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    爆発利用・産業保安研究グループ

    久保田 士郎
    グループ長久保田 士郎

    研究職員:8名
    椎名 拡海 佐分利 禎 牧野 良次 松木 亮 高橋 明文 高橋 良尭 朝原 誠

    契約職員等:8名

    概要

    水素などの可燃性ガスや新規冷媒、火薬類などのエネルギーを有する物質の優れた特性を利用するためには、エネルギーを適切に制御する技術によって事故の発生を防止し、また、万が一の事故の際に被害を低減させる技術によって安全性を確保しながら活用する必要があります。さらに事故から学び、得られた教訓を生かして安全管理を向上させることも重要です。このため、当グループでは、1)高圧ガスなどの安全利用、2)火薬類の安全利用、3)産業保安に関する研究を中心に、燃焼・爆発安全に係る行政・社会の要請に応える研究を行います。

    研究内容

    高圧ガスなどの安全利用

    水素や新規冷媒などの高圧ガス・可燃性ガスを利用した新技術を支える安全性評価技術を発展させて、自主的に管理された産業保安技術による安全・安心な社会の実現を目指す。

     

    水素関連評価研究

    エネルギー供給リスク&地球温暖化問題への対応
    →水素導管供給システム導入のための評価研究

    • 導管からの漏えい着火時の爆発影響評価
    • 導管損傷時の大気混入・逆火影響評価

    坑内漏えい着火における火炎撮影
    (出典: H29年度経済産業省「水素導管供給システムの安全性評価事業(水素導管の大規模損傷リスク評価)」報告書)

     

    冷媒関連評価研究

    地球温暖化係数が低く次世代の冷媒として期待される自然冷媒のプロパンを家庭用エアコンや業務用ショーケース等に用いた場合の事故影響評価

    • 実規模実験による調査

    対策を行わない場合の着火事故影響を評価し、最大許容充てん量の抑制や機器類の送風機能による撹拌等の安全対策で、万が一の事故影響の低減化を目指す

    模擬室内自然冷媒漏洩着火実験
    (出典:NEDO事業「実使用条件を考慮した自然冷媒使用冷凍空調機器の燃焼に係る実規模フィジカルハザード評価」中間年報)

     

    化学反応モデルによる燃焼評価研究
    • 産業・工業ガスの多様化

    →化学反応モデルにより多様なガス種・条件についての燃焼性予測

     

    • フッ化炭化水素冷媒
    • 支燃性ガス

    →高温反応実験と反応モデルによる数値シミュレーションを用いた燃焼特性の評価

    左:三フッ化窒素・可燃性ガス混合気の火炎伝播速度(実験とシミュレーション)(H23~24年度経済産業省「高圧ガス危険性評価」事業)
    右:高温反応実験のための化学衝撃波管装置

    火薬類の安全利用

    各種制御発破技術の開発

    制御発破:
    火薬類等を利用して目的とする箇所だけを迅速に破壊する技術

    ミニブラスティング:
    都市部でも適用可能な従来の発破よりも小量の火薬類を用いた小規模発破技術

    <応用例>

    • 都市部の老朽化した建築構造物の部分修復技術の開発
    • 大規模災害時の倒壊した建物からの人命救助への応用(ブリーチング技術)

    迅速かつ低環境負荷(振動・騒音・飛散物)の発破技術実現に向けた基礎研究
    →DIC(画像相関法)等の光学的観測やCFD等の数値シミュレーション技術に基づいた火薬類の爆発や破壊現象の解明

    ミニブラスティング応用例
    大規模災害時の倒壊した建物から要救助者救出用口を作成
    要救助者側には飛散物が発生しないように壁を破壊し安全かつ迅速な救助を実現

    産業保安に関する研究

    一般化学、石油精製、石油化学、製鉄等における現場の保安を応援

     

    現場保安チェックポイント集及び検索ソフトの開発

     

    設備設計、変更管理、開発起業、非定常作業、定常作業等について
    現場経験・技術・知識の豊富な技術者が過去事故から隠れた教訓を抽出

    国内外の化学災害30件をシニア技術者が分析し、安全上の注意事項を「チェックポイント」として3,000件抽出し、専用検索ソフトを開発

     

    防爆ドローンの要件に関するガイドライン

    プラント内におけるドローンの利用ニーズが高まっているが、法により危険区域で活用することができない
    防爆ドローンの開発・実装に繋げるため、取り組むべき課題や性能仕様の考え方を記載したガイドラインを整理
    (令和2年度経済産業省委託事業 防爆ドローンの要件に関するガイドラインや仕様設計等の調査)

     

    研究紹介

    掲載日 タイトル
    2021/09/16 化学災害データベースの公開 〜19年の継続は力なり〜
    2021/09/16 爆轟生成ガスの統一型状態方程式に関する研究
    2020/09/15 プロパンを冷媒に用いた家庭用空調機等の実規模安全性評価
    2020/07/15 海洋鉱物資源開発に向けたレアアース泥揚泥技術:200 m級の揚泥実験による実証
    2020/07/14 プラント内における非防爆機器の安全な使用方法に関する調査
    2020/07/14 岩石の動的引張ひずみ分布の可視化技術の開発
    2020/07/14 化学災害データベースの公開 〜18年の継続は力なり〜
    2020/07/14 水素導管の大規模損傷リスク評価
    2020/07/14 コンクリートの放電破砕メカニズムの解明に向けた圧力の測定および可視化
    2020/07/13 2019年度火薬類保安技術実験(野外実験)