令和３年度「第49回」労働衛生コンサルタント試験（労働衛生工学）回答速報９

今日は昨日の続き問４（３）（４）を考えてみます。
例年通り、問３と問４は、局所排気装置の設計に関する問題ですが、問４は、フード設計における流体力学の知識と活用事例について問う問題になっています。
問題文と図
問４

局所排気装置に関する以下の設問に答えよ。計算問題は計算過程を示し。計算は有効数字３桁で行い、解答用紙の解答欄（空欄）には有効数字３桁目を四捨五入して有効数字２桁で解答を記入せよ。なお、ダクトの断面は円形とし、空気密度は1.20Kg/m3とする。

小問（３）図４に示した空気清浄装置前後の水柱マノメーターによる圧力測定の結果、水柱マノメーターの水面の高さの差（絶対値）は、水柱マノメーターＡが10mm、水柱マノメーターＢが63mmであった。この結果から空気清浄装置の圧力損失を求めよ

　

但し、排風量は40m3/分、空気清浄装置前後の円形ダクトの直径は0.38ｍとする。

　

なお、１ｍｍ水柱は、９．８Ｐａとし、解答欄には、計算過程を示し、計算には有効数字３桁で行い、解答は、有効数字３桁目を四捨五入して有効数字２桁で答えること。

回答案：
速度圧を先に求めます。排風量40m3/分、
ダクト直径0.38mから断面積は0.113m2なので
流速＝40/60/0.113＝5.90m/s　
速度圧は、5.90×5.90×1.2÷2＝20.9Pa
　
水柱マノメーターＡは、全圧で、ファン前なので負圧
　　　ー10mmH2O＝ー98Pa
※空気清浄装置の前の静圧は、－98.0Pa－20.9Pa＝ー118.9Pa＝－119Pa
水柱マノメーターＢは、静圧で、ファン前なので負圧
　　　－63ｍｍＨ２Ｏ＝－617.4Pa

※ 空気清浄装置の後の静圧は、－617Pa

空気清浄装置前後の静圧差＝空気清浄装置の圧力損失であり
　　　ー617Pa－（119Pa）＝498Pa

　　　　　　　　　答え　５０0Pa

　

小問（４）ろ過式除じん装置には、ろ過材としてバグフィルタと呼ばれるフォルト状のろ布を使用したものと、充填層フィルタ（または、エアフィルター）と呼ばれるＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air Filter）フィルタを使用したものがある。どちらも粒子径の小さい粒子の補修が可能であるが、捕集原理が異なる。この捕集原理の違いについて、簡潔に説明せよ。

　また、粉じんが高濃度の場所では、どちらのろ過材を使ったろ過式除じん装置を選択すべきかを答えよ。

回答案：

どちらのフィルタも、使用開始直後は、フィルター繊維による、さえぎり効果により補修される。HEPAフィルターは、粉じんが堆積すると空隙が小さいため目詰まりするが、バグフィルターの場合は、繊維の目は荒いがフィルターに堆積した粉じんが、更に後から来た粉じんをさえぎる効果があり、元のフィルターより細かい粒子の捕捉も可能になる。【エアフィルタ（ろ材ろ過）に対し、 バグフィルタ（ろ滓ろ過）「ろさいろか」と読みます。】

従って、粉じん濃度が高濃度の場所では、バグフィルターを使った除じん装置を選択するのが良い。

＜以下、参考まで＞
HEPAフィルタは、直径1～10 µm以下のガラス繊維でできている。繊維の充填率は10％程度であり、空隙は数10 µmの大きさである。蛇腹式に折りたたんだ状態になっているため、空気中の微細粒子が複数回繊維にさえぎられて捕集される。数ミクロンの粒子の捕捉率が99%程度あるのが特徴。ただし、粉じん濃度が高いと、HEPAフィルターでは、目詰まりを起こして、圧力損失がすぐに大きくなる。

バグフィルターは、10um～数100umの通常の合成繊維でできたフェルト布で作られている。空隙は、HEPAフィルターより大きいが、ろ滓ろ過の効果で、サブミクロンの粉じんまで除じんできると言われています。ただし、捕捉率は90%程度。

　　　

続きは、明日。

　

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発行年月日 20190228
第7版
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作業環境の管理上、発生源対策として重視されている局所排気装置の設計・保守・届出などについて、筆者の多年の経験をもとに、そのノウハウも交え、だれにでも理解できるよう解説。最新の法令・知見等に基づき記述を改訂したほか、「圧力損失の計算」の項などを加え、必要な修正を施した。

タグ：労働衛生コンサルタント 局所排気装置計算書 ダクト圧力損失 ファン前後の静圧差

令和３年度「第49回」労働衛生コンサルタント試験（労働衛生工学）回答速報８

今日から問４に取り掛かります。
例年通り、問３と問４は、局所排気装置の設計に関する問題ですが、問４は、フード設計における流体力学の知識と活用事例について問う問題になっています。
　
問題文と図
　
問４

局所排気装置に関する以下の設問に答えよ。計算問題は計算過程を示し。計算は有効数字３桁で行い、解答用紙の解答欄（空欄）には有効数字３桁目を四捨五入して有効数字２桁で解答を記入せよ。なお、ダクトの断面は円形とし、空気密度は1.20Kg/m3とする。

（１）

図１のフランジ無しのフード開口面からの距離Xの位置の風速が0.39m/sであったとき、このフードにフランジを付けた時のフード開口面からの距離Xの位置の風速ｖ[m/s]を求めよ。

但し、フード開口面積A0は0.113m2、フード開口面からの距離Xは０．４ｍとし、フランジ無しのフード開口面からの距離Ｘでの等速度面の面積は、10X^2+A0で計算出来るものとする。

厳密にはフランジを付けると圧力損失も変わるので、同じダクト径とファンでも静圧が変わって、排風量が変わることが想定されますが、排風量は変化しないと考えて回答します。

　

外付け式フードの排風量は、

　

フランジ無しの場合

Ｑ無＝（10X^2＋A0）×v0×60

フランジありの場合

Ｑ有＝0.75×（10X^2＋A0）×v×60

　

Ｑ無＝Ｑ有として、

0.75×ｖ＝ｖ0なので、

ｖ＝０．５２m/s

（２）図３－１から図３－４に示した局所排気装置のＸ印の位置で詰まり等が生じた場合、Ａ，Ｂ，Ｃの位置での静圧をマノメーターで測定した時の静圧の絶対値は、「増加する」、「減少する」、「変化しない」のいずれになるかを答えよ。

①主ダクト（Ｘの位置）に詰まりが生じた場合

局所排気装置の定期自主点検の資格を持っていたり、実際に点検されている方には、馴染みの問題かもしれません。この問題も、実務経験を問う設定のように思います。

さて、１問目は、主ダクトの途中に粉じんなどが堆積して詰まってきた場合に起こる状況です。

Aのマノメーターの位置では、

　　先で詰まっているので流れが悪くなる→流速が落ちると速度圧が下がり、圧力損失も減ります。

　　従って、Aのマノメーターは、静圧の絶対値は小さくなります。

一方、Bのマノメーターの位置では、排風機のファン前後圧は変わらず運転していますから、

　　基本的には、静圧は同はずですが、主ダクトの手前の静圧が下がった分、

　　バランスを取るように少し静圧の絶対値は増加します。

　

　　答え　　Ａ：減少する、Ｂ：増加する

　

②主ダクト（Ｘの位置）に穴が開いた場合

2問目は穴が開いた場合、ダクトの継ぎ手などが緩んだ場合に起こります。

そこから大気が流れ込むので、

　　マノメーターＡの位置では、ダクトの先で漏れた分流速が落ち、静圧の絶対値下がります。（大気圧に近づく）

　　マノメーターＢの位置でも、同じ事が言えるので、静圧の絶対値下がります。

　

　　答え　　Ａ：減少する、Ｂ：減少する

　　

③排気ダクト（Ｘの位置）に詰まりが生じた場合

3問目は、排気側で詰まった場合。排気ダクトに鳥の巣が出来たり（笑）、風でダクトが曲がって背圧が掛かったり。

排風機が同じファン前後の静圧差で運転していますから、ファン後の静圧の絶対値が上がると、ファン前の静圧の絶対値は下がります。

影響は、空気清浄装置の前後で同じなので、マノメーターＢもＣも同じように、静圧の絶対値は小さくなります。　

　

　　答え　　Ｂ：減少する、Ｃ：減少する

　

④空気清浄機に詰まりが生じた場合

４問目は、空気清浄装置の詰まり。良くある話です。

マノメーターＢの位置では、静圧の絶対値は小さくなり、

空気清浄装置の後ろのマノメーターＣの位置では、静圧の絶対値は大きくなります。

　　答え　　Ｂ：減少する、Ｃ：増加する

　　　

続きは、明日。

　

　

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タグ：マノメーター 過去問 局所排気装置定期自主点検 労働衛生コンサルタント 労働衛生工学

令和３年度「第49回」労働衛生コンサルタント試験（労働衛生工学）回答速報７

今日は問３の後半部分。局所排気装置計算書の結果を使って、性能が保証できるよう改良を加えていく部分となります。
　
問題文と図
　
問３
図１に示す局所排気装置の系統図について以下の設問に答えよ。
但し、ダクトの断面なすべて円形とし、空気密度は1.20kg/m3、フード３の必要排気量は60.0m3/分とする。設問(1)、(4)、(5)、(6)については、計算過程又は理由を示せ。計算は有効数字４桁で行い、回答は４桁目の四捨五入して有効数字３桁で答えよ。設問(2)の局所排気装置計算書は、５桁目を四捨五入して有効数字４桁で答えよ。

（３）
主ダクトと枝ダクトの合流点（図１の４－５番地）で、フード１とフード２の二系統の静圧のバランスがとれていない場合に、バランスを取る方法を二つ挙げて簡単に説明せよ。　
（４）
局所排気装置計算書でファン前後の静圧の差を求めよ。
（５）
同じ局所排気装置でファン排風量を現在の二倍にした場合、ファン前後の静圧差は、何倍となるか？
（６）
局所排気装置完成後に、フード１の開口面での風速分布を測定したところ下表のような結果を得た。この囲い式フードの補正係数の実際の値を答えよ。
　
（７）
フード１の実際の補正係数ｋを計算値１．１に近づける方法を二つ簡潔に述べよ。

　

回答案
沼野先生の教科書「新やさしい局排設計教室」第１４章の「5．静圧のバランスを取る方法」に詳しいです。
方法の名称は書けなくても、青字部分の原理が書けていればOKかと思います。
①抵抗調節平衡法　
抵抗の小さいほうのダクトにダンパーを設けて絞ることで抵抗を増やしてバランスを取る方法
②流速調節平衡法
抵抗の小さいほうのダクト径を細くして抵抗を増すか、抵抗の大きいほうのダクトを少し太くして、抵抗を下げる方法
　
（４）
局所排気装置計算書でファン前後の静圧の差を求めよ。
　

回答案

局所排気装置計算書のファン前の番地12-13とファン後の番地14-15の差なので

103.9－(－735.4）＝839Pa
　
（５）
同じ局所排気装置でファン排風量を現在の二倍にした場合、ファン前後の静圧差は、何倍となるか？
　
回答案

排風量を増減させると、ダクト内部の速度圧が排風量２乗に比例して増減し、各部分のダクト圧損は、速度圧に比例しているので、静圧は、排風量の2乗に比例することになる。従って、排風量を２倍にすると、静圧差は、４倍になる。

　

（６）
局所排気装置完成後に、フード１の開口面での風速分布を測定したところ下表のような結果を得た。この囲い式フードの補正係数の実際の値を答えよ。
　
回答案

風速分布の平均値と、最大/最小値と比が補正係数となる。

16点の測定値の平均値は、0.6868、最小値は0.5なので、

実際の補正係数は、0.6868÷0.5=1.374　補正係数1.37
沼野先生の教科書の図の数字がそのまま(-_-;)
　
（７）
フード１の実際の補正係数ｋを計算値１．１に近づける方法を二つ簡潔に述べよ。

　

回答案

沼野先生の教科書「新やさしい局排設計教室」第９章の２．囲い式フードの排風量の節約法に詳しく書かれています。教科書の図９・１が判りやすいのですが、言葉で説明するのはちょっと大変かもしれません。

　

①ダクトのテークオフの位置を変更する

　・開口面の真正面（裏側）、

　　あるいは、

　・ブースの奥行きを大きくし囲い式フードの出来るだけ奥に寄せる

　　　その他、

　・開口面の上側をできるだけ塞ぐ

　・テークオフの接続をテーパーにする。

　　　などです。　

　

②プリーナムチャンバーを設ける

　・テークオフの手前に邪魔板を設置し、下方にスリットを設けるなどして

　　等速度面を垂直に近くする

　

といったところでしょうか。

以上で、問３は終わりです。

比較的定石通りで、ひっかけ、などの無い設問だったように思います。

　

少し時間を頂いて、問４にも取りかかる予定です。

　

　

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タグ：労働衛生コンサルタント試験 過去問 静圧バランス 補正係数 局所排気装置計算書 労働衛生工学

令和３年度過労死対策白書が発出されました。

10/26付で「令和3年版　過労死等防止対策白書」が公表されました。自動者運転従事者や外食産業についての過労死等の要因などについて分析となっています。

白書では、過労働時間の状況や、身体的・心理的負荷についての経年変化の調査結果が報告されています。
白書本文のページ
白書の骨子と概要のページ
概要版

主なポイントは下記
「令和３年版 過労死等防止対策白書」の主なポイント
１．本年７月30日に閣議決定された｢過労死等の防止のための対策に関する大綱｣（以下｢大綱｣という。）の変更経緯やその内容について報告。

２．大綱において定める重点業種等のうち、自動車運転従事者、外食産業に関する労災認定事案の分析など、企業における過労死等防止対策の推進に参考となる調査研究結果（新型コロナウイルス感染症の影響を含む）を報告。
３．長時間労働の削減やメンタルヘルス対策、国民に対する啓発、民間団体の活動に対する支援など、昨年度の取組を中心とした労働行政機関などの施策の状況について詳細に報告。
４．企業でのメンタルヘルス対策や勤務間インターバル制度の導入など、過労死等防止対策のための取組事例をコラムとして紹介。
　
「大綱」の変更点を復習しておくと、

１ 新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う対応やテレワーク等の新しい働き方を踏まえた過労死等防止対策の取組を進めること。
２ 調査研究について、重点業種等※に加え、新しい働き方や社会情勢の変化に応じた対象を追加すること。また、これまでの調査研究成果を活用した過労死等防止対策支援ツールの開発等のための研究を行うこと。

※ 自動車運転従事者、教職員、IT産業、外食産業、医療、建設業、メディア業界
３ 過労死で親を亡くした遺児の健全な成長をサポートするための相談対応を実施すること。
４ 大綱の数値目標として、「週労働時間60時間以上の雇用者の割合」や「勤務間インターバル制度の周知、導入」に関する目標などを更新する。なお、公務員についても目標の趣旨を踏まえて必要な取組を推進すること。

　　

過労死の定義は、下記のようになっています。

脳血管疾患、心臓疾患、精神障害の３点ですね、

　

※「過労死等」とは
（１）業務における過重な負荷による脳血管疾患・心臓疾患を原因とする死亡
（２）業務における強い心理的負荷による精神障害を原因とする自殺による死亡
（３）死亡には至らないが、これらの脳血管疾患・心臓疾患、精神障害

　

重点業種の「自動車運転従事者、外食産業に関する労災認定事案の分析」については、

トラック運転者の精神障害事案を具体的出来事別にみると、「1か月に80時間以上の時間外労働を行った」（25.6％）、「悲惨な事故や災害の体験、目撃をした」（18.0％）、「上司とのトラブルがあった」（18.0％） 、「（重度の）病気やケガをした」（17.3％）の順に多い。

外食産業を含む「宿泊業，飲食サービス業」の精神障害事案を具体的出来事別にみると、「 1か月に80時間以上の時間外労働を行った」（22.4％）、 「（ひどい）嫌がらせ、いじめ、又は暴行を受けた」（21.5％） 、 「仕事内容・量の（大きな）変化を生じさせる出来事があった」（18.7％）、「２週間以上にわたって連続勤務を行った」（15.4％） の順に多い。　

となっており、長時間労働だけでなく、心理的精神的負荷も大きな要因として認められていることが判りますね。

過労死等防止対策のための取組事例も参考になりそうな事例があるかもしれませんね。

見つけたら、こちらでも紹介したいと思います。

　

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タグ：労働衛生コンサルタント 過労死対策

令和３年度「第49回」労働衛生コンサルタント試験（労働衛生工学）回答速報６

今日は昨日に引き続き問３。メインパートの局所排気装置計算書を入力していきます。
　　
問題文と図
　
問３
図１に示す局所排気装置の系統図について以下の設問に答えよ。
但し、ダクトの断面なすべて円形とし、空気密度は1.20kg/m3、フード３の必要排気量は60.0m3/分とする。設問(1)、(4)、(5)、(6)については、計算過程又は理由を示せ。計算は有効数字４桁で行い、回答は４桁目の四捨五入して有効数字３桁で答えよ。設問(2)の局所排気装置計算書は、５桁目を四捨五入して有効数字４桁で答えよ。

（２）
主ダクト系列の局所排気装置計算書の空欄に計算結果を記入せよ。合流部の圧力損失は合流前の速度圧に圧力損失係数を乗じて求めるものとする。空気清浄装置の圧力損失は、排風量120m3/分の時、150Paである。空気清浄装置の圧力損失は排風量の２乗に比例するとして計算せよ。
また、直線ダクトの圧力損失は、計算書に直管圧損が未記入の番地については、ダクトの摩擦係数を0.02として計算せよ。
　

空気清浄機の圧力損失を（ｘ）として求めておきましょう。

排風量は、ダクト１２３合計で１２６m3/分ですので

120×120：１５０Pa＝126×126：（ｘ）Pa

（ｘ）＝１２６×１２６×１５０÷（１２０×１２０）＝165.4Pa　

これは、番地10-11の部分圧力損失に記入します。

　

まず、

局所排気装置計算書の部分圧力損失を、各番地の速度圧と圧力損失係数で求めます。

次に、

番地0-1から12-13まで、累計を求めます。

番地16-0から番地14-15は、逆方向（出口側から、ファンに向かって）累計していきます。

最後に、

静圧を

ダクトからファンまでは、

静圧＝－速度圧－累計圧力損失

ファンから出口までは

静圧＝－速度圧＋累計圧力損失

という風に計算します。

以上で、局所排気装置計算書は、完成です。

　　

明日以降で、残りの小問を解いていきます。

　　

　

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タグ：静圧の計算 局所排気装置計算書 過去問 労働衛生コンサルタント試験