静電気の発生メカニズムについて教えてください。
会社のパルプ製造ラインの中の粉砕機が燃えました。
高速で回転し紙を紙粉にしているのですが
その最中に爆発音がし後続のダクトから出火しました。
通常、粉砕機内は高温(約100度)になりますが
それで燃えることは考えられません。
季節柄、乾燥しているため静電気の発生は考えられますが
静電気で爆発を起こすことがあるんでしょうか?
ちなみに、粉砕機にはアースはとっていません。
地元の消防では静電気と考えているようです。

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A 回答 (7件)

静電気は、導電体でない物質同士の摩擦によって生ずる、電荷の偏りである、摩擦電気ともよばれるものです。

導電体でないものとは、ゴムやエボナイトや絹・ガラスなどの電気を通さない(通しにくい)物質のことです。これらが、回転などの摩擦によって、一方が正に、他方が負に帯電する現象です。この二者が接近したり、接触すれば、この電気が流れる(放電現象)となります。毛糸とナイロンの接触での「パチパチ」現象はこの原理です。
 工場では当然、導電体でない物質の摩擦がありますから
静電気が発生し、放電による粉体への引火、火災となり得ます。
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事故の状態から推測すると粉塵爆発したと考えられます。


可燃性の粉体は爆発性がありその粉体に点火する原因の多くが静電気です。
事例として最近千葉の化学工場も静電気により火災が生じたと報じられていました。
パルプの粉砕時生じたパルプ粉がどの程度エネルギーで引火するか不勉強でお答えできませんが。
労働省産業安全技術協会(防爆関係の役所)に事故事例報告書がたくさん保管されていますので閲覧、及び今後の対策をアドバイスしてもらうと良いでしょう。
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何かの漫画でも見たことがある粉塵爆発だと思います。


ガスに空気と混ざった状態では、
静電気の火花が飛ぶとすぐに引火、爆発します。
小麦粉や砂糖、炭の粉などがたくさん舞っている状態は、
まさにガスと同じような性質を持ちます。
これだと火花だけで引火、爆発する可能性があります。
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ちょっと実験してみましたが、乾燥した紙は千切るだけで帯電するようです。

そういえばシュレッダーの紙ごみも塊になりやすいですね。アースだけで解決するんでしょうか?
静電気の火花がきっかけで粉塵爆発を起こしたというのが一番ありそうに思われます。
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事故原因の究明という観点からは現場調査なくして論じるのは無理であるのは当り前という事を踏まえつつ投稿の文章からだけの前提でのお話です。



まず、OKwebの過去記事の中にも静電気についての記事がありました。
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=1709


ところで、今回の質問のほうで

> 静電気で爆発を起こすことがあるんでしょうか?

とおっしゃっていますが、邪推でしたら申し訳ないのですがひょっとしてその装置の粉塵爆発は想定していないということでしょうか?
もししていないとすればその装置の中の主生成物の粒形や粉塵濃度が十分低く制御されるように設計されているのでしょうか?また予期しない微細粉塵が装置に蓄積したり発生しない様に設計されているのでしょうか?
そうでない場合、どんな爆発性危険物を扱う場合においてもアースって取る物ではないでしょうか。
静電気が発生するかどうかは実際のその装置がどうなっているかが解らないので解りませんが、一定濃度以上の粉塵が存在する所で静電気の放電があれば着火して不思議な事はないでしょう。
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 追加です。

粉体を扱っておられるのを考慮に入れませんでした。粉体は粉塵爆発という特殊な機構で、一定の割合で空気と混じり合うと大変な爆発を起こします。
 炭坑で炭塵による爆発は、トロッコなどの火花がこれに引火して引き起こされたものです。
 工場では粉塵が生じていますのでこの危険性は「大」です。
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回転の摩擦で静電気を帯び放電すれば火花が出るので、


その高温が紙粉の引火点(何度か知りませんが)に達していれば当然出火が考えられるでしょう。
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文献やインターネットで検索すると、「直流では電食が問題となる・・・」とか、「交流では電食はあまり問題とならない・・・」などとありますが、直流と交流で電食の現象に違いがあるのはどうしてなのでしょうか?

Aベストアンサー

電食の原理は電解液に接している金属にプラス方向の電気が流れた時に、金属から電子が放出されてイオン化することで生じます。それはイオン化した金属が溶け出てしまうことによります。

交流の場合は、電気のブラスマイナスが交互しますが、直流の場合は一定方向に流れていることから、金属がプラス側となって電子が放出され続ける時間が長くなることが原因だと思います。

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燃えるのと爆発するのは
どう違いますか?

見たら分かるじゃんと言われそうですが
確かにそうなのですが
昔から分からないのです

知人に聞いたところ
固体・液体だったら燃えて
気体だったら爆発するんじゃね?
なんて言っておりましたが
それは正しいですか?

小学校しか行っていない当方にも分かるように
教えてくださいませ。

Aベストアンサー

「爆」という文字は、
 ・はじける
 ・はぜる
といった「勢いが良いさま」を意味に持つ文字です。

「爆発的人気」、「爆発的な売れ行き」、「爆発的な人口増加」といった表現がありますよね。
つまり「爆発」とは一般に、急激な変化(主に増加)を伴う事柄を指して言う言葉です。
「非常に勢いよく燃える」ことも、温度変化による体積の急激な膨張を伴うため「爆発」の一種なのです。


先の回答にもありますが、火薬類はまとまった量を押し固めると「爆発」するものの、少量ずつであれば普通に「燃やす」ことができます。また、家庭用のガスコンロではガスを「燃やして」いますが、これがガス漏れしてある程度の量が一度に「燃える」と、燃焼熱により体積が急激に膨張して屋根を吹き飛ばしたりといった衝撃を伴う「爆発」となるのです。


爆発に似たものに、「破裂」というのものがあります。
風船の破裂など、ご存知ですよね。

風船などは内部の圧力が少ないのでたいした衝撃はありませんが、高圧のガスボンベなどが「破裂」した場合は「爆発」と同じです。ドライアイスを炭酸ペットボトルに閉じ込めて「破裂」させたものも、急激な体積変化を伴て膨張するものですから小規模な「爆発」と言えるのです。


はい、まとめ。
「爆発」=急激な膨張を伴う現象。体積が増えるため、衝撃を伴う。
「燃える」=短時間の内におきる酸化反応現象。発熱や発光などを伴う。
つまり、「爆発」は「燃える」の一つの形です。

「爆」という文字は、
 ・はじける
 ・はぜる
といった「勢いが良いさま」を意味に持つ文字です。

「爆発的人気」、「爆発的な売れ行き」、「爆発的な人口増加」といった表現がありますよね。
つまり「爆発」とは一般に、急激な変化(主に増加)を伴う事柄を指して言う言葉です。
「非常に勢いよく燃える」ことも、温度変化による体積の急激な膨張を伴うため「爆発」の一種なのです。


先の回答にもありますが、火薬類はまとまった量を押し固めると「爆発」するものの、少量ずつであれば普通に「燃やす」こと...続きを読む

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こんにちわ。
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時間がないため回答は一ヵ月後になります。
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ただ、1600℃となると化学的に分解したり結晶構造が保てなくなる物もあります。

Qリレーコイルの電食に関する質問

温度・湿度ともに高い状態で長時間使用するとき、リレーコイルは直流電圧をかけるとコイルが電気的に腐食される、いわゆる電食が発生しコイルが断線するそうです。

しかし電源の(-)側をアースした状態でコイルの一方はスイッチを介して(スイッチ切で)マイナス電極に接続し、もう一方はプラス電極に接続したときも電食が発生するそうです。

そこで
1.原則は電源の(+)側をアースする。
2.もし電源の(-)側をアースする場合、接点(またはスイッチ)を電源の(+)側に入れる。
3.アースしない場合、アース端子とコイル(+)側を接続する。

ことを主に行うのですが、なぜ電食が発生し、その結果上3つの対策が有効なのでしょうか?

Aベストアンサー

1. 電源の(+)側をシャーシアースしてください。(全リレー共通)
2. やむ得ず電源の(-)側をアースする場合、またはアースのできない場合
1) 接点(またはスイッチ)を電源の(+)側に入れてください。全リレー共通)
2) アース端子が不要の場合はアース端子とコイル(+)側を接続してください。NFおよびNRアース端子付)
3. 電源の(-)側をアースし、かつ(-)側に接点(またはスイッチ)を入れることはお避けください。(全リレー共通)
4. アース端子付リレーの場合、アース端子の効果(感電防止、ノイズ防止)を考慮しないときは、アース接続をしない方が電食防止に役立ちます(3の場合を除く)


やっぱりね 変だと思った・・・

これを要約すると

電食と言うのは、微細な電流が流れて・・・・・
結果、電子の移動によって腐食されるものです

したがって、電位差が無ければ起こらないのす

上のやり方は、電位差をいかに少なくする(なくする為の)為の手法です

アースを繋ぐことにより電位が一定になります
したがって、電食が起こる為の微細な電気が流れないのです

ただ、機械の設計方法により意味があるのもありますので、全部が有効にはなりません

No2の数十キロVをかけたボイラの電食はこれは誘導に電流によるものですね
電圧が高いと 簡単にうず電流などがシャシーに発生するの起こるんですね

 防ぐのは難しいですが


1. 電源の(+)側をシャーシアースしてください。(全リレー共通)
これは FGを接続すれば誘導による電気等がFGなら逃げます
結果として同じ電位になりますので腐食が発生しにくいいことになります

2. やむ得ず電源の(-)側をアースする場合、またはアースのできない場合
1) 接点(またはスイッチ)を電源の(+)側に入れてください。全リレー共通)

これはFGと同じ電位にたもつためです

3. 電源の(-)側をアースし、かつ(-)側に接点(またはスイッチ)を入れることはお避けください。(全リレー共通)

 マイナスに入れると、FGとの接続から浮く時がありますので、電位差が発生する可能性があるってことですよ


2) アース端子が不要の場合はアース端子とコイル(+)側を接続してください。NFおよびNRアース端子付)

これ説明変気がしますね
たぶん、

 リレーのが抜けてますね・・それならば判るが・・

1つ疑問が・・・・このリレー
 プラス設置で使う為のリレーに思えるが・・・・

  それと

 G グランドと
 FG フレームクランドは別物ですが・・・・

 最初から GとFGを繋いで置くのか・・・
 切り離して使うのか
 どっちなんでしょうかね・・・

1. 電源の(+)側をシャーシアースしてください。(全リレー共通)
2. やむ得ず電源の(-)側をアースする場合、またはアースのできない場合
1) 接点(またはスイッチ)を電源の(+)側に入れてください。全リレー共通)
2) アース端子が不要の場合はアース端子とコイル(+)側を接続してください。NFおよびNRアース端子付)
3. 電源の(-)側をアースし、かつ(-)側に接点(またはスイッチ)を入れることはお避けください。(全リレー共通)
4. アース端子付リレーの場合、アース端子の効果(感電防止、ノイズ防止)を考慮し...続きを読む

Qプラスチックごみはよく燃えますが、燃えても有害なガスが出ないと表記して

プラスチックごみはよく燃えますが、燃えても有害なガスが出ないと表記してあるものを適当な装置(石油ストーブのようなもの)を用いて個人住宅で安全に暖房に使えないものでしょうか。

Aベストアンサー

炭素と水素から出来ているプラスチックで構造がパラフィン(ワックス)に似ている樹脂は、原理的には、完全に燃やせて有害なガスも出ません。
ただ、完全に燃やすにはそれ相応の焼却炉や釜が必要です。

樹脂の分子は鎖の様に構造単位が繋がったもので、加熱されるとまず
溶け出し、それから熱分解し徐々に短く小さくなり、燃え易くなります。
ブタン(カセットコンロ用)、プロパン、エタンとメタン(都市ガスや
バイオガスの主成分)は完全燃焼します。しかし、ここまで分解する
過程で出てくる揮発成分やガス成分は炉や釜の中での滞留時間中には
燃焼せず焼却設備から出る悪臭成分となります。
(ポリスチレンもCとHからなる樹脂ですが、構造単位中のベンゼン環が
分解時に多量の酸素を必要とする(分解し難い)ので、悪臭と大量の煤が
発生します。)

これを避けるのは簡単で、炉や釜の温度を十分高くし、かつ十分な量の
空気を送り込む。加えて、悪臭成分が出た場合にそれを後燃焼させる
アフターバーナーを付ければ、排気ガスは原理的には無害です。
ただ、燃焼温度を700℃以上に上げると、空気中の窒素Nと過剰供給酸素O
が反応してNOxが発生し、ジーゼル車の臭いがします。

簡単な釜を自作して使った事が有りますが、樹脂中に塩ビ樹脂やナイロンが混じり易く悪臭(塩素ガスやシアンガス)が出ますので、使うのは
すぐ止めました。

それ相応の設備として、燃焼原料管理、温度管理、供給空気量等の燃焼
条件管理、排気ガスモニタリングとフィードバック等を備えれば
プラスチックの燃料化は可能ですが、家庭用は難しいと言うのが現状で
しょう。

炭素と水素から出来ているプラスチックで構造がパラフィン(ワックス)に似ている樹脂は、原理的には、完全に燃やせて有害なガスも出ません。
ただ、完全に燃やすにはそれ相応の焼却炉や釜が必要です。

樹脂の分子は鎖の様に構造単位が繋がったもので、加熱されるとまず
溶け出し、それから熱分解し徐々に短く小さくなり、燃え易くなります。
ブタン(カセットコンロ用)、プロパン、エタンとメタン(都市ガスや
バイオガスの主成分)は完全燃焼します。しかし、ここまで分解する
過程で出てくる揮発成分...続きを読む

Q電食は海水の方がおきやすい?

清水と海水では電食のおきる速度は違うのでしょうか?

Aベストアンサー

電食とは異種金属が接触して通電性の液に浸された場合、低電位な金属が+、高電位な金属が-となり、局部電池を構成して+側の金属がイオン化し腐食することで、通電性の高い液体であればあるほど腐食は進むことになります。清水に比べて海水は塩化ナトリウムなどの濃度が高く通電性は清水よりもはるかに大きいものです。電食による腐食の速度は清水に比べてはるかに早いですね。海岸近くでは鉄などの腐食が進みやすいですね。

Q粉砕痕

 兵庫の列車脱線事故で「粉砕痕」というのが話題になっていますが、JRは置き石の可能性が高いと言っています。しかし現場近くで目撃していた人は、数分間隔で列車が走っており、その間に誰かが置き石をすることはありえないと言っています。
 電車に関して素人の私が考えるに、脱線した前方の車両(車輪)が巻き上げた砂利を後方の車両(車輪)が踏み潰した可能性もあるのではないかと思ってしまうのですが、こうした可能性はありえないのでしょうか。少し疑問に思ったので、ご意見をお願いします。

Aベストアンサー

 あなたのご意見は、十分考えられると思います。「粉砕痕」が見つかった位置が停止した最後部の車両の5m後ろ、脱線痕の始まりが最後部の車両の後部から11mということですから、合計16m。

 一方時速80キロで走っていた自動車が衝突した際に外れた部品が40m飛んでいたという事故検証例があることを考えると、あの電車の走行速度と質量を考えれば、脱線時に跳ねた石が16mぐらいは後方に飛んで、たまたまレールと車輪の間に挟まるということは有り得ると思います。

 それよりも、置石が脱線の直接の原因だとすると、「粉砕痕」が見つかった位置から車輪のフランジがレールの上に乗り、やがて脱線するまでの16mの間にわたってレールの表面にタテ線状の痕跡が残るはずですし、それにしても脱線痕があまりにも先過ぎることに疑問が生じます。

 なによりも、JRが事故発生直後から責任回避をねらったのではないかという疑念を拭い去ることができません。


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