Embed Size (px)
Citation preview
参考資料４
ドラム缶に係る可燃性蒸気滞留シミュレ
ーション分析業務成果報告書
2013年 1月
アドバンスソフト株式会社
消防庁危険物保安室 殿
ドラム缶に係る可燃性蒸気対流
シミュレーション分析業務
成果報告書
目次
１．はじめに ...................................................................................................... 2
２ ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュ
レーション実験 .......................................................................................... 3
2.1 目的 .................................................................................................................................. 3
2.2 想定する場所 .................................................................................................................... 3
2.3 シミュレーション内容 ...................................................................................................... 3
2.4 解析モデル ....................................................................................................................... 7
2.5 解析ケース ....................................................................................................................... 9
2.6 解析結果 ......................................................................................................................... 10
2.6.1 case1-1 ......................................................................................................................... 12
2.6.2 case1-2 ......................................................................................................................... 15
2.6.3 case1-3 ......................................................................................................................... 18
2.6.4 case1-4 ......................................................................................................................... 21
３ ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュ
レーション実験 ........................................................................................ 24
3.1 目的 ................................................................................................................................ 24
3.2 想定する地形等 .............................................................................................................. 24
3.3 解析条件 ......................................................................................................................... 24
3.4 解析モデル ..................................................................................................................... 24
3.5 計算格子 ......................................................................................................................... 29
3.6 解析ケース ..................................................................................................................... 30
1
3.7 解析結果 ......................................................................................................................... 31
3.7.1 case1-1 ......................................................................................................................... 34
3.7.2 case1-2 ......................................................................................................................... 36
3.7.3 case1-3 ......................................................................................................................... 38
3.7.4 case1-4 ......................................................................................................................... 40
3.7.5 case2-1 ......................................................................................................................... 42
3.7.6 case3-1 ......................................................................................................................... 44
3.7.7 case3-2 ......................................................................................................................... 47
3.7.8 case3-3 ......................................................................................................................... 50
3.7.9 case4-1 ......................................................................................................................... 53
3.7.10 case4-2 ....................................................................................................................... 56
3.7.11 case5-1 ....................................................................................................................... 59
3.7.12 case5-2 ....................................................................................................................... 61
3.7.13 case5-3 ....................................................................................................................... 63
3.7.14. case6-2 ...................................................................................................................... 65
3.7.15. case6-3 ...................................................................................................................... 67
3.7.16. case6-4 ...................................................................................................................... 69
3.7.17. case7-1 ...................................................................................................................... 71
3.7.18. case7-2 ...................................................................................................................... 74
４ まとめ ....................................................................................................... 76
4.1 ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション実
験 .................................................................................................................................. 76
4.2 ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション実
験 .................................................................................................................................. 77
2
１．はじめに
東日本大震災の際、被災地における燃料の不足等から、臨時的に車両・重機等へのドラム缶か
らの供給や貯蔵が多く行われた。これらについての統一的な安全対策として、ドラム缶の集積・
貯蔵に係る保有空地、数量、環境等の目安及びドラム缶からの給油に係る保有空地、換気環境、
静電気対策等の目安等を検討するため、ドラム缶によるガソリン及び軽油の貯蔵、取扱いに係る
可燃性蒸気の滞留範囲について明らかにすることを目的とする。
本業務では以下の 2つのシミュレーション実験を実施した。
１）ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
２）ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
3
２ ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュ
レーション実験
2.1 目的
ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵、取扱いにより発生する可燃性蒸気の滞留範
囲について明らかにするため、気象条件等を考慮したシミュレーション実験を実施す
る。
2.2 想定する場所
平坦な地面に高さ 0.9m、直径 0.6mの円柱型のドラム缶上部の注入口から、200ℓの
ガソリン及び軽油をポンプにより金属携行缶に移し替えることを想定する。
また、容器から 1m、3m、6m 離れた場所に窪地又は壁を設置した場合を想定する。
この場合、窪地は深さ 0.5m、1m、3mで半径が深さと同じ長さの円柱状とし、壁は無
限の高さ及び長さを持ち、1面及び垂直に交わる 2面を想定する。
2.3 シミュレーション内容
(a)可燃性蒸気の濃度シミュレーション
ガソリン及び軽油の可燃性蒸気の濃度シミュレーションをおこない、25％LEL
（LEL：爆発下限界濃度）、50%LEL、LELに対する範囲について出力する。
(b)気温条件
20℃及び 32℃について実施する。
(c)風速条件
0m/s、1m/s、3m/s、5m/s、それぞれについて実施する。なお、シミュレーション
の試算を実施した際、風速が大きい場合に風による可燃性蒸気の拡散の影響が大きく、
有意なシミュレーションとならない場合は、当該風速条件のシミュレーションは実施
しない。
(d)漏えい条件
ガソリン蒸気及び軽油蒸気は金属携行缶注入口から漏えいするものとし、具体的な
条件は以下の通りである。
本解析で参考にしたポンプを図 2.1に示す。
本ポンプは 1回転当たり 240ccであり、本解析では 1秒間に 0.5回転を想定する。
4
したがって流量は 7.2[L/min]となる。注入口から漏えいするガソリン蒸気の漏えい速度
も同じ流量と考え、注入口の直径が 50mmであることから、漏えい速度は 0.061m/s
とる。
図 2.1 参考としたポンプ
5
(e)金属携行缶
金属携行缶の寸法については、表 2.1に示すように代表的な形状を参考にし、口径
50mm、高さ 470mm、幅 350mm、奥行き 170mmとした。図 2.2以降に金属携行缶
解析モデルを示す
表 2.1 金属携行缶
会社名 型番 口径[mm] H[mm] W[mm] D[mm] 体積[m3]
矢澤産業株式会社 YG-20 45 273 429 303 35.5
矢澤産業株式会社 TG-20 46.6 473 350 170 28.1
田巻製作所 TS-S20 45 190 255 455 22.0
解析モデル 50 470 350 170 28.0
6
図 2.2 解析モデル（全体図）
図 2.3 金属携行缶（拡大図）
金属携行缶
7
図 2.4 金属携行缶注入口
2.4 解析モデル
解析は３次元モデルとし、時間経過ともに発生した可燃性蒸気が拡散する範囲の蒸
気濃度を３次元的に求める。
注入口
8
鉛直断面図
水平断面図（対称性を考慮し、解析空間は 1/2とする）
※1：濃度の広がりによって変更する場合がある
図 2.5 解析モデル
x
y
1.0m 約 10.0m（※1）
約 5.0m
x
z
金属携行缶 可燃性蒸気漏えい
対称境界
解析領域
風
風
解析領域外
1.0m 約 10.0m(※1)
約 5.0m
9
2.5 解析ケース
表 2.2に解析ケース一覧を示す。
表 2.2 実施解析ケース案
No. ケース名 気温[℃] 風速
［m/s］
1 case1-1 32 0
2 case1-2 32 1
3 case1-3 32 3
4 case1-4 32 5
10
2.6 解析結果
ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション実
験の解析結果を以下に示す。
表 2.3、2.4にはガソリン蒸気濃度 100%LEL、50%LEL及び 25%LELの注入口からの水
平方向の到達距離と鉛直方向の到達距離をまとめた。
図 2.8以降にはガソリン蒸気濃度 100%LEL、50%LEL及び 25%LELを等値面図を鉛直
断面に垂直な方向（図 2.6）と水平断面に垂直な方向（図 2.7）から見た図を示す。
図 2.6 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）
図 2.7 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）
x
z
x
y
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
11
表 2.3 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.18 0.18 0.21
case1-2 1 32 0.33 0.54 0.90
case1-3 3 32 0.05 0.18 0.41
case1-4 5 32 0.03 0.05 0.28
表 2.4 ガソリン蒸気濃度鉛直方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.23 0.26 0.26
case1-2 1 32 0.05 0.08 0.08
case1-3 3 32 0.03 0.05 0.05
case1-4 5 32 0.03 0.03 0.05
12
2.6.1 case1-1
風速 0[m/s]、気温 32[℃]
図 2.8 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）100％LEL
図 2.9 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）100％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
13
図 2.10 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）50％LEL
図 2.11 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）50％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
14
図 2.12 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）25％LEL
図 2.13 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）25％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
15
2.6.2 case1-2
風速 1[m/s]、気温 32[℃]
図 2.14 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）100％LEL
図 2.15 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）100％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
16
図 2.16 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）50％LEL
図 2.17 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）50％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
17
図 2.18 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）25％LEL
図 2.19 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）25％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
18
2.6.3 case1-3
風速 3[m/s]、気温 32[℃]
図 2.20 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）100％LEL
図 2.21 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）100％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m]
2.0[m]
19
図 2.22 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）50％LEL
図 2.23 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）50％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
20
図 2.24 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）25％LEL
図 2.25 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）25％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
21
2.6.4 case1-4
風速 5[m/s]、気温 32[℃]
図 2.26 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）100％LEL
図 2.27 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）100％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m]
2.0[m]
22
図 2.28 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）50％LEL
図 2.29 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）50％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
23
図 2.30 ガソリン蒸気濃度出力（鉛直断面）25％LEL
図 2.31 ガソリン蒸気濃度出力（水平断面）25％LEL
1.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 2.0[m]
24
３ ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュ
レーション実験
3.1 目的
ドラム缶からのガソリン及び軽油流出により発生する可燃性蒸気の滞留範囲につい
て明らかにするため、気象条件等を考慮したシミュレーション実験を実施する。
3.2 想定する地形等
平坦な地面に、ガソリン及び軽油 200ℓを満たした半径 2.5m、高さ 0.01mの円形の
容器（オイルパン）を設置した場合を想定する。
また、容器から 1m、3m、6m離れた場所に窪地又は壁を設置した場合を想定する。
この場合、窪地は深さ 0.5m、1m、3mで半径が深さと同じ長さの円柱状とし、壁は無
限の高さ及び長さを持ち、1面及び垂直に交わる 2面を想定する。
3.3 解析条件
(a)気温条件
20℃及び 32℃について実施する。
(b)風速条件
0m/s、1m/s、3m/s、5m/s、それぞれについて実施する。なお、シミュレーション
の試算を実施した際、風速が大きい場合に風による可燃性蒸気の拡散の影響が大きく、
有意なシミュレーションとならない場合は、当該風速条件のシミュレーションは実施
しない。
(c)ガソリン蒸気漏えい条件
オイルパンからのガソリン蒸気蒸発速度は、平成 23年度「給油取扱所に係る可燃性
蒸気滞留シミュレーション分析業務」で用いたデータを採用した。
3.4 解析モデル
解析は、３次元モデルとし、時間経過ともに、発生した可燃性蒸気が拡散する範囲
の蒸気濃度を３次元的に求める、解析モデルは基本的に前節の金属携行缶の場合と同
様とする。
25
鉛直断面図
水平断面図
（対称境界を考慮し、１／２空間とした）
図 3.1 解析モデル案（窪地がある場合を含む）
x
y
1.0m
約 5.0m
x
z
対称境界
風
風
窪地
窪地
1.0m
約 5.0m
1m、3m、6m 半径 0.5m、3m
可燃性蒸気漏えい
5.0ｍ（半径 2.5m)）
解析領域
解析領域外
26
鉛直断面図
水平断面図
（対称境界を考慮し、１／２空間とした）
図 3.2 解析モデル案（壁が 1面ある場合）
x
y
x
z
可燃性蒸気漏えい
風
壁
壁
1.0m 1m、3m、6m
約 5.0m
1.0m 1m、3m、6m
約 5.0m
対称境界
風
可燃性蒸気漏えい
5.0ｍ（半径 2.5m)）
解析領域
解析領域外
解析領域
27
鉛直断面図
水平断面図
（対称境界を考慮し、１／２空間とした）
図 3.3 解析モデル案（壁が 2面ある場合）
x
y
x
z
風
1m、3m、6m
約 5.0m
対称境界
風
1.0m
1m、3m、6m
約 5.0m
可燃性蒸気漏えい
5.0ｍ（半径 2.5m)）
解析領域
解析領域外
壁
28
鉛直断面図
水平断面図
（対称境界を考慮し、１／２空間とした）
図 3.4 解析モデル案（壁の位置が 0mの場合）
x
y
x
z
解析領域外
壁
約 10m
約 5.0m
対称境界
解析領域 風
約 10m
約 5.0m
壁
可燃性蒸気漏えい
5.0ｍ（半径 2.5m)）
29
3.5 計算格子
図 3.5に計算格子図、図 3.6に解析モデル図を示す。
図 3.5 計算格子図（格子点数：205720）
図 3.6 解析モデル図
オイルパン
30
3.6 解析ケース
表 3.1に解析ケース一覧を示す。
表 3.1 実施解析ケース
No. ケース名 気温[℃] 風速
［m/s］
平地/窪
地/壁
窪地位
置[m]
窪地
サイズ
[m]
壁位置
[m]
壁面数
ｖ case1-1 32 0 平地
2 case1-2 32 1 平地
3 case1-3 32 3 平地
4 case1-4 32 5 平地
5 case2-1 20 1 平地
6 case3-1 32 1 窪地 1.0 1.0
7 case3-2 32 1 窪地 3.0 1.0
8 case3-3 32 1 窪地 6.0 1.0
9 case4-1 32 1 窪地 3.0 0.5
10 case4-2 32 1 窪地 3.0 3.0
11 case5-1 32 1 壁 1.0 1
12 case5-2 32 1 壁 3.0 1
13 case5-3 32 1 壁 6.0 1
14 case6-2 32 1 壁 1.0 2
15 case6-3 32 1 壁 3.0 2
16 case6-4 32 1 壁 6.0 2
17 case7-1 32 0 窪地 0.0 1.0 18
18 case7-2 32 0.01 窪地 0.0 1.0 19
31
3.7 解析結果
解析結果としてガソリン蒸気濃度100%LEL、50%LEL及び25%LELの3次元等値面を、
水平断面に投影したものを以下に示す。図 3.7にはオイルパンの位置を示す。
図 3.7 オイルパン位置
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
32
表 3.2 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 気温[℃] 風速[m/s] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 32 0 0.36 0.50 0.57
case1-2 32 1 1.93 10.79 30m以上
case1-3 32 3 1.50 10.07 30m以上
case1-4 32 5 1.21 9.07 30m以上
case2-1 20 1 1.86 9.29 30m以上
case3-1 32 1 2.19 11.22 30m以上
case3-2 32 1 1.92 10.47 30m以上
case3-3 32 1 1.92 10.61 30m以上
case4-1 32 1 1.79 10.76 30m以上
case4-2 32 1 1.81 9.60 30m以上
case5-1 32 1 1.57 9.90
case5-2 32 1 1.16 7.66
case5-3 32 1 0.45 5.06
case6-2 32 1 0.38 2.99
case6-3 32 1 0.27 2.77
case6-4 32 1 0.40 3.01
case7-1 32 0 0.29 0.48 0.75
case7-2 32 0.01 0.83 1.80 3.08
33
表 3.3 ガソリン蒸気濃度鉛直方向到達距離
ケース 気温[℃] 風速[m/s] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 32 0 0.71 0.92 1.03
case1-2 32 1 0.11 0.33 0.46
case1-3 32 3 0.05 0.22 0.27
case1-4 32 5 0.05 0.16 0.22
case2-1 20 1 0.11 0.33 0.49
case3-1 32 1 0.12 0.34 0.44
case3-2 32 1 0.09 0.34 0.44
case3-3 32 1 0.10 0.34 0.46
case4-1 32 1 0.10 0.35 0.46
case4-2 32 1 0.10 0.37 0.53
case5-1 32 1 0.13 0.37 0.42
case5-2 32 1 0.15 0.39 0.46
case5-3 32 1 0.15 0.40 0.50
case6-2 32 1 0.15 0.40 0.51
case6-3 32 1 0.12 0.37 0.48
case6-4 32 1 0.11 0.32 0.39
case7-1 32 0 0.71 0.93 1.02
case7-2 32 0.01 0.69 0.93 1.00
34
3.7.1 case1-1
図 3.8 100%LEL 水平断面図
図 3.9 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
35
図 3.10 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
36
3.7.2 case1-2
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.11 100%LEL 水平断面図
図 3.12 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
37
図 3.13 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
38
3.7.3 case1-3
風速 3.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.14 100%LEL 水平断面図
図 3.15 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
39
図 3.16 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
40
3.7.4 case1-4
風速 5.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.17 100%LEL 水平断面図
図 3.18 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
41
図 3.19 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
42
3.7.5 case2-1
風速 1.0[m/s]、気温 20[℃]
図 3.20 100%LEL 水平断面図
図 3.21 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
43
図 3.22 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 10.0[m]
44
3.7.6 case3-1
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.23 地表面計算格子図
窪地(半径 0.5[m]）
オイルパン
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 7.0[m] 2.0[m]
45
図 3.24 100%LEL 水平断面図
図 3.25 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 7.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 7.0[m] 2.0[m]
46
図 3.26 25%LEL 水平断面図
図 3.27 中央鉛直断面濃度分布図
100%LEL
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 7.0[m] 2.0[m]
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 7.0[m] 2.0[m]
47
3.7.7 case3-2
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.28 地表面計算格子図
窪地(半径 0.5[m]）
オイルパン
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 5.0[m] 2.0[m]
48
図 3.29 100%LEL 水平断面図
図 3.30 50%LEL 水平断面図
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 5.0[m] 2.0[m]
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 5.0[m] 2.0[m]
49
図 3.31 25%LEL 水平断面図
図 3.32 中央鉛直断面濃度分布図
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 5.0[m] 2.0[m]
100%LEL
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 5.0[m] 2.0[m]
50
3.7.8 case3-3
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.33 地表面計算格子図
窪地(半径 0.5[m]）
オイルパン
6.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 3.0[m] 2.0[m]
51
図 3.34 100%LEL 水平断面図
図 3.35 50%LEL 水平断面図
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 3.0[m] 2.0[m]
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 3.0[m] 2.0[m]
52
図 3.36 25%LEL 水平断面図
図 3.37 中央鉛直断面濃度分布図
100%LEL
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 3.0[m] 2.0[m]
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 3.0[m] 2.0[m]
53
3.7.9 case4-1
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.38 地表面計算格子図
窪地(半径 0.25[m]）
オイルパン
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
54
図 3.39 100%LEL 水平断面図
図 3.40 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
55
図 3.41 25%LEL 水平断面図
図 3.42 中央鉛直断面濃度分布図
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
100%LEL
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
56
3.7.10 case4-2
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.43 地表面計算格子図
窪地(半径 1.5[m]）
オイルパン
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
57
図 3.44 100%LEL 水平断面図
図 3.45 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
58
図 3.46 25%LEL 水平断面図
図 3.47 中央鉛直断面濃度分布図
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
100%LEL
1.0[m] 3.0[m] 1.0[m] 5.0[m] 6.0[m]
59
3.7.11 case5-1
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.48 解析モデル
図 3.49 100%LEL 水平断面図
壁 風
主流方向
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
60
図 3.50 50%LEL 水平断面図
図 3.51 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
1.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
61
3.7.12 case5-2
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.52 解析モデル
図 3.53 100%LEL 水平断面図
壁 風
主流方向
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
62
図 3.54 50%LEL 水平断面図
図 3.55 25%LEL 水平断面図
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
3.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
63
3.7.13 case5-3
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.56 解析モデル
図 3.57 100%LEL 水平断面図
壁 風
主流方向
6.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
6.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
64
図 3.58 50%LEL 水平断面図
図 3.59 25%LEL 水平断面図
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
5.0[m] 1.0[m] 5.0[m]
65
3.7.14. case6-2
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.60 解析モデル
図 3.61 100%LEL 水平断面図
壁
風
主流方向
5.0[m] 1.0[m]
5.0[m] 1.0[m]
66
図 3.62 50%LEL 水平断面図
図 3.63 25%LEL 水平断面図
5.0[m] 1.0[m]
5.0[m] 1.0[m]
67
3.7.15. case6-3
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.64 解析モデル
図 3.65 100%LEL 水平断面図
壁
風 主流方向
5.0[m] 3.0[m]
5.0[m] 3.0[m]
68
図 3.66 50%LEL 水平断面図
図 3.67 25%LEL 水平断面図
5.0[m] 3.0[m]
5.0[m] 3.0[m]
69
3.7.16. case6-4
風速 1.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.68 解析モデル
図 3.69 100%LEL 水平断面図
壁
風 主流方向
5.0[m] 6.0[m]
5.0[m] 6.0[m]
70
図 3.70 50%LEL 水平断面図
図 3.71 25%LEL 水平断面図
5.0[m] 6.0[m]
5.0[m] 6.0[m]
71
3.7.17. case7-1
風速 0.0[m/s]、気温 32[℃]
図 3.72 解析モデル
図 3.73 100%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
オイルパン
窪地(直径 1.0[m]）
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
72
図 3.74 50%LEL 水平断面図
図 3.75 25%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
73
図 3.76 中央鉛直断面濃度分布図
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
100%LEL
74
3.7.18. case7-2
風速 0.01[m/s]、気温 32[℃]
図 3.77 100%LEL 水平断面図
図 3.78 50%LEL 水平断面図
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
75
図 3.79 25%LEL 水平断面図
図 3.80 中央鉛直断面濃度分布図
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
1.0[m] 5.0[m] 1.0[m]
100%LEL
76
４ まとめ
ドラム缶によるガソリン及び軽油の貯蔵、取扱いに係る可燃性蒸気の滞留範囲について明らかに
するため、以下の 2つの 3次元流体シミュレーション実験を実施した。
１）ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
２）ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
4.1 ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
本件ではガソリン及び軽油をポンプにより金属携行缶に移し替える状況を想定し、金属
携行缶の注入口から漏えいする可燃性蒸気の挙動についてシミュレーションを実施し、可
燃性範囲について検討・評価した。
注入口からの可燃性蒸気の漏えい量は、金属携行缶へのガソリン注入速度[m3/s]と同じ量
が注入口から流出する条件とした。表 4.1、4.2には可燃性蒸気濃度 100％LEL ,50%LEL 及
び 25%LELの到達距離を、注入口から水平方向と鉛直方向についてまとめた。
全体的に風速の影響については大きくなる（1[m/s]→5[m/s]）ほど希釈される傾向が見ら
れた。これは風速が大きくなるとともに気流の乱れも強くなり、可燃性蒸気が拡散してい
くためと考えられる。ただし、風速が無い場合（0[m/s])よりは風速 1[m/s]の方が到達距離
が長く、微風の領域において風により遠くに運ばれる効果と乱れにより拡散する効果が逆
転するものと考えられる。
到達距離については水平方向について可燃性蒸気濃度 25%LEL濃度で見ると、風速
1[m/s]で 25%LEL濃度が 0.9[m]まで到達するが、鉛直方向については無風（0[m/s]）で
0.26[m]までしか到達しない。鉛直方向についてはガソリン蒸気の比重が約 4であることか
らあまり広がらないが、水平方向については風速 1[m/s]以下あたりでは 1m以上になる可
能性も考えられる。
77
表 4.1 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.18 0.18 0.21
case1-2 1 32 0.33 0.54 0.90
case1-3 3 32 0.05 0.18 0.41
case1-4 5 32 0.03 0.05 0.28
表 4.2 ガソリン蒸気濃度鉛直方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.23 0.26 0.26
case1-2 1 32 0.05 0.08 0.08
case1-3 3 32 0.03 0.05 0.05
case1-4 5 32 0.03 0.03 0.05
4.2 ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション
実験
本件ではドラム缶からガソリン及び軽油が流出したことを想定し、地表面に円形（直径
5m）のオイルパンを設置した場合について可燃性蒸気の挙動をシミュレーションし、可燃
性範囲について検討・評価した。さらにオイルパンの下流側に窪地や壁がある場合につい
ても検討をおこなった。
全体的な傾向としては、風速 1[m/s]、3[m/s]、5[m/s]の中では風速 1[m/s]が水平方向への
到達距離が最も長く、可燃性蒸気濃度 100％LELは約 2m、50%LEL は約 10mまで到達す
る結果となった。また、25%LELについては 30m以上まで広がっている。鉛直方向につい
ては風速が大きいほど到達距離は短くなり、100％LEL についてみると風速 0[m/s]では約
0.7m であるのに対し、風速 1[m/s]では約 0.1m となった。ガソリン蒸気は比重が約 4.0 あ
るが、無風もしくはそれに近い状態では拡散により可燃範囲は広がることがわかった。
気温 32℃と 20℃の違いについては、20℃の方が到達距離が若干短くなっているがあまり
大きな差はない。
窪地の影響については平地と比較して顕著な差が見られず、流動状況を見ても窪地に気
流の巻き込みによる影響が多少出ていたが、流れ込む効果は見られなかった。
78
壁の影響については風が壁に当たった後に壁に沿った方向に流れるため、可燃性蒸気も
壁近傍で高濃度のものが滞留することはなく、濃度分布が風下側へ伸びる形となり、濃度
の到達距離も壁が無いケース（case1-1~case4-2）に比べて到達距離が短くなった。到達距
離が短くなったのは、気流が壁にぶつかり乱れが強くなったため拡散の効果が大きかった
と考えられる。
表 4.3 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 気温[℃] 風速[m/s] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 32 0 0.36 0.50 0.57
case1-2 32 1 1.93 10.79 30m以上
case1-3 32 3 1.50 10.07 30m以上
case1-4 32 5 1.21 9.07 30m以上
case2-1 20 1 1.86 9.29 30m以上
case3-1 32 1 2.19 11.22 30m以上
case3-2 32 1 1.92 10.47 30m以上
case3-3 32 1 1.92 10.61 30m以上
case4-1 32 1 1.79 10.76 30m以上
case4-2 32 1 1.81 9.60 30m以上
case5-1 32 1 1.57 9.90
case5-2 32 1 1.16 7.66
case5-3 32 1 0.45 5.06
case6-2 32 1 0.38 2.99
case6-3 32 1 0.27 2.77
case6-4 32 1 0.40 3.01
case7-1 32 0 0.29 0.48 0.75
case7-2 32 0.01 0.83 1.80 3.08
79
表 4.4 ガソリン蒸気濃度鉛直方向到達距離
ケース 気温[℃] 風速[m/s] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 32 0 0.71 0.92 1.03
case1-2 32 1 0.11 0.33 0.46
case1-3 32 3 0.05 0.22 0.27
case1-4 32 5 0.05 0.16 0.22
case2-1 20 1 0.11 0.33 0.49
case3-1 32 1 0.12 0.34 0.44
case3-2 32 1 0.09 0.34 0.44
case3-3 32 1 0.10 0.34 0.46
case4-1 32 1 0.10 0.35 0.46
case4-2 32 1 0.10 0.37 0.53
case5-1 32 1 0.13 0.37 0.42
case5-2 32 1 0.15 0.39 0.46
case5-3 32 1 0.15 0.40 0.50
case6-2 32 1 0.15 0.40 0.51
case6-3 32 1 0.12 0.37 0.48
case6-4 32 1 0.11 0.32 0.39
case7-1 32 0 0.71 0.93 1.02
case7-2 32 0.01 0.69 0.93 1.00
