【第6回】局所排気フードの種類と選び方｜囲い式・外付け式・レシーバー式を解説

局所排気装置のフードには、囲い式、外付け式、ブース式、レシーバー式など、さまざまな種類があります。

これらは、何が違うのでしょうか。

例えば、粉体原料を投入する作業では、発散源を囲うフードが使われることがあります。一方、有機溶剤を使用する洗浄作業では、槽の横に吸込み口を設置することがあります。

また、高温の設備から上昇する汚染気流や、グラインダーから飛散する粉じんを受け止めるように設置するフードもあります。

いずれも有害物質を吸引するための設備ですが、発散源とフードの位置関係や、有害物質を取り込む仕組みが異なります。

この違いを理解していないと、必要以上に大きな排風機を選定したり、十分な排風量があるのに有害物質を捕捉できなかったりする可能性があります。

この記事では、局所排気フードの種類を基本から整理し、それぞれの構造、捕捉原理、長所と短所、具体的な作業への適用方法まで解説します。

1. 局所排気フードとは？最初に役割を理解する

局所排気フードとは、有害物質を含む空気を局所排気装置の内部へ取り込むための入口です。

一般的な局所排気装置では、排風機が空気を流すためのエネルギーを与え、フードから吸引した空気をダクトなどを通して屋外へ排出します。

フード自体に空気を吸い込むための動力があるわけではありません。

フードは、排風機によって生じる圧力差を利用し、必要な方向に吸引気流を形成する役割を持っています。

ここで重要なのは、排風機の風量が同じであっても、フードの形状や設置位置によって有害物質の捕捉性能が変わることです。

例えば、作業台のすぐ近くに吸込み口を設置した場合でも、作業者の呼吸域を汚染気流が通過していれば、ばく露を十分に防止できない可能性があります。

反対に、発散源を適切に囲うことができれば、周囲から余分な空気を吸い込む量を減らし、比較的少ない排風量で有害物質を捕らえられる場合があります。

つまり、フードは単なる空気の入口ではなく、局所排気装置の捕捉性能と必要排風量を左右する重要な設備なのです。

2. フードの種類には2つの分類方法がある

局所排気フードを理解する際には、まず分類の考え方を整理する必要があります。

フードには、大きく分けて次の2つの見方があります。

① 発散源とフードの位置関係による分類

こちらは、発散源をどの程度囲っているか、発散源がフードの開口面に対してどこにあるかによる分類です。

• 囲い式フード
• 外付け式フード

ブース式フードは、一般に囲い式フードの一種として整理できます。

② 有害物質を取り込む仕組みによる分類

こちらは、有害物質をどのような気流でフードへ導くかという、機能による分類です。

• 捕捉フード
• レシーバー式フード

捕捉フードは、フードの吸引気流によって、発散源から有害物質を引き込む方式です。

レシーバー式フードは、すでに一定方向へ移動している汚染気流を、フードの開口部で受け止めるように取り込む方式です。

ここで注意したいのは、囲い式・外付け式と、捕捉式・レシーバー式を、完全に同じ分類軸の4種類として扱わないことです。

例えば、発散源の外側に設けるフードでも、有害物質を吸引気流で引き込む捕捉フードと、熱上昇気流などを受けるレシーバー式フードでは、機能が異なります。

なお、日本の法令では、適用する規則によって囲い式、外付け式、レシーバー式などの名称が使われています。実際の法令適合判断では、技術的な分類だけでなく、該当する規則の定義・要求事項を確認する必要があります。

3. 囲い式フードとは？発散源を囲って有害物質の拡散を抑える

囲い式フードは、有害物質の発散源を囲いの内部に置き、必要な開口部から空気を流入させる方式です。

例えば、粉体原料を投入する装置の周囲をカバーで囲い、作業に必要な部分だけを開ける構造が考えられます。

排風機によって囲いの内部から空気を吸引すると、開口部から囲いの内部へ向かう気流が形成されます。

この気流によって、有害物質が囲いの外へ漏れ出すことを抑えます。

囲い式フードが有利な理由

囲い式フードには、主に2つの利点があります。

1つ目は、周囲の気流の影響を受けにくいことです。

外付け式フードの場合、発散源が開放された空間にあるため、扉から入る風や空調設備の吹出し気流などによって捕捉気流が乱される可能性があります。

囲い式フードでは、囲いの側面などが外乱気流を遮るため、発散源付近の気流を比較的安定させやすくなります。

2つ目は、必要な排風量を抑えやすいことです。

外付け式フードでは、発散源の周囲にある空気も広く吸引することがあります。

一方、囲い式フードでは、開口部から流入する空気を有害物質の拡散防止に利用しやすいため、比較的少ない排風量で捕捉効果を得られる場合があります。

ただし、囲い式であれば必ず少ない排風量で十分というわけではありません。

開口部が大きい場合や、内部で強い気流が発生する場合には、それらに対応した排風量が必要になります。

囲い式フードにも複数の構造がある

囲い式フードには、次のような構造があります。

種類	主な構造	使用場面の例
カバー型	発散源をほぼ覆い、開口部を小さくする	粉体移送設備、投入設備
ブース型	発散源の周囲を囲い、通常は一面を作業用に開放する	粉体投入、塗装など
ドラフトチャンバー型	前面開口から手や器具を入れて作業する	化学実験、少量の薬品操作
グローブボックス型	手袋などを介して囲いの内部を操作する	特定の高有害性物質などの取扱い

ただし、密閉されたグローブボックスがすべて局所排気装置に該当するわけではありません。換気系統や設備の構造・機能を確認して区別する必要があります。

ブース式フードは囲い式と何が違う？

ブース式フードは、作業のために比較的大きな開口部を持つ囲い式フードです。

例えば、粉体原料の袋を持ち上げて投入する場合、完全に密閉すると作業が難しくなることがあります。

そこで、側面や上面を囲い、作業者が原料袋を出し入れする前面のみを開放する構造が考えられます。

この方式では、作業性を確保しながら、発散源から粉じんが周囲へ広がることを抑えます。

一方、開口部が大きくなるほど、所定の流入風速を確保するための排風量は増える傾向があります。

そのため、作業性を損なわない範囲で開口部を適切に設定することが重要です。

4. 外付け式フードとは？発散源の外側から吸引する

外付け式フードは、発散源の外側に吸込み口を設置する方式です。

例えば、作業台の横や後方に吸込み口を設け、作業中に発生した有機溶剤蒸気を吸引する方法があります。

囲い式と比較すると、作業空間を広く確保しやすく、既存設備にも設置しやすい場合があります。

しかし、有害物質を周囲の空気と一緒に吸い込むため、フードの位置や排風量に注意が必要です。

外付け式フードでは距離が重要

外付け式フードで特に重要なのが、フード開口面と発散源との距離です。

フードの吸引気流は、一般に開口部から離れるほど急速に弱くなります。

例えば、掃除機の吸込み口を床から少し離すと、床の小さなごみを吸い込みにくくなることがあります。

局所排気フードでも、これと似た現象が起こります。

フードから離れた位置で有害物質を捕らえようとすると、必要な吸引気流を確保するために排風量を増やさなければならない場合があります。

ただし、吸引気流の速度が距離によってどのように低下するかは、フードの形状や周囲の条件によって異なります。

距離が2倍になったときに必要排風量が必ず4倍になる、といった単純な関係をすべてのフードに当てはめることはできません。

外付け式フードにはどのような種類がある？

外付け式フードは、吸引方向や開口部の形によって、さらに分類できます。

種類	特徴	作業例
側方吸引型	発散源の横から吸引する	洗浄槽、めっき槽など
下方吸引型	発散源付近から下向きに吸引する	換気作業台など
上方吸引型	発散源の上方から吸引する	作業条件に適した上方吸引
スロット型	細長い開口部から吸引する	槽の側面など
ルーバ型	複数の開口部を通して吸引する	作業台など
グリッド型	格子状の開口部から吸引する	下方吸引式の作業台など
円形・長方形型	開口部が円形または長方形	可動式フード、一般的な作業台など

ここで、分類の仕方を混同しないように注意してください。

例えば、側方吸引型は吸引方向による分類ですが、スロット型は開口形状による分類です。

したがって、「側方吸引型のスロットフード」のように、複数の特徴を組み合わせて表現できます。

また、スロット型だから必ず捕捉性能が高いというわけではありません。スロット全長にわたる流量分布や圧力損失なども考慮する必要があります。

外付け式フードでは外乱気流が問題になる

例えば、作業台の背面に側方吸引フードがある場合を考えます。

作業台の横から強い風が吹くと、発散した蒸気がフードへ向かわず、横へ流れる可能性があります。

このような場合、排風量を増やす以外にも、外乱気流を減らす方法があります。

具体的には、フードの周囲に適切なフランジを設けたり、発散源の周囲へバッフル板を設置したりする方法です。

フランジは、フード開口部の周囲に設ける縁のような部分です。

バッフル板は、不要な気流の流入を遮るための板です。

これらを適切に用いることで、吸引気流をより有効に利用できる場合があります。

ただし、設置によって作業を妨げたり、新たな危険を生じさせたりしないように検討する必要があります。

5. レシーバー式フードとは？すでに動いている汚染気流を受け止める

レシーバー式フードは、有害物質を含む気流がすでに一定方向へ移動している場合に、その流れを受け止めるように配置するフードです。

英語では、receiving hoodと呼ばれます。

一般的な捕捉フードが、吸引気流によって有害物質をフードへ引き込むのに対し、レシーバー式フードは、発散源から生じている流れや運動方向を利用します。

例① 熱による上昇気流を受ける

例えば、高温設備から熱を伴った汚染気流が上昇する場合を考えます。

このとき、上昇する気流を受ける位置にフードを設置すれば、汚染気流の持つ上向きの流れを利用できる場合があります。

このようなフードの代表例がキャノピー型です。

ただし、熱上昇気流には周囲の空気が巻き込まれるため、上昇するにつれて気流の量や広がりが変化します。

したがって、単に設備の真上にフードを置けばよいというわけではありません。

フード開口部が汚染気流の広がりを適切に受け止められるか、必要な排風量を確保できるかを検討する必要があります。

例② グラインダーから飛散する粉じんを受ける

グラインダーによる研削作業では、砥石の回転や研削によって、粒子が一定方向へ飛散することがあります。

この場合、粉じんの飛散方向に合わせて吸引口を配置することで、粉じんを効果的に取り込める場合があります。

このような考え方も、レシーバー式フードの一例です。

ただし、砥石のカバーや安全装置を取り外したり、安全機能を損なう改造をしたりしてはいけません。

集じん設備の配置と、機械の安全機能は両立させる必要があります。

レシーバー式なら排風量が少なくてもよい？

必ずしもそうではありません。

有害物質を含む気流が自らフードへ向かうことは、捕捉に有利に働く場合があります。

しかし、その気流を確実に取り込み、ダクトへ搬送するための排風量は必要です。

例えば、熱上昇気流の広がりに対してフードが小さければ、汚染気流の一部がフードの外へ漏れる可能性があります。

また、フードの排風量が上昇気流に対して不足している場合にも、十分な捕捉性能を得られないことがあります。

レシーバー式フードでは、フードの吸引能力だけでなく、発散源からの気流の方向、広がり、流量などを考慮する必要があります。

キャノピー型フードで最も注意したいこと

キャノピー型フードで特に問題になりやすいのは、作業者の呼吸域です。

例えば、作業台の上にキャノピー型フードを設けたとします。

作業者が発散源の上から容器をのぞき込むと、発散源からフードへ向かう汚染気流の途中に顔が入ってしまう可能性があります。

この場合、フードが有害物質を吸引していても、作業者はその途中でばく露するおそれがあります。

レシーバー式フードでは、汚染気流を受け止める位置と、作業者の呼吸域の位置を必ず区別して考える必要があります。

特に、有機溶剤蒸気などの発散源へ、単にキャノピー型フードを設置するだけで十分な対策になると判断することは避けなければなりません。

6. 囲い式・外付け式・レシーバー式を比較する

ここまでの内容を整理すると、次のようになります。

比較項目	囲い式	外付け式	レシーバー式
基本的な考え方	発散源を囲う	発散源の外側から吸引	既存の汚染気流を受ける
分類の観点	発散源と囲いの関係	発散源と開口部の関係	汚染気流を取り込む機構
外乱気流	比較的影響を抑えやすい	影響を受けやすい	汚染気流の方向が乱されると影響を受ける
必要排風量	比較的少なくできる場合がある	大きくなる場合がある	汚染気流の流量・広がりによる
作業性	囲いが作業を制限する場合がある	作業空間を確保しやすい	設置位置によって作業を妨げる場合がある
主な注意点	開口部・漏えい・内部気流	距離・横風・捕捉位置	気流の向き・広がり・呼吸域

なお、レシーバー式は機能による分類であり、囲い式や外付け式と完全に排他的な分類ではありません。

この表は、3つの用語の技術的な特徴を比較したものです。

7. 囲い式フードは、なぜ必要排風量を減らしやすいのか？

ここでは、簡単な計算を使って考えてみましょう。

囲い式フードでは、開口部から空気を流入させることによって、有害物質が囲いの外へ漏れ出すことを抑えます。

開口面を通る風量は、次の関係で表されます。

Q = A × V

• Q：風量（m³/s）
• A：開口面積（m²）
• V：開口面における平均流入風速（m/s）

例えば、同じ作業について、囲い式フードの開口部を変更した場合を考えます。

条件A：開口面積0.40 m²

開口面積を0.40 m²、平均流入風速を0.50 m/sと仮定します。

Q = 0.40 × 0.50 = 0.20 m³/s

1分当たりの風量に換算すると、

Q = 0.20 × 60

Q = 12 m³/min

となります。

条件B：開口面積0.10 m²

次に、開口面積を0.10 m²へ小さくした場合を考えます。

平均流入風速は、条件Aと同じ0.50 m/sと仮定します。

Q = 0.10 × 0.50 = 0.05 m³/s

Q = 0.05 × 60

Q = 3 m³/min

となります。

項目	条件A	条件B
開口面積	0.40 m²	0.10 m²
仮定した平均流入風速	0.50 m/s	0.50 m/s
計算風量	12 m³/min	3 m³/min

この例では、開口面積を4分の1にすると、同じ平均流入風速に対応する風量も4分の1になります。

ただし、これは開口面における平均風速が一様であると仮定した、風量と開口面積の関係を示す計算です。

実際のフードでは、開口面の各位置で風速が異なる場合があります。

また、発散源から有害物質が勢いよく噴出する場合や、作業者の動作によって気流が変化する場合には、それらも考慮しなければなりません。

したがって、上記の3 m³/minや12 m³/minを、実際の局所排気装置に必要な設計風量と判断することはできません。

特に、法令上の制御風速が開口面の最小風速として規定されている場合には、平均風速だけで性能基準への適合を判断することはできません。

8. 現場ではどのフードを選べばよいのか？

フードの選定では、発散源の形状、作業方法、作業者の位置などを確認する必要があります。

ここでは、具体的な作業を例に考えてみましょう。

事例① 粉体原料の投入作業

粉体原料を袋から混合機へ投入する作業では、投入時に粉じんが発生する場合があります。

この場合、まず密閉投入設備などによって発じん自体を減らせないか検討します。

局所排気装置を採用する場合には、発散源を囲うブース型などを候補として検討できます。

ただし、原料袋の出し入れや投入作業のために、必要な開口部を確保する必要があります。

開口部を大きくしすぎると必要排風量が増える可能性があるため、実際の作業動作を確認しながら設計します。

事例② 有機溶剤を使用する小型洗浄槽

小型の洗浄槽では、液面から有機溶剤蒸気が発散する場合があります。

槽を囲うことが可能であれば、囲い式フードやドラフトチャンバー型などを検討できます。

作業の都合で囲うことが難しい場合には、槽の側方にスロット型などの外付け式フードを設ける方法も考えられます。

ただし、槽の幅、発散量、作業者の位置、外乱気流などによって適切な方式は異なります。

事例③ 高温設備から汚染気流が上昇する作業

高温設備から、汚染物質を含む熱上昇気流が発生する場合には、レシーバー式フードの考え方が役立つことがあります。

ただし、作業者が汚染気流の経路に入らないようにすることが重要です。

また、上昇気流の広がりと必要排風量を検討する必要があります。

事例④ グラインダーによる研削作業

研削作業では、粉じんの飛散方向や機械の構造を確認します。

この場合、砥石の回転に伴う粉じんの運動方向を利用した集じん方式などが検討対象になります。

ただし、砥石の安全カバーや飛散防護など、機械の安全機能を維持することが前提です。

また、粉じんの性質によっては、堆積、摩耗、火災・爆発なども考慮する必要があります。

選定の基本は、囲えるかどうかを最初に考えること

これらの事例から分かるように、最初から外付け式フードを選ぶのではなく、発散源をどこまで囲えるか検討することが重要です。

囲い式では作業が難しい場合でも、一部分だけを囲ったり、開口部の位置を変更したりする方法があります。

そのうえで、外付け式やレシーバー式など、作業条件に適した方式を検討します。

9. フード選定で経験者が注意したい5つのポイント

① 囲い式という名称だけで性能を判断しない

囲い式フードであっても、開口部が大きすぎたり、内部で強い気流が発生したりすれば、有害物質が漏れ出す可能性があります。

作業中の開口状態を確認し、必要な気流が形成されるか検討する必要があります。

② 外付け式フードは最も離れた作業位置を考慮する

外付け式フードでは、発散源とフードの距離が重要です。

例えば、通常の作業位置はフードから200 mmであっても、作業者が容器を移動させた際に400 mmまで離れる場合には、その状態も設計条件として考慮する必要があります。

③ レシーバー式では汚染気流が呼吸域を通過しないか確認する

レシーバー式フードは、有害物質を含む気流の動きを利用します。

しかし、その途中に作業者の顔があれば、ばく露を十分に減らせない可能性があります。

特に、上方へ向かう汚染気流を受ける方式では注意が必要です。

④ フードの吸引方向とダクトの接続方向を混同しない

例えば、作業台の横から空気を吸い込む側方吸引フードで、接続ダクトが上方へ伸びている場合があります。

この場合、フードの吸引方向は側方ですが、ダクトの接続方向は上方です。

両者は異なるため、図面や仕様書では区別して記載する必要があります。

⑤ 作業性を考慮せずにフードを設置しない

フードを発散源に近づけすぎると、材料や工具の出し入れを妨げる場合があります。

その結果、作業者がフードを取り外したり、設計位置から移動させたりするようでは、必要な捕捉性能を維持できません。

設計前に作業者の動作範囲を確認し、必要な作業空間を確保することが重要です。

10. フードの種類によって法令上の要求はどう違う？

局所排気装置のフードについては、関係法令に構造や性能の要求事項が定められている場合があります。

例えば、有機溶剤中毒予防規則第14条では、同規則第2章により設ける局所排気装置について、フードを発散源ごとに設けること、外付け式フードを発散源のできるだけ近くに設けること、作業方法や発散状況などに適した型式・大きさとすることなどが規定されています。

また、同規則第16条では、フードの型式に応じた制御風速が定められています。

原則となる第16条第1項の数値は、次のとおりです。

フードの型式	制御風速
囲い式フード	0.4 m/s
外付け式・側方吸引型	0.5 m/s
外付け式・下方吸引型	0.5 m/s
外付け式・上方吸引型	1.0 m/s

ただし、これらの値をすべての局所排気装置へ一律に適用することはできません。

適用する規則や作業条件によって要求事項が異なり、有機溶剤中毒予防規則第16条第2項にも一定の例外規定があります。

さらに、制御風速の確認位置にも注意が必要です。

有機溶剤中毒予防規則第16条の備考では、囲い式フードは開口面における最小風速、外付け式フードは吸引対象範囲内で開口面から最も離れた作業位置の風速とされています。

したがって、外付け式フードの開口面だけで風速を測定し、法令上の制御風速に適合していると判断することはできません。

また、鉛中毒予防規則第24条や石綿障害予防規則第16条には、レシーバー式フードに関する規定もあります。

つまり、レシーバー式フードは設計上の機能分類として理解できる一方、特定の法令では名称を明示して規制の対象としているのです。

法令上の適合確認と、実際の作業で有害物質を適切に捕捉できているかという技術的評価は、区別して行う必要があります。

11. フードを選定する際の実務チェックリスト

フードの形式を検討する前に、次の事項を確認するとよいでしょう。

確認項目	主な確認内容
対象物質	危険性・有害性、物理的性質
発散源	大きさ、位置、数、発散方向
発散状況	連続・断続、発散量、発散速度
作業方法	作業者の立ち位置、動作範囲
囲い込み	発散源をどこまで囲えるか
フード形式	囲い式、外付け式など
捕捉機構	吸引気流で捕らえるか、既存の汚染気流を受けるか
吸引方向	側方、下方、上方など
開口部	寸法、開口面積、作業時の開放状態
外乱気流	空調、扉、窓、給気などの影響
必要排風量	捕捉条件に基づく計算・検討
ダクト・排風機	設置条件、圧力損失、必要能力
法令	適用規則、構造・性能要件
性能確認	制御風速等、捕捉状況、実作業での確認方法

この表は実務上の検討事項を整理したものであり、すべての局所排気装置に共通する法定チェックリストではありません。

よくある質問

Q1. 囲い式フードが最も優れているのですか？

発散源を囲うことは、有害物質の拡散防止や必要排風量の低減に有利な場合が多くあります。

ただし、作業方法や設備条件によっては完全に囲うことが難しく、外付け式などが適する場合もあります。

Q2. ブース式フードと囲い式フードは違うものですか？

ブース式は、一般に囲い式フードの一種として扱われます。

発散源を囲いながら、作業のために比較的大きな開口部を設ける方式です。

Q3. レシーバー式フードは外付け式フードですか？

レシーバー式は、発散源から一定方向へ移動している汚染気流を受け止めるという機能に着目した分類です。

外観は外付け式に似る場合がありますが、技術的には捕捉の仕組みに違いがあります。

また、適用法令によってはレシーバー式を明示的に区別しています。

Q4. 外付け式フードは、排風量を大きくすれば遠くからでも捕捉できますか？

排風量を増やすことで捕捉範囲を広げられる場合はありますが、吸引気流は開口から離れるほど弱くなります。

フードを近づけることや、囲い込み・外乱気流対策を検討する方が合理的な場合があります。

Q5. キャノピー型フードは有機溶剤作業に適していますか？

すべての有機溶剤作業に適しているわけではありません。

熱上昇気流が存在するか、汚染気流がどの方向へ移動するか、作業者の呼吸域を通らないかなどを確認する必要があります。

Q6. フードの開口面風速が高ければ捕捉性能は十分ですか？

開口面風速だけでは判断できません。

特に外付け式フードでは、発散源や作業位置で必要な気流が形成されているかが重要です。

また、法令上の制御風速の測定位置は、フード形式などによって異なります。

まとめ｜フードの種類は形ではなく捕捉の仕組みから考える

局所排気フードには、囲い式、外付け式、ブース式、レシーバー式など、さまざまな種類があります。

囲い式フードは、発散源を囲うことで有害物質の拡散を抑え、外乱気流の影響も小さくしやすい方式です。

外付け式フードは、発散源の外側から吸引する方式であり、フードまでの距離や外乱気流への注意が必要です。

レシーバー式フードは、熱上昇気流や研削粉じんの飛散など、一定方向へ移動する汚染気流を受け止める考え方に基づく方式です。

ただし、フードの種類を選ぶときには、名称や外観だけで判断してはいけません。

重要なのは、発散した有害物質が作業者の呼吸域を通ることなく、適切にフードへ取り込まれるように設計することです。

そのためには、発散源の位置、発散方向、作業者の動作、周囲の気流などを把握し、できるだけ効果的に囲い込みや捕捉を行える構造を検討する必要があります。

次の記事では、囲い式フードが必要排風量や捕捉性能の面で有利となる理由を、気流の性質と計算の考え方から、さらに詳しく解説します。

主な参考資料

• 『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5章「フードの実例いろいろ」（提供PDF）
• 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「局所排気（外付け式フード）」技術資料
• e-Gov法令検索「有機溶剤中毒予防規則」第14条・第16条
• e-Gov法令検索「鉛中毒予防規則」第24条
• e-Gov法令検索「石綿障害予防規則」第16条
• 厚生労働省「局所排気装置の定期自主検査指針」
• 米国OSHA「OSHA Technical Manual, Section III, Chapter 3」（海外の実務参考資料）

※OSHAの技術資料は、日本国内の法的要求事項を示すものではありません。局所排気フードの設計と捕捉性能について理解を深めるための海外の参考情報です。

※法令上の構造・性能要件は、対象物質、作業内容、適用規則、例外規定などによって異なるため、個別に確認してください。