の継手から漏えいした場合、漏えい時の圧力や噴出方向によって、ガスが勢いよく放出されることがあります。

一方、低い圧力でゆっくり漏れ出した場合には、周囲の気流や温度差などによって分布が変わります。

したがって、ガスの種類だけでなく、どこから、どの方向に、どのような勢いで放出されるかを確認する必要があります。

ガスは空気より重いと床にたまるのか？

これは換気設計で誤解されやすい点です。

空気より密度が大きいガスは、条件によって低い場所に滞留する可能性があります。

しかし、空気より重いという理由だけで、必ず床面付近にたまるとは限りません。

実際には、次のような要因が関係します。

• 放出されるガスの濃度
• ガスと周囲の空気の密度差
• 放出時の圧力や速度
• ガスと周囲の温度差
• 室内の給気・排気の位置
• 設備や建物による気流の乱れ

例えば、空気より重いガスであっても、高速で上方へ放出されたり、熱い気流に乗ったりすれば、直ちに床面へ向かうとは限りません。

また、ガスが空気と十分に混ざれば、混合気体全体の密度差は小さくなる場合があります。

そのため、ガスの密度だけを根拠にフードの位置を決めることは適切ではありません。

ガスを対象とした換気設計の注意点

ガスを捕捉するためには、放出条件に適した吸引位置と気流を検討します。

例えば、反応設備から定常的にガスが発生する場合には、発散源の密閉化や、発散源に近接した排気設備などを検討します。

一方、予期しない大量漏えいへの対策では、通常の局所排気装置だけでなく、漏えい検知、供給遮断、緊急時の対応設備などが必要になる場合があります。

また、ガスの腐食性や可燃性によっては、ダクトの材質、排風機の仕様、電気機器などについても個別の検討が必要です。

2. 蒸気とは？液体や固体から発生した気体

蒸気とは、液体や固体の物質が気体になった状態を指します。

労働衛生の分野では、常温で液体として取り扱うことが多い有機溶剤などが蒸発して生じる気体を「蒸気」と呼びます。

例えば、開放した洗浄槽から発生する有機溶剤蒸気が代表的です。

蒸気とミストは同じものではない

水を例に考えてみましょう。

水が蒸発すると、気体である水蒸気になります。

この水蒸気そのものは目で見ることができません。

一方、湯気として白く見える部分には、水蒸気が冷えて凝縮した微小な水滴が含まれています。

このような微小な液滴は、気体の水蒸気とは異なります。

有機溶剤でも同様に、気体として存在する蒸気と、液体の微小な液滴として存在するミストを区別する必要があります。

蒸気の発生量には何が影響するのか？

液体からの蒸気発生には、次のような条件が関係します。

• 液体の蒸気圧
  蒸気圧とは：液体（または固体）から蒸発する量と蒸気が戻る量がつり合ったときに、蒸気が示す圧力
• 液体の温度
• 液面の面積
• 液面付近の空気の流れ
• 周囲の蒸気濃度
• 液体の組成

蒸気圧とは、ふたをした容器の中で、液体から出て空気中に広がった蒸気が押す力のようなことです。

一般に、同じ物質であれば、温度が高くなるほど蒸気圧は高くなります。

したがって、有機溶剤を加熱して使用する場合には、常温で使用するときよりも蒸気の発散量が大きくなる可能性があります。

ただし、実際の蒸発速度は、蒸気圧だけで決まるものではありません。

液面積や気流、周囲の濃度なども関係するため、換気設計では実際の作業条件を考慮する必要があります。

蒸気を対象としたフードの配置

例えば、有機溶剤を入れた小型の洗浄槽を考えます。

洗浄槽の上方にフードを設置しても、作業者の顔が蒸気の流れる経路に入っていると、作業者がばく露する可能性があります。

そのため、単にフードを槽の近くに設けるのではなく、作業者の立ち位置や液面からの気流を確認する必要があります。

槽の構造や作業方法によっては、側方吸引なども検討対象になります。

ただし、側方吸引がすべての洗浄槽で適切というわけではありません。槽の幅、発散量、作業者の位置、外乱気流などを踏まえて判断します。

3. ミストとは？液体が細かい液滴となって空気中に浮遊するもの

ミストは、液体が微小な液滴となり、空気中に浮遊している状態です。

液体を噴霧したり、強く攪拌したり、気泡が液面で破裂したりすることで発生する場合があります。

例えば、次のような作業です。

• 塗料のスプレー作業
• 金属加工での切削液の使用
• めっき槽における液滴の発生
• 薬液の噴霧作業

ミストは蒸気と何が違うのか？

ミストは、気体になった物質ではなく、液体の小さな粒です。

そのため、粒径、液滴の密度、噴霧方向、噴霧速度などによって動き方が変わります。

大きい液滴は慣性や重力の影響を受けやすく、小さい液滴は周囲の空気の流れに乗って移動しやすくなります。

ここでいう慣性とは、動いている物体が、そのままの方向へ動き続けようとする性質です。

例えば、スプレーガンから勢いよく噴霧された液滴は、発生直後には噴霧方向へ運動しています。

フードが近くにあっても、液滴の運動方向や速度によっては、吸引気流だけで十分に捕らえられない場合があります。

そのため、ミストを発生する作業では、発散源を囲う、飛散方向に適したフードを設けるなど、液滴の発生・飛散状況に合わせた対策が重要です。

ミストでは液滴の付着にも注意する

ミストを吸引すると、液滴がダクト内部に付着する場合があります。

付着した液滴が集まると、ダクトの低い部分に液体がたまることもあります。

また、液体に腐食性があれば、ダクトや機器の材料選定も重要になります。

このため、ミストを扱う設備では、必要に応じて次の点を検討します。

• 液滴の付着や堆積
• ダクトの勾配
• ドレンの排出方法
• ダクトや機器の耐食性
• ミスト除去装置の選定
• 清掃・点検のしやすさ

ミストを除去する設備としては、液滴の性質や粒径分布に応じて、ミストセパレーター、デミスター、適切なフィルター方式などが検討されます。

ただし、液滴の捕集方式は、対象物質と使用条件によって選定する必要があります。

液体を使用する工程では蒸気とミストが同時に発生することがある

例えば、有機溶剤を含む塗料をスプレーする作業では、塗料の液滴が発生すると同時に、有機溶剤が蒸発する場合があります。

この場合、ミストを除去する装置だけでは、有機溶剤蒸気を十分に除去できない可能性があります。

液滴と気体を同じ方法で必ず除去できるわけではないことに注意が必要です。

4. 粉じんとは？固体が細かい粒子となって浮遊するもの

粉じんは、固体が細かい粒子となり、空気中に浮遊しているものです。

例えば、次のような作業で発生します。

• 粉体原料の投入
• 粉砕・破砕作業
• 研磨・研削作業
• 切断・加工作業
• 粉体の移送や充填

粉じんの特徴は、粒径、密度、形状、凝集性などによって、空気中での動き方や堆積のしやすさが変わることです。

粉じんは粒径によって動き方が違う

一般に、大きい粒子は重力によって沈降しやすく、小さい粒子は空気中に長く浮遊しやすくなります。

例えば、粉体原料を袋から投入したとき、大きい粒子は比較的早く落下することがあります。

一方、非常に細かい粒子は周囲の気流に乗って広がり、作業終了後もしばらく空気中に残る場合があります。

ただし、粒径だけで挙動が決まるわけではありません。

粒子の密度、形状、凝集状態、湿り具合、周囲の気流なども関係します。

目に見えない粉じんにも注意が必要

粉じんが目に見えなくなったからといって、空気中に粉じんが存在しないとは限りません。

非常に細かい粉じんは、目で確認しにくい場合があります。

また、粉じんの健康影響は、粒子の大きさだけでなく、含まれる化学成分や物質の有害性にも左右されます。

したがって、換気設計では「粉じんが見えなくなった」という目視確認だけで性能を判断することは適切ではありません。

粉じんとヒュームの違い

ここで、粉じんと一緒に覚えておきたい用語があります。

それが「ヒューム」です。

ヒュームは、例えば高温で金属が蒸発した後に冷却・凝縮し、微小な固体粒子として生成される場合があります。

溶接ヒュームが代表的な例です。

通常の機械的な破砕・研磨で生じる粉じんとは、主な生成過程が異なります。

ただし、どちらも空気中の固体粒子として存在する点では共通しています。

また、溶接などの作業では、粒子状物質だけでなくガス状の有害物質が発生することもあります。

そのため、設備の設計では「溶接ヒューム」という名称だけでなく、発生する物質の種類や状態を確認する必要があります。

5. ガス・蒸気・ミスト・粉じんの違いはフード設計にどう影響するのか？

ここからが、局所排気装置の設計で重要になる部分です。

フードは有害物質を捕らえるための入口ですが、吸い込もうとする物質の発散状態によって、適切な形状や配置が変わります。

まず、次の関係を確認します。

発散源の形状・位置・発散方向・発散速度 → フードの形状・設置位置・吸引方向の検討

この考え方は、ガス・蒸気・ミスト・粉じんに共通します。

ただし、設計上の注意点は異なります。

対象	フード設計で特に確認すること
ガス	漏えい・発散方向、圧力、温度、周囲の気流
蒸気	液面積、温度、蒸発状況、作業者の位置
ミスト	液滴の発生方向、噴霧速度、粒径、飛散範囲
粉じん	発じん位置、飛散方向、発生時の勢い、囲い込みの可能性

例えば、粉体原料を容器へ投入する作業では、原料の落下時に発生する粉じんを囲いの内部にとどめられるような構造を検討します。

一方、グラインダーによる研削作業では、研削方向へ飛散する粒子の運動も考慮する必要があります。

また、熱によって上昇する気流を利用できる場合には、その流れを受ける位置にフードを配置する方法も考えられます。

ただし、熱上昇気流を利用する場合でも、作業者の呼吸域を汚染気流が通らないようにすることが重要です。

囲い式フードが有利な理由

局所排気装置の設計では、可能な範囲で発散源を囲うことが有利な場合があります。

囲い式フードは、周囲からの外乱気流の影響を受けにくく、有害物質が外へ漏れ出すことを抑えやすいためです。

また、外付け式フードでは、発散源と関係のない周囲の空気まで吸引することがあります。

発散源を囲うことで、必要な捕捉効果を比較的少ない排風量で得られる場合があります。

ただし、囲いを設けることで原料投入や点検、清掃が難しくなる場合もあります。

そのため、実際の作業方法を確認しながらフード形状を決める必要があります。

6. ガス・蒸気と粉じんではダクト設計の考え方が違う

フードで有害物質を吸引できても、ダクト内で適切に搬送できなければ、局所排気装置全体として問題が生じます。

特に重要になるのが、ダクトの内部を流れる空気の速度です。

ガス・蒸気を搬送する場合

ガスや蒸気がダクト内部で気体のまま流れる場合、粉じんのような固体粒子の沈降・堆積を防ぐための搬送速度を考える必要は、通常ありません。

このため、ダクト径の検討では、圧力損失を抑えて省エネルギーにつなげることが重要になります。

一般に、同じ風量であれば、ダクトの断面積を大きくすることで平均風速を下げられます。

ただし、ダクトを大きくすると設置スペースや材料費が増えるため、設備全体の条件を踏まえる必要があります。

また、ガスや蒸気でも、温度低下による凝縮、腐食、可燃性などの問題がある場合には、それらを考慮した設計が必要です。

粉じんを搬送する場合

粉じんを吸引する場合には、ダクト内で粉じんが堆積しないようにする必要があります。

特に、粒径の大きい粉じんや密度の高い粉じん、付着しやすい粉じんを搬送するときには、必要なダクト内風速を検討しなければなりません。

ダクト内風速が不十分な場合、粉じんが沈降・堆積し、ダクトの有効断面積が小さくなる可能性があります。

その結果、通気抵抗が増加し、局所排気装置の排風量が低下することも考えられます。

一方、風速を大きくしすぎると、圧力損失や消費電力が増えます。

硬い粉じんを高速で搬送する場合には、ダクトの摩耗が問題になることもあります。

つまり、粉じんのダクト設計では、堆積を防ぐことと、圧力損失・摩耗を抑えることの両方を考える必要があります。

ミストを搬送する場合

ミストの場合には、微小な液滴が気流に乗って運ばれます。

ただし、液滴がダクトの内壁に衝突して付着したり、液滴同士が合体して大きくなったりする場合があります。

そのため、ミストでは、ダクト内風速だけでなく、液滴の付着、液だまり、腐食、清掃方法なども考慮する必要があります。

7. 計算例｜同じ排風量でもダクト径によって風速が変わる

ここでは、ダクト径と内部風速の関係を計算してみます。

ダクト内の平均風速は、次の式で求められます。

V = Q ÷ A

• V：ダクト内平均風速（m/s）
• Q：排風量（m³/s）
• A：ダクト断面積（m²）

円形ダクトの場合、断面積は次の式で求めます。

A = πD² ÷ 4

Dはダクトの内径（m）です。

条件① 内径200 mmのダクト

排風量を12 m³/minと仮定します。

秒単位に換算すると、

Q = 12 ÷ 60 = 0.20 m³/s

内径200 mmは0.20 mです。

断面積は、

A = π × 0.20² ÷ 4

A ≒ 0.0314 m²

したがって、平均風速は、

V = 0.20 ÷ 0.0314

V ≒ 6.37 m/s

となります。

条件② 内径150 mmのダクト

次に、排風量は変えず、内径を150 mmに小さくした場合を考えます。

D = 0.15 m

A = π × 0.15² ÷ 4

A ≒ 0.0177 m²

したがって、

V = 0.20 ÷ 0.0177

V ≒ 11.3 m/s

となります。

比較すると、次のようになります。

ダクト内径	排風量	断面積	平均風速
200 mm	12 m³/min	約0.0314 m²	約6.37 m/s
150 mm	12 m³/min	約0.0177 m²	約11.3 m/s

このように、同じ排風量であれば、ダクトを細くすると内部風速が大きくなります。

しかし、風速が大きくなったからといって、必ずしも適切な設計になるわけではありません。

例えば、ガス・蒸気を搬送する場合には、風速の増加によって圧力損失が増えるため、必ずしも細いダクトが有利とはいえません。

一方、粉じんの場合には、ダクト内で粉じんが堆積しないことも考慮する必要があります。

ただし、今回計算した6.37 m/sや11.3 m/sが、特定の粉じんに対して適切な搬送速度であることを示すものではありません。

実際には、粒径、密度、粉じん濃度、ダクトの配置、曲がり、対象設備の仕様などから判断する必要があります。

また、この計算は排風量を一定と仮定した比較です。

実際にダクト径を変更すると圧力損失が変わり、排風機の運転点や排風量も変化する可能性があります。

8. フードの捕捉風速とダクト内の搬送速度を混同しない

経験者でも注意したいのが、風速の意味の違いです。

局所排気装置では、さまざまな場所で風速を扱います。

例えば、外付け式フードであれば、発散源付近で有害物質を捕らえるための気流が重要になります。

一方、ダクト内部では、吸引した空気や粉じんを搬送するための風速が重要になります。

両者は測定する場所も、求められる役割も異なります。

項目	主な目的	確認場所
捕捉に必要な気流の速度	有害物質を発散源からフードへ導く	発散源付近など
フード開口面風速	フードに流入する気流の状態を把握する	フードの開口面
ダクト内風速	空気や粉じんなどを搬送する	ダクト内部

また、「制御風速」は、関係法令で定められる場合がある性能基準の用語です。

法令上の制御風速の測定位置や要求値は、適用される法令やフード形式などによって異なります。

このため、一般的な捕捉風速と法令上の制御風速を、すべて同じ意味で扱うことは適切ではありません。

例えば、ダクト内風速が大きくても、フードから離れた発散源に十分な捕捉気流が形成されていなければ、有害物質を捕らえられない場合があります。

逆に、フード付近で有害物質を捕らえられても、粉じんがダクト内に堆積するようでは、設備の性能を継続的に維持できません。

局所排気装置では、この二つを分けて考えることが重要です。

9. 対象物質によって空気清浄装置の選び方も変わる

有害物質をフードで捕らえてダクトで運んだ後には、必要に応じて空気清浄装置などで処理します。

ただし、空気清浄装置にはさまざまな方式があり、対象物質によって適切な方法は異なります。

対象	検討される処理方式の例	注意点
ガス	吸収、吸着など	溶解性、反応性、濃度、処理能力
蒸気	吸着、凝縮、吸収など	蒸気の種類、温度、濃度、可燃性
ミスト	デミスター、ミストセパレーター、ろ過など	液滴径、付着、目詰まり、ドレン
粉じん	ろ過式、サイクロン式など	粒径分布、粉じん負荷、堆積、爆発危険性

※これは処理方式の例示であり、すべての物質に適用できることを示すものではありません。

例えば、粉じんを捕集するためのフィルターに、有機溶剤蒸気の除去も期待することは通常適切ではありません。

また、ミストを除去する場合にも、液滴の大きさによって必要な除去方式が異なります。

さらに、粉じんには可燃性のものもあります。

可燃性粉じんを集じんする場合には、粉じん爆発や火災、静電気、着火源などに対する対策も重要になります。

そのため、空気清浄装置の選定は、単に捕集効率だけでなく、取り扱う物質の危険性・有害性や装置の運転条件も踏まえて行う必要があります。

10. 実務例｜塗装作業で蒸気とミストが同時に発生する場合

ここでは、有機溶剤を含む塗料をスプレー塗装する作業を想定します。

スプレー塗装では、塗料が細かい液滴となって飛散するとともに、有機溶剤が蒸発することがあります。

つまり、同じ作業でミストと蒸気の両方が発生する可能性があります。

この作業について局所排気装置を検討する場合には、次の点を確認します。

発散源と発散方向を確認する

スプレーガンから発生する液滴は、噴霧方向へ運動しています。

したがって、フードの位置だけでなく、噴霧方向、塗装対象物の形状、塗装時の作業者の位置を確認する必要があります。

フードの形式を検討する

作業条件によっては、塗装ブースなどで作業区域を囲い、汚染空気を作業者から離れる方向へ排出する方法が考えられます。

ただし、ブースの形式や作業者の位置によって必要な気流条件は異なるため、個別に検討する必要があります。

空気清浄装置を検討する

塗料ミストと有機溶剤蒸気では、適した除去方式が異なります。

そのため、ミストを除去する設備のほかに、有機溶剤蒸気の処理が必要かどうかを、排出条件や適用法令を踏まえて確認します。

可燃性への対策を確認する

有機溶剤を含む塗料では、引火・爆発のリスクについても確認する必要があります。

換気設備を設置しているだけで、火災・爆発のリスクがなくなるわけではありません。

電気機器、静電気、着火源、換気設備の運転状態などについて、対象物質や工程に応じた対策を検討します。

このように、同じ作業であっても、発生する物質の状態が複数ある場合には、それぞれの性質を考慮した設備設計が必要になります。

※この事例は技術的な検討手順を示すための架空事例です。

11. 経験者が見落としやすい5つの注意点

注意点① 物質名だけで空気中の状態を判断しない

例えば、有機溶剤を使用しているからといって、すべて蒸気だけが発生するとは限りません。

噴霧作業ではミストも発生する可能性があります。

また、液滴が蒸発すると、ミストと蒸気の存在割合が変化する場合もあります。

対象物質のSDSだけでなく、実際の作業方法を確認することが重要です。

注意点② 空気より重いガスだからといって吸引位置を一律に決めない

ガスや蒸気の分布は、密度差だけでなく、放出方向、温度差、周囲の気流などによって変わります。

したがって、密度だけでフードを床面近くに設置すればよいとは限りません。

注意点③ 粉じんの堆積を防ぐためにダクト内風速だけを高くしない

ダクト内風速を高くすると、圧力損失や摩耗が増加する場合があります。

粉じんの性質によっては、粗い粒子を上流側で分離する方法なども検討対象になります。

ただし、分離した粉じんの回収方法や、設備の清掃・保守方法も含めて設計する必要があります。

注意点④ 捕集性能と排気処理性能を区別する

フードで有害物質を十分に捕らえていても、空気清浄装置で適切に除去できているとは限りません。

また、空気清浄装置の性能が十分でも、フードが有害物質を捕らえていなければ、作業者のばく露を減らせません。

局所排気装置は、発散源から排気口までを一つの系統として考える必要があります。

注意点⑤ 通常作業だけでなく非定常作業も確認する

設備の清掃、点検、原料補給、製品の取り出しなどでは、通常作業とは異なる状態で有害物質が発散する場合があります。

例えば、粉じんを扱う密閉設備でも、点検扉を開けるときに内部の粉じんが流出する可能性があります。

そのため、通常運転中の換気性能だけでなく、非定常作業時のばく露リスクも検討することが重要です。

12. 現場で換気設計を始める前の確認事項

ガス・蒸気・ミスト・粉じんの違いを踏まえ、局所排気装置の設計に入る前には、次の事項を確認するとよいでしょう。

確認項目	確認する内容
対象物質	名称、組成、危険性・有害性
空気中の状態	ガス、蒸気、ミスト、粉じん、混在の有無
発散方法	蒸発、噴霧、粉砕、投入、漏えいなど
発散条件	温度、圧力、発散量、発散速度
発散源	大きさ、位置、数、開放状態
作業者の位置	呼吸域と発散源、フードの位置関係
フード	形式、吸引方向、開口面積
ダクト	風量、内部風速、堆積・付着・腐食・摩耗
空気清浄装置	除去対象、処理方式、圧力損失、保守
その他の危険性	可燃性、爆発性、反応性など
法令	対象物質・作業に適用される要求事項
性能確認	設計条件、測定項目、実作業での効果

この表は実務上の基本的な確認事項を整理したものであり、すべての設備についての法定チェックリストではありません。

実際の設計では、取り扱う物質と作業条件に応じて必要な項目を追加します。

13. 法令上の要求事項は何を基準に判断するのか？

局所排気装置に関する法令上の要求事項は、ガス・蒸気・ミスト・粉じんという分類だけで決まるものではありません。

例えば、有機溶剤中毒予防規則、特定化学物質障害予防規則、粉じん障害防止規則などでは、対象物質や作業内容に応じて必要な設備・措置が定められています。

そのため、同じ粉じん状の物質を扱う作業でも、物質の種類や作業方法によって適用される規則が異なる場合があります。

また、労働安全衛生規則第577条の2では、リスクアセスメント対象物へのばく露の程度を最小限度とすることなどが求められています。

濃度基準値が設定されている物質については、所定の屋内作業場で濃度基準値以下とする義務も確認する必要があります。

ここで重要なのは、法令上の設備要求と、実際のばく露を十分に低減するための技術的な設計条件を分けて確認することです。

例えば、ダクト内に粉じんを堆積させないための搬送速度の検討は、設備の機能を維持するための重要な設計事項です。

しかし、技術資料に記載された搬送速度の目安を、すべての事業場に一律に適用される法定基準として扱うことは適切ではありません。

設計では、適用される法令の内容と、必要な技術的条件をそれぞれ確認する必要があります。

よくある質問

Q1. ガスと蒸気は同じものですか？

どちらも気体ですが、一般に、常温で気体として存在する物質と、液体や固体から気体になった物質を区別して呼ぶことがあります。

ただし、換気設計では名称だけでなく、発散方法、温度、濃度、危険性・有害性を確認することが重要です。

Q2. ミストと蒸気は同じフィルターで除去できますか？

必ずしも除去できません。

ミストは液滴であり、蒸気は気体です。対象物質に応じて、それぞれ適した処理方式を検討する必要があります。

Q3. 粉じんは目に見えなくなれば安全ですか？

目に見えなくても、微小な粉じんが空気中に存在する場合があります。

粉じんの有害性とばく露状況に応じた確認が必要です。

Q4. ダクト内風速を高くすれば粉じんは堆積しませんか？

十分な搬送速度を確保することは重要ですが、風速だけで堆積しないことを保証することはできません。

粒子の性質、ダクト形状、曲がり、合流部、湿度などの条件も考慮する必要があります。

Q5. ガスや蒸気を吸引する場合には、ダクト内風速は低い方がよいのですか？

圧力損失を抑えるうえでは、低い風速が有利な場合があります。

ただし、必要な風量、ダクトの配置、凝縮や腐食の有無、設備費などを考慮して決定する必要があります。

Q6. 粉じん用とガス用の局所排気装置では、排風機も違いますか？

必要な風量と静圧に加えて、粉じんによる摩耗、ガスによる腐食、可燃性などの条件を考慮する必要があります。

特に、粉じんや腐食性ガスを扱う場合には、排風機の材質や配置なども含めて検討します。

まとめ｜有害物質の状態を理解してから換気を設計する

ガス・蒸気・ミスト・粉じんは、いずれも作業場の空気中に存在することがありますが、その発生方法や物理的な性質は異なります。

ガスと蒸気は気体として存在し、ミストは液体の微小な液滴、粉じんは固体の微小な粒子として存在します。

これらの違いは、フードの配置、ダクト内風速、空気清浄装置の選定などに影響します。

特に粉じんでは、ダクト内での堆積や摩耗、ミストでは液滴の付着や液だまりなどに注意する必要があります。

また、同じ物質でも、蒸発させるのか、噴霧するのかなど、作業方法によって空気中の状態が変わる場合があります。

局所排気装置を設計するときは、物質名や設備の形式だけで判断せず、実際に何が、どこから、どのように発散し、どのように移動するのかを理解することが重要です。

この考え方が、適切なフードの選定、排風量の計算、ダクト設計、空気清浄装置の選定につながります。

主な参考資料

• 『やさしい作業環境改善技術』第1章「やさしい作業環境改善技術」、第3章「局所排気とは」、第4章「局排フードについての基礎知識」、第10章「ダクトの設計」
• 厚生労働省・職場のあんぜんサイト「局所排気装置」
• 厚生労働省「化学物質対策に関するQ&A（リスクアセスメント関係）」
• 厚生労働省「粉じん障害防止規則」
• 労働安全衛生総合研究所「集じん機及び関連機器における粉じん爆発防止技術指針 TR-No.36」
• 米国NIOSH「Aerosols in the Workplace」
• 米国NIOSH「Best Practices for Dust Control in Metal/Nonmetal Mining – Local Exhaust Ventilation Systems」

※NIOSHの資料は、粒子の性質やダクト搬送について理解を深めるための海外の技術参考資料です。日本国内での法的要求事項を示すものではありません。

※この記事の計算例は換気工学の原理を理解するためのものであり、個別設備の設計値や法令適合を保証するものではありません。