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燃焼安全の基礎知識

第6章 燃焼安全規格

6.1.工業用燃焼炉の安全規格動向
出典:「工業用燃焼炉の安全通則」 JIS B 8415:2008 財団法人日本規格協会 平成20年11月
出典:「工業炉関連法規ガイド」 社団法人 日本工業炉協会 平成3年12月
6.2.海外の燃焼安全規格
出典:「安全ガイドブック製造現場における安全方策」 社団法人 日本電気制御機器工業会 2001/11
6.3.国内の燃焼安全規格・指標と海外の燃焼安全規格
6.4.なぜセルフチェックか?

■ 6.1.工業用燃焼炉の安全規格動向

安全に関する規格の動向
  現在、日本国内において安全に関する各種、規格の制定や施策が実施され見直し機運が高まっており、消費者、機械を使用する事業者、機械の生産者それぞれの立場で安全確保の検討がなされている。
身近なところでは、改正消費生活用製品安全法が2007年5月14日に施行され、重大事故の報告義務と事故の早期発表がなされるようになった。 さらに安全点検制度により器具製造者のみならず、消費者としても点検等の保守の責務を負うことになってきている。(ガス・石油器具など指定9品目を対象とした「長期使用製品安全点検・表示制度」2009年4月)

機械の安全については、厚生労働省が労働安全の立場から「機械の包括的な安全基準に関する指針 2001年」の通達、07年7月の改正を通し、危険性又は有害性等の調査(リスクアセスメント)及びその結果に基づく措置の実施が努力義務となった。 機械生産者の立場からは、機械安全の国際規格ISO12000を受け発行された「機械類の安全性―設計のための基本概念 JIS B 9700」、「リスクアセスメントJIS B 9702」に基づいて機械の安全設計をする方向に変わろうとしている。
工業用燃焼炉の安全規格について
  工業用燃焼炉の安全規格としては、労働安全衛生法(昭和47年)に基づいて公表されている「工業用加熱炉の燃焼設備の安全基準に関する技術上の指針」があります。 JISにおいては「工業用燃焼炉の安全通則 JIS B 8415-1982」がありましたが、リスクアセスメントによる安全手法がISO化(ISO12100/JIS B 9700)し、 日本に導入されたことや、欧米規格(欧州 EN746/米国 NFPA86)との整合、高性能工業炉の開発、急速な普及に伴う新しい燃焼技術の安全面における基準化を図るため、見直しが行われ「工業用燃焼炉の安全通則 JIS B 8415-2008」として、2008年11月に改正・公開された。

また、今後も工業用燃焼炉のISO化に向けて、工業炉の欧米規格(ヨーロッパのEN746、アメリカのNFPA86A)も少しずつ見直しがされており国際規格制定に向けた会議が制定され、日本を含めた諸外国で規格の見直し検討が開始されようとしている。

■ 6.1.1.工場炉関連の法令と規制対象と対応一覧表

出典:「改訂 工業炉関連法規ガイド」 社団法人 日本工業炉協会 平成17年 7月

工業炉は、貴重な資源であるエネルギーを多量に消費する設備であり、燃料その他の災害の原因になりかねない危険物を取り扱う設備でもあり、 さらには環境汚染を招く危険もある設備であるため、各種の法的規制を受け、同時に改良改善に対する法的奨励措置も受けている。

ところが、これら工業炉関連法規が非常に多岐にわたっているにもかかわらず、それらを網羅的に取り扱った資料がないために届け出に手落ちがあったり、設計上のミスを出来上がってから指摘されたり、 あるいは得られるべき優遇措置を見過ごしてしまったこともあったと思われる。 法律は「知らなかった」ではすまされないが、といって各会社で膨大な法規集を揃え、全社員にそれを徹底することは容易なことではない。

工業炉を設計、建設、設置する会社は少なくとも、「消防法関連法規集」、「労働安全衛生関連法規集」、「高圧ガス取締法関連法規集」、「建築基準法関連法規集」、「環境関連法規集」・・・ 「燃焼装置関連の安全術指標」などは備え付けて置かれることを奨めたい。

次表にこれら法令と規制対象との対応一覧を掲げる。

表6-1 工業用燃焼炉における各種法令と規制対象との対応一覧表

法律 消防法 労働安全
衛生法
高圧ガス取締法 建築基準法 環境
関連法
ガス事業法 電気事業法 毒物・劇物取締法 電波法 工業用水法 航空法 大規模地農対策法 エネルギー使用合理化法 為替貿易管理法
主管省庁 総務省
消防庁
厚生労働省 経済産業省 国土交通省 環境省 経済産業省 経済産業省 厚生労働省 総務省 経済産業省 国土交通省 国土交通省 経済産業省 財務省経済産業省
接触先 市町村長
消防長
同署長
労働基準局長労働基準監督署長 都道府県知事 市町村建築主事 都道府県
知事
市町村長
ガス会社 電力会社 都道府県知事 主務大臣 都道府県知事 経済産業大臣 市町村長 経済産業大臣 経済産業大臣
【工業炉】
油燃焼炉 ○危険物 ○燃焼安全     ○大気・騒音                  
LPガス燃焼炉 ○ガス漏れ ○燃焼安全   ○大気・騒音                  
都市ガス燃焼炉   ○燃焼安全     ○大気・騒音                
抵抗炉         ○大気                
誘導炉         ○大気              
アーク炉         ○大気                
屋外型炉                          
溶剤乾燥炉 ○条例危険物 ○溶剤中毒                        
シアン系ソルトバス         ○大気                
【ユーティリティ】
燃料油 ○危険物                          
LPガス                          
都市ガス                          
電気                          
工業用水                          
特殊雰囲気ガス                          
【付帯設備】
高煙突                        
油焼入れ装置 ○危険物                          
強制空冷装置         ○騒音                  
大型空圧機器   ○圧力容器                        
大型油圧機器 ○危険物                          
冷水機・冷凍機     ○冷凍                      
懸垂型搬送装置   ○クレーン                        
【その他】
地震対策                          
省エネ対策                          
設備、技術輸出                          


* 関係が深いものを○で示したが、小規模のものでは適用を免除され、極端に大規模なものや特別なものは○で示した以外の法令の適用を受けることがあるので、適応の詳細については、法令、条例によってチェックする必要がある。

表6-2 国内の燃焼安全規格・指針・指標一覧

安全規格 番号 適用範囲について 発行
年月日
発行元 連絡先
工業用燃焼炉の安全通則 JIS B 8415 (2008)
(日本工業規格)
この規格はJIS B 9700-1:2004『機械類の安全性--設計のための基本概念,一般原則--第一部:基本用語,方法論』でいうタイプC規格(個別機械安全規格)である。
次の1)〜4)の産業分野において,気体燃料および液体燃料で加熱される熱利用設備(工業用燃焼炉)などに対する安全要求事項を規定する規格。
製造業者が附属書B に示す試運転,操業,保全中に起こりうる予知可能な間違い,不具合に対し人,及び装置の安全性を確保するための要求事項を規定。
 a) 冶金・金属加工プラントにおける設備
 b) ガラス製造プラントにおける設備
 c) セラミック製造プラントにおける設備
 d) セメント、焼石灰,石膏製造プラントにおける設備
産業分野における熱利用設備の詳細は,付属書A による。

注(1)
化学及び石油プラントにおける設備、廃棄物の焼却設備、製鉄プラントにおける高炉・転炉、可燃性ガスを発生する雰囲気ガス発生装置及び雰囲気ガス、開放空間で燃焼される設備、被加熱物から発生する可燃物のある設備は除く
平成20年
11月20日
改正
財団法人
日本規格協会
03 - 3583 - 8001
工業用ガス燃焼設備の安全技術指標   ガス燃焼設備の範囲
JIS B 8415「工業用燃焼炉の安全通則」との関連
 JIS B 8415と本指標の適用範囲の概念図
JIS B 8415と本指標の適用範囲の概念図
平成21年
1月
社団法人
日本ガス協会
03 - 3502 - 0111
事故事例研究に基ずく燃焼安全のガイド   本ガイドは工業用の燃焼設備における49例の爆発事故事例から得られた教訓を基にして、爆発事故防止の要点を解説したもので、計装例や実際の事故事例が紹介されている。 平成3年
11月
社団法人
日本工業炉協会
03 - 3861 - 0561
直接点火方式のガスバーナの安全技術指針   ガスボイラ等に使用される直接点火方式の強制燃焼式ガスバーナを対象に適用している。 ボイラ等には、冷温水機および乾燥機を含んでいる。

本指針の運用にあたっては「日本工業規格」、「労働安全衛生法」、日本ガス協会の「工業用ガス燃焼設備の安全技術指標」、「ガスボイラ燃焼設備の安全技術指標」、 日本冷凍空調工業会の「ガス吸収冷温水機安全基準」等を尊守する必要がある。
昭和59年
6月10日
改訂
東京ガス(株)
大阪ガス(株)
東邦ガス(株)
 
工業用ガス燃焼設備の自動起動・停止安全技術指針   工業用都市ガス燃焼設備(強制通風燃焼方式)に適用している。 乾燥炉や「ボイラ及び圧力容器安全規則」の規制を受けるボイラは除かれている。
ガス吸収冷温水機については,「ガス吸収冷温水機等の自動起動停止安全技術指標」(昭和57年9月)による。
昭和62年
9月
東京ガス(株)
大阪ガス(株)
東邦ガス(株)
 
簡易ボイラ等ガス消費機器安全技術指針 JGA指-B01-88 温水又は蒸気を発生させるためのガス燃焼器であって、ガス消費量の範囲が70kWを越え、 350kW以下のもの(ただし、強制燃焼式のもので供給ガス圧力は供給規程に定める低圧に限っている。簡易ボイラ及びガス導管末端の区分バルブの出口から簡易ボイラ等の入口までのガス接続配管と給排気設備等に適用している。

*1
給排気設備等とは、給気設備、排気設備、換気設備及びガス漏れ警報器等のほか、簡易ボイラ等の設置室及び電気設備等を含んでいる。
昭和63年
10月
社団法人
日本ガス協会
03 - 3502 - 0111
ガスボイラ燃焼設備の安全技術指標   本指標では、事務所、工場、その他の事業場で使用される最大燃焼量350kW(高位発熱量基準)を超えるボイラ及び一般ガス供給約款にさだめるガス圧力を越える圧力で使用するボイラの燃焼設備について適用している。
(下記の図2:参照)
蒸気又は温水を発生させるもので真空式、開放式や熱媒を加熱するものも含まれる。

都市ガスで密閉燃焼室構造で強制燃焼式のものに適用している。
直だき式ガス吸収冷温水機にも、本指標が適用される。

下記は、適用範囲から除外されるが、安全にたいする考え方は本指標を参考にすることになっている。
・30T/h又は23,300kWを超えるボイラ
・発電用ボイラ及び多本数バーナを有するボイラ
なお、ガスボイラ燃焼設備は、図2に示すように区分バルブの下流で、ボイラの燃焼に係わるすべての設備をいう。


ガスボイラ燃焼設備の範囲
平成12年
6月
社団法人
日本ガス協会
03 - 3502 - 0111
ボイラの遠隔制御について 基発第03311001号 イ.
この基準は、ボイラー設置場所以外の監視室において間接的に監視及び制御が行われるボイラーについて適用する。
ロ.
ボイラーの遠隔監視及び遠隔制御を行う場合には、法令により定められたところによるほか、この基準によるものとする。
平成15年
3月31日
改正
厚生労働省労働基準局  
ガス吸収冷温水機安全基準 JRA 4004 (1992) 冷凍能力が単体で25kW以上186kW未満の小形ガス吸収冷温水機(JRA4017)に適用している。

【基準の範囲】
この規格で規制する範囲は、ガス吸収冷温水機の燃焼設備のうち、製造者が納入する範囲及びガス吸収冷温水機側で燃焼に関係する部分で、強制通風燃焼方式のものに限っている。
平成4年
7月1日
改正
社団法人
日本冷凍空調工業会(JRA)
03 - 3432 - 1671
小形ガス吸収冷温水機安全基準 JRA 4016 (1992) 冷凍能力が単体で25kW以上186kW未満の小形ガス吸収冷温水機(JRA4017)に適用している。

【基準の範囲】
この規格で規制する範囲は、ガス吸収冷温水機の燃焼設備のうち、製造者が納入する範囲及びガス吸収冷温水機側で燃焼に関係する部分で、強制通風燃焼方式のものに限っている。
平成4年
7月1日
改正
社団法人
日本冷凍空調工業会(JRA)
03 - 3432 - 1671
油吸収冷温水機安全基準 JRA 4013 (1992) 冷凍能力が単体で25kW以上186kW未満の小形ガス吸収冷温水機(JRA4017)に適用している。

【基準の範囲】
この規格で規制する範囲は、ガス吸収冷温水機の燃焼設備のうち、製造者が納入する範囲及びガス吸収冷温水機側で燃焼に関係する部分で、強制通風燃焼方式のものに限っている。
平成4年
7月1日
改正
社団法人
日本冷凍空調工業会(JRA)
03 - 3432 - 1671
小形油吸収冷温水機安全基準 JRA 4023 (1992) 冷凍能力が単体で25kW以上186kW未満の小形油吸収冷温水機(JRA4021)に適用している。

【基準の範囲】
この規格で規制する範囲は、ガス吸収冷温水機の燃焼設備のうち、製造者が納入する範囲及びガス吸収冷温水機側で燃焼に関係する部分で、強制通風燃焼方式のものに限っている。
平成4年
7月1日
改正
社団法人
日本冷凍空調工業会(JRA)
03-3432-1671


[ 参考 ] 表6-3 ガスボイラ燃焼設備の安全技術指標、適用燃焼量
[ 参考 ] 表6-3 ガスボイラ燃焼設備の安全技術指標、適用燃焼量

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■ 6.2.海外の燃焼安全規格

出典:ボイラー年鑑 平成12年度版 第7節 「ボイラーの自動制御の動向」 山武 諸星征夫

90年代は、初めて安全規格の世界的整合が行われた時代であった。従来も、世界規格である「ISO(国際標準化機構)」、「IEC(国際電気標準会議)」などの規格があったが、各国の規格が優先し、拘束力もなかった。

ところが、東西冷戦時代の終焉とヨーロッパ連合(EN)創設に端を発し、製品が国境を越えて世界中に流れ、それを使う庶民の生活に重点が置かれるようになり、世界中に同じ安全性が求められるようになった。

当初は、EU統合に伴い、EU内の規格整合から始ったこの動きは、「IEC/ISO」の欧州の事務局であった欧州標準化委員会のCENELEC/CENが1985年に「EN」規格を作成する機関とされていたこともあり、 1993年11月のEU発足の頃から日米も加わって世界的な動きに変わってきたが、EU先行・EU有利に、すなわち、「EN」規格が「ISO/IEC」規格になるというパターンで進められている。

■ 6.2.1.機械ににおける労働災害の日本と欧米の考え方の違い

出典:安全ガイドブック「製造現場における安全方策」 社団法人 日本電気制御機器工業会 2001/11

1. 機械における労働災害の現状

平成11年日本の労働災害の現状は、休業4日以上の労働災害全体の約3割(44,414人)を占め、死亡災害など重篤な災害も多発するなど、依然として労働災害防止上の重要な課題となっている。

2. 欧州と日本の違い

欧州のプレスによる災害発生の件数は、日本の年間約2,000件に対してISO12100のベースとなったBS5304(英国規格)を持つ英国は年間約30件。英国では、休業3日以上の統計であることから、数字以上の開きがあるといわれている。日本の災害の80%は災害を未然に防げたと推察される。また、首都圏で死亡災害を起こした機械設備のうち8割以上が、国際安全規格に相当する基準に適合していれば災害を未然に防げたとも言われている。

図6-1 日本と欧米の安全の考え方の違い
図6-1 日本と欧米の安全の考え方の違い
* これからの日本の労働環境は刻々と変化が予想され、安全の考え方や取り組みも変化が必要になっていると言われている。
生産形態の変化により、ラインへの人手介入が増加
雇用形態の変化(パート/多国籍)/高齢化社会の到来

■ 6.2.2.海外の安全規格・指針の概要

電気/電子技術分野の国際標準化を実施するIEC(国際電気標準会議)、電気/電子以外(機械、管理など)を国際標準化を実施するISO(国際標準化機構)において作成される。

欧州は世界のリーダシップをとり、欧州提案のISO/IEC国際規格を成立させている。実質、欧州規格が国際規格のベースになっている。

1. IEC(International Electrotechnical Commission / 国際電気標準会議)規格の概要

出典:「IEC規格の基礎知識」 財団法人 日本規格協会 '00−11

1906年に設立された非政府間機構、IECは、「電気および電子の技術分野における標準化のすべての問題および関連事項に関する国際協力を促し、これによって国際的意思疎通を図ること」を目的に、1904年にセントルイス(アメリカ)で開催された国際電気大会で批准された決議を受けて1906年に創設された。(発足は1908年10月)設立要綱には、電子、磁気および電磁気、電気音響、電気通信、およびエネルギー生成・分布などすべての電気技術が含まれている。また、用語から、記号、測定法、および性能、信頼性、設計および開発、安全、環境などの一般関連領域も含まれている。

中央事務局(CO)は、スイスのジュネーブに設置されている。会員には56ヶ国(正式会員および準会員を含む)が参加している。また、各国は国内の状況が許す限りにおいて、「IEC」規格を整合させることを求められている。

* 燃焼関連の安全規格として、IEC730-2-5「Particular requirements for automatic electrical burner control systems(自動電気バーナ制御システムのための特殊要求事項)」が1990年に制定され、16種の自動制御機器に対する特殊要求事項が規定されている。当規格は、燃焼安全性制御器に関する唯一の国際規格で、連続運転24時間以上、1時間/1回のセルフチェックなど規定されている。

2. ISO(International Organization for Standardization / 国際標準化機構)規格の概要

出典:「ISO規格の基礎知識」 財団法人 日本規格協会 '00−10

ISOは、国家規格機関の世界的連盟であり、1国あたり1会員となっており、中央事務局はスイスのジュネーブに置かれている。ISOの目的は、製品やサービスの国際協力を容易にし、知的、科学的、技術的および経済的活動分野における国際間の協力を助長するために世界的な標準化およびその関連活動の発展促進を目指すことにある。

ISOは、国際規格の制定作業に生産者、使用者(消費者を含む)、政府および科学団体の利害を反映させている。

ISOの専門的作業の成果は、国際規格として発行される。ISOの活動範囲は、IEC(国際電気標準会議)の担当する電気・電子技術規格を除いたすべての分野での標準化である。ISOは、非政府間機構である。

なお、「ISO」には、1国、1標準化機関のみ参加し、日本は1952年にJISC(日本工業標準調査会)が、加入し、日本工業規格(JIS)で調査、審議を行っている。

図6-2 国際規格(機械ISO/電気IEC)の体系
図6-2 国際規格(機械ISO/電気IEC)の体系
*参考:
JIS(Jpanese Industrial Standards/日本工業規格)とは、日本標準化法(1949年 法律第185号)に基づいて制定される日本の国家規格である。 同法によって設置された日本工業標準調査会(JIS C)の審議を経て主務大臣によって制定され、日本規格協会から発行・頒布される。 「JIS」は食品・農林分野を除く、工業製品の開発、生産、流通、使用を対象に制定されており、その総数は現在約8,500件にのぼる。 なお、「JIS」は、WTO/TBT協定(貿易の技術的障害に関する協定/1995年1月発効)に基づき「ISO」、「IEC」などの国際規格との整合をとって制定されている。

3. EN(Europe Norm / 欧州規格)規格の概要

出典:「ISO規格の基礎知識」財団法人 日本規格協会'00-1

国家規格の地位を与えられ、各国の競合する国家規格を廃止することによって、国家水準での実施の義務を負う「CEN/CENELEC規格」。 CEN会員国の国家規格が可能な限り同一なものになることが重要であるため、一般規則として規定されるもの。

メンバー国はENにその国の国家規格としての地位を与えることによって、ENを実施する義務を持っている。 投票で表明された投票数の71%以上の賛成があれば、正式な加重投票によってENが採用されることになる。 反対投票をしたメンバーもこのENを採用する義務を持つ。

工業炉に関する安全規格として、ヨーロッパ規格委員会では、EN-746(Industrial thermoprocessing equipment)が統一規格として運用されている。

BS EN 298:2003「Automatic gas burner control system for gas burner and gas burning appliances with or without fans」和訳 (財)日本規格協会「ファン付きまたはファン無しガスバーナ及び燃焼器具のための自動ガスバーナ制御システム」によると、恒久運転(24時間以上)の場合、火炎検出器は少なくとも1時間毎に1度、自己点検する機能を有すること・・・と規定されている。

なお、当社のダイナミックセルフチェックバーナコントローラAUR450Cはサブベース、アドバンストUVセンサとの組合せで、AUR450C/Q241A104/AUD300Cとして、EN298(CE-0063BS1427)を取得している。

4. ANSI(American National Standards Institute / 米国規格協会)規格の概要

出典:「ANSI規格の基礎知識」 財団法人 日本規格協会 '00−12

米国における民間の標準化制度の管理・調整機関として、1918年5つの専門技術団体(ASME、ASTMなど)と3つの公的機関によって「ANSI」が設立された。 「ANSI」は、官民を問わず多種多様な専門団体を支援基盤として、米国のみならず「ISO/IEC」を中心とした国際標準化においてもリーダーとして積極的に活動を展開している。

「ANSI」の機能の特徴は、コンセンサスをベースとした任意規格の開発・承認と、適合性評価システムの促進にあり、米国産業界の国際競争力を高め、米国民の市民生活の向上を図ることを第一義的な活動目標としている。 2000年4月からは本部をワシントンD.C.に移し、1,000を超える企業、275の各種技術専門団体(技術団体、貿易団体、労働団体、消費者団体)、35の連邦政府機関を会員にもち、その利益代表として標準化政策を推進している。

日本にとって規格・規準を語るとき、米国規格(特にANSI規格)を無視することは不可能で、ねじ、バルブから原子力、医療、通信機器、宇宙開発まで、多岐にわたる分野で先進的な規格開発をおこなっている。

また、米国では「ISO」の正式の米国代表である「ANSI」を介して、かつ「IEC」の米国国内委員会を通じて「ISO/IEC」の国際規格開発プロセスに直接参加している。

燃焼関連の安全規格として、「ANSI Z21.13:Gas-Fired Low Pressure Steam and Hot Water Boilers」では、燃焼量別に点火シケンスおよびタイミングなどが規定されている。

図6-3 米国規格
図6-3 米国規格

5. UL(Underwriters' Laboratories Inc /米国火災保険業者安全試験所)規格の概要

出典:「UL規格の基礎知識」 財団法人 日本規格協会 '00−11

米国では、任意規格である「UL」規格と「ULマーク」が”事実上の”電気製品などの強制規格として重要な地位を占めている。 「UL」の認定が、米国の市当局、州・連邦レベルの取締り機関によって、ほとんどいたるところで認められているので、メーカ(日本の輸出業者も含めて)は、自社製品の安全性を、個々の州または地方当局に証明する代わりに、「UL」のサービスを利用しているのが現状である。

一方、「UL」の業務は、ISO9000シリーズ(品質を保証するための規格)の認定、EMC(Electromagnetic Compatibility / 電気両立性:電波妨害)、HACCP(Hazard Analysis Critical Contorol Point /危害分析重要管理点:食品の衛生管理規準)などを含め、ますます国際的な広がりを見せ、多くの国において検査業務が行われている。 「UL」では、海外で自社の検査員をおく代わりに、各国の独立の検査機関と提携し、その機関が「UL」のシステムに従って検査サービスを実施している。

とりわけ、わが国はこうした海外における「UL」の検査の大半を占めており、いかに「UL」が日本企業にとって身近な機関であるかを物語っている。

なお、「UL」は、米国代表として「IEC」規格の重要性を理解し、米国産業界および「UL」顧客の立場を考慮して、国際規格との整合化を推進すると同時に、国際規格開発作業に参加している。

燃焼関連の安全規格として、「UL296:Oil Burners」、「UL726:Oil-Fired Boiler Assemblies」は油焚きバーナおよびリミット・インターロック、 点火タイミング、点火タイミングなどが規定されている。また、「UL795:Commercial-Industrial Gas Heating Equipment」ガス焚きも同様にインターロック/リミット、パイロット/メインバルブトレイン、点火タイミングなどが規定されている。
他「UL372:Primary Safety Controls for Gas-and Oil-Fired Appliances-fifth1994」は、バーナコントローラ(プロテクトリレー)が規定されている。

6. FM(Factory Mutual Reseach Corporation/米国産業相互保険機構)規格の概要

8つの火災保険会社から構成されている民間の非営利目的の機関である。 製造工場や他の大きな財産 を火災や爆発、風水害、その他の種類の損失から、さらには、取り扱いや占拠されたりすることから来る損失を含めて、それから守ることを専門的に行っている。

「FM」は、災害の調査結果を非常に多くの資料に発表し、さらに、産業火災防止に関する月刊誌を発行 しており、最近の事故による損失や原因について詳しく記載されている。 なお、米国の大企業の約9割は、「FM」規格を採用している。

燃焼関連の安全規格として、Loss Prevention Data Technical Advisory Bulletio 「Uv Flame Scanner」November 1991 Renumbered January 1992 Factory Mutual から 24時間以上連続運転する燃焼装置の場合、 火炎検出器はセルフチェック付を使用・・・とある。

7. IRI(Industrial Risk Insures:旧FIA規格)規格の概要

米国の保険、証券会社が火災、爆発、暴風というような災害によってもたされ損害を保障する複数の保険会社で構成されている。 それらの保険契約者を援助するために、「IRI」はエンジニアリングも引き受けている。

「IRI」システムと設備を対象としており、システムコンポーネントのテストや認可はせず、主として「UL」に準じている。

燃焼関連の安全規格は、ボイラの燃焼室内の爆発防止に関して種々の制限している。 また、保険契約者に対して「Burner Management for Single Burner Gas-Fired and Oil-Fired Boiler−Furnaces」に、新しいボイラには燃焼安全装置を設置することを義務づけている。

8. NFPA(National Fire Protection Association / アメリカ防火協会)

「NFPA」は、火災からの保護や火災の防止に関する民間機関であり、工業界、商業界、保険業界、政府、消防機関などから構成される。「NFPA」の規定の1つにアメリカ国家電気要領(National Electrical Code :NEC)があり、これはアメリカの配線規定に当たる。

1896年設立、防火・安全設備および産業安全防止装置などについて約300規格を制定、National Fire Code(NFC)として、毎年分冊の規格集も発行されている。

燃焼関連の安全規格は、「NFPA:Single Burner Boiler Operation」では、燃料種別/燃焼量とインターロック・リミット、パイロット/メインバルブトレイン、点火タイミングなど規定されている。 また、「NFPA86:Ovens and Furnaces 、Classes A and B」では、炉や乾燥装置の安全装置における、インターロック/リミット、パイロット/メインバルブトレイン、点火タイミングなど規定されており、工業炉においては最も関係の深い規格である。'97年の改訂により、メインバーナの火炎はパイロットバーナとは別に独立監視するようになっている。
また、「NFPA86:5-3項 安全に供するプログラマブルコントローラ」、燃焼安全装置として認可されていないプログラムコントローラはインターロックのモニターとしては使用できる。燃焼安全と関係のない制御に使用する場合は、インターロックの動作を妨害せず、さらにバーナコントローラ(燃焼安全制御器:プロテクトリレー)に直列に接続される場合に限って使用できる。

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■ 6.3.国内の燃焼安全規格・指標と海外の燃焼安全規格

ここに掲載する燃焼安全規格、指針、指標は燃焼装置を使用した、いろいろな装置に対して、各業界や保険機関が安全を確保するために設けられたものである。 装置の設計段階、稼動後の運転、その後の維持管理など、設計者や使用者にとって安全の確保維持に必要な重要事項を示唆している。

ここに示す概要は、燃焼に関する規格、指針、指標のほんの一部にすぎず、全てを網羅するものではない。また、詳細な内容については、必ず原本にて確認し活用する必要がある。

表6-4 国内の燃焼安全規格・指標と海外の燃焼安全規格

項目 \ 規格 JIS B8415
(2008)
日本ガス協会
(2009)
EN746-2(欧州)
(1997)
NFPA86(米国)
(2007)
工業用燃焼炉の安全通則 工業用ガス燃焼設備の安全技術指標 Industrial thermoprocessing equepment Part2.
Safety requirements for combustion and fuel handling system
Standard for Ovens and Furnaces
制御・操作回路 リスクアセスメントに基づく本質安全設計
(汎用PLCによるソフトウェアインターロックの禁止)
制御・操作回路はフェールセーフ・フールプルーフ化を図る
(汎用PLCだけで燃焼安全のインターロックの構築禁止)
リスクアセスメントに基づく本質安全設計
(EN292)
火災・爆発のリスクを最小とする設計要求
(安全防護措置のあるPLC使用を要求)
インターロック 安全遮断弁の保持回路に直列に設置 燃焼安全制御器や火炎監視リレーの主制御端子に直接接続しなければならない インターロック作動時に直ちに安全遮断を行うこと インターロック設定値が文書化されていること
直接接続すること
安全遮断弁の設置要求
(メインバーナ、パイロットバーナ)
2台直列に設置
(遮断1秒以内)
2台直列に設置
(遮断1秒以内)
2台直列に設置 2台直列に設置
24時間以上燃焼が継続する工業炉の火炎監視装置 *1 1日1回以上自己確認する 1日1回以上自己確認する 連続運転は、自己点検型または定期的なチェック 連続運転は、自己点検型または定期的なチェック
パイロット・メインバーナ火炎の個別監視 個別監視 個別監視 個別監視 個別監視
火炎監視装置における消炎応答時間 4秒以内
(消火安全時間:5秒以内)
4秒以内 *2
(遮断5秒以内)
3秒以内 4秒以内
炉内の過熱防止器の設置 制御用の温度調節計及びその温度検出器と共用してはならない 制御用の温度調節計及びその温度検出器と共用してはならない 制御用の温度調節計及びその温度検出器と共用してはならない 制御用の温度調節計とは共用せず

過昇温防止リミットは、温度表示および手動リセットが必要
スタートチェック時の疑火炎動作 安全遮断及びロックアウト スタート時にチェック要求 スタート時にチェック要求
燃焼空気圧の起動前チェック バーナ起動時、燃焼空気検出装置のチェックを行い、異常時はバーナを起動してはならない バーナ起動時、燃焼空気検出装置のチェックを行い、異常時はバーナの点火動作をしてはならない バーナ起動時、燃焼空気検出装置のチェックを行い、異常時はバーナを起動してはならない
プレパージ風量
(換気回数)
5倍以上 5倍以上 5回完全に実施 少なくとも4倍
プレパージ時の空気流量 最大時の50%以上 最大時の50%以上 最大時の25%以上 最大時の25%以上
点火時のバーナ燃焼量 強制低燃焼点火 低燃焼着火・消火
パイロットバーナ
点火タイミング
10秒以内 10秒以内 5秒以内:70kW以下
3秒以内:70kW超
15秒以内
メインバーナ
点火タイミング
5秒以内 5秒以内 5秒以内:70kW以下
3秒以内:70kW超
15秒以内
直接スパーク点火
(ダイレクト着火)
350kW以下 350kW以下

 58kW未満→5秒以内
117kW未満→3秒以内
350kW以下→2秒以内
350kW以下

70kW以下:5秒以内
70kW〜350kW:3秒以内
感震装置の設置 必要に応じて設置
(震度6以上)
必要に応じて設置
(震度6以上)
*1: 火炎監視装置とは、火炎検出器及び燃焼安全制御器(バーナコントローラ)のこと
*2: 他の規格により、消炎応答時間が指定されている場合は、それに従うこと

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■ 6.4.なぜセルフチェックか?

燃焼安全装置は対象装置の規模、構造、装置全体での重要性、運転方法などにより、対応することが重要である。 万一の故障の場合でも、各種安全性の確認機能を燃焼シーケンスに組み込み、装置全体の安全性を確保することも重要である。

これらの具体的方法は、燃焼安全規格・指針・指標(UL・FM・EN・国内規格・・・など)に示されている機器選定および総合的にシステム構成を組むことによって実現される。

信頼性も高く、幅広く使用されている紫外線火炎検出器の紫外線光電管(UVチューブ)には、故障モードとして「放電せず」と「疑放電(疑似火炎、自己放電)」がある。 この疑放電は、火炎が無い状態でも火炎有りの信号を出す故障モードのため、燃焼装置の安全確保の上でこのチェックが重要になる。 また、火炎検出回路の故障においても同様のことが言える。

燃焼安全装置の安全対策として2つの考え方があり、適用する燃焼装置が異なる。

1. 燃焼装置の起動毎に安全起動チェックを行い、火炎検出器と火炎検出回路の故障の有無を確認する方法―――バッチ運転装置用の燃焼監視装置* を適用
* 燃焼監視装置=火炎検出器と安全制御器(バーナコントローラ)のこと

2. 運転中も常時一定のタイミングで火炎検出器と火炎検出回路を自己点検(セルフチェック)する方法―――連続運転装置用の燃焼監視装置を適用
* 本来、燃焼安全制御器としての機能を考えると、故障時においては、常時、安全サイドに動作(フェールセーフ)することが重要である。
* 各種の燃焼安全規格・指針・指標では、24時間以上の連続運転(燃焼を止めない)する装置において連続セルフチェック(自己点検方式)または1日に1回(IECや欧州規格では1時間に1回)以上の起動チェック(セーフスタート)を要求している。
* プラントの燃焼装置・自動車製造ラインの塗装乾燥装置などは、常識的にセルフチェック方式を採用している。

24時間以上連続して使用する装置は、セルフチェック付きを義務づけられているか?
『工業用燃焼炉の安全通則』JIS B 8415:2008および、『工業用ガス燃焼設備の安全技術指標:2009』日本ガス協会では
燃焼監視装置は、燃焼設備の点火前に火炎の存在する信号がないこと、燃焼監視装置が正常であること等のセルフチェックを行うこと。
24 時間以上燃焼が継続する工業炉に設ける火炎監視装置は、1 日1 回以上、疑似火炎の有無など、動作が正常であることを自己確認すること。
となっている。
もし、連続運転用の燃焼装置にセルフチェック付きを使用してなかった場合は、PL(製造物責任法95年施行)上の問題が発生することがあるか?
バッチ運転用の燃焼監視装置を連続運転用の燃焼装置に使用し、製品故障がもとで事故が起きた場合は、PL上の責任が問われることは否定できない。法的義務は無くとも、JISおよび業界指標が発行されていることを装置メーカは知っておく必要がある。
セルフチェック付きのシステムを使用していれば絶対安全か?
火炎検出器に限らず、燃焼装置に使用されている部品の故障モードは、全てが安全サイドに動作するものではない。 例えば、リレー出力の接点溶着などは避けられない故障モードがある。 従って、起動時のチェックや保守点検・定期点検をおこなうことにより、装置や部品の性能を維持することが重要である。

■ 6.4.1.国内のJIS規格および各業界の自主的指標

1. 「工業用燃焼炉の安全通則」   JIS B 8415:2008 平成20年11月 財団法人 日本規格協会

5.4.5.の火炎監視装置の一般事項
バーナ点火前に、疑似火炎のチェックを行い、正常であればバーナを起動し、 もし疑似火炎等の異常がある場合は、起動せずにロックアウトする安全起動チェックの機能があること。
連続して24時間以上継続燃焼するバーナ用の火炎監視装置は、1日1回以上、 疑似火炎のチェックを行い動作が正常であることを自己点検する機能のあること。

2. 「工業用ガス燃焼設備の安全技術指標」  平成21年1月 社団法人 日本ガス協会

5.4. 燃焼安全装置 (2) 燃焼監視装置 1)【一般事項】
火炎監視装置は、ガス燃焼設備の点火前に火炎が存在する信号が無いこと、監視装置が正常であること等のセルフチェックを行うこと。
24時間以上燃焼が継続するバーナに取り付ける火炎監視装置は、1日1回以上、擬似火炎の有無など、動作が正常であることを自己確認すること。

3. 「ガスボイラ燃焼設備の安全技術指標」  平成12年6月 社団法人 日本ガス協会

III安全技術指標4-2 (3) 燃焼監視 装置
「スタート時にセルフチェック機能を有する燃焼監視装置を設置し、燃焼監視を行うこと。」
「24時間以上燃焼が継続するバーナに取り付けた燃焼監視装置は、1日1回以上疑似炎の有無を実際に確認することが望ましい。」

4. 「家庭用及びこれに類する用途の自動制御装置−第2-5部:バーナ制御システムの個別要求事項」
 
 JIS C 9730-2-5:2004 財団法人 日本規格協会

バーナ制御回路は、バーナ起動時の火炎存在しない時に、故障のために火炎信号が発生した場合、 プレパージを維持するとか、運転に入らないとか、ロックアウトする等の安全起動チェック機能を有するものでなければならない。
連続運転の場合、少なくとも1時間に1回の自己診断機能も持っていること。

■ 6.4.2.海外の燃焼安全規格・指針・指標

1. 欧州規格EN 746-2 1997「Industrial thermoprocessing equipment − Part 2: Safety requirements for combustion and fuel handling systems *
( *:工業用熱加工装置第2部:燃焼および燃料処理システムの安全性要件 )
によると24時間以上連続運転するバーナの場合、燃焼監視装置はセルフチェックタイプを使用・・・とある。
2. 「NFPA86 Standard for Ovens and Furnaces 2007 Edition *
( *:オーブンと炉のスタンダード2007年度版 )
によると燃焼監視装置は安全スタートチェック機能を持ち、連続運転装置に使用する場合は、セルフチェック方式の火炎監視装置を使用・・・とある。
3. 燃焼関連のFM規格として、Loss Prevention Data Technical Advisory Bulletin 「UV Flame Scanners」November 1991 Renumbered January 1992 Factory Mutual Systemによると24時間以上連続運転する燃焼装置の場合、火炎検出器はセルフチェックを使用・・・とある。
4. 欧州規格EN 298 2003「Automatic gas burner control systems for gas burners and gas burning appliances with or without fans *
( *:ファン付きまたはファン無しガスバーナ及び燃焼器具のための自動ガスバーナ制御システム )
によると、恒久運転(24時間以上)の場合、火炎検出器は少なくとも1時間毎に1度、自己点検する機能を有すること・・・とある。

* 2012年3月以前の情報は、旧社名が使われている場合があります。ご了承ください。

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