火災とは３～燃焼現象の基礎知識～

火消しとして知っておきたい！

燃焼現象の基礎知識！

こんにちは。消防隊の健二です。

私は紺色の服を着ているポンプ隊（消防隊）なので火災の際の一番の任務は火を消すことです！

みなさんは火災が何で発生するのか、なぜ燃焼現象は継続するのか、燃焼とはいったい何が燃えているのかを知っていますか？

そんな消火を専門とする消防士として知っておかなければならないのが燃焼現象のメカニズムです。

追求していくとかなり濃い内容になりますが、今回は「燃焼現象の基礎知識」ということで基本的な事項をピックアップして書いていきたいと思います。

燃焼の三要素

まず最初に燃焼の三要素についてです。

燃焼とは、一般的に空気中又は酸素中で物質が激しい酸化反応によって熱と光を発生する現象のことをいいますが、この燃焼現象が起こる条件として以下の３つの要素があります。

①可燃物

②熱源（発火エネルギー）

③空気（酸素）

とこの３つの要素が必要になります。

これを燃焼の三要素といいそのうちのどれか１つでも欠けると燃焼は起きません。

したがって可燃物と空気が混ざり合っていても熱が加わるまで燃焼は起こりません。

なんとなく想像できると思います。

最近では３つの要素に加えて「連鎖反応」を加えた四要素存在しなければ燃焼が継続しないという考え方もあるようです。

燃焼の種類

可燃性物質の燃焼は、液体、気体、個体によってそれぞれ燃焼の形態が異なり、また、酸素の供給形式によって変わってきます。

ここでは各物質による燃焼のシステムを簡単に説明したいと思います。

⑴液体の燃焼

可燃性の液体の燃焼は、蒸発した気体が空気と混じり合って燃焼しています。このような燃焼を「蒸発燃焼」といいます。

可燃性の液体と聞いて思いつくもののうち代表的なものにガソリンがあると思いますが、実はあのガソリン自体は燃えないのです！

基本的に地球上に燃える液体など存在しません。

上記の説明にもありますが、可燃性の液体が蒸発するとそれは可燃性の気体となります。実際にはその気体が燃えていて液体が燃えている訳ではないのですね。

ガソリン等の燃料類は非常に気化しやすいため燃料として都合が良くよくつかわれているということです。

⑵気体の燃焼

可燃性の気体は、空気とある一定範囲内で混合した場合に燃焼します。

こちらはつまり空気に対して可燃性の気体が薄すぎたりすると燃焼しないということでもあります。

可燃性の気体が薄いと燃えないと聞くとなんとなくイメージできると思いますが、面白いのはこの可燃性の気体が空気に対して濃すぎても燃焼は起こらないということです。

ですので消防隊は可燃性の気体が室内に充満している場合でも、燃焼の範囲を把握していて、適切な状態でなければ容易に換気をすることはできないのです。

⑶固体の燃焼

物質によってそれぞれ、木炭・コークスのように固体表面で酸素と反応して燃焼するものと、木材のように熱分解によって可燃性ガスが発生し、それが燃焼するもの。そしてナフタリンのように熱せられた個体から発生した蒸気が燃焼するものなどがあります。

それぞれ「表面燃焼」、「分解燃焼」及び「蒸発燃焼」といいます。

各物質や燃焼方法によって引火点や発火点が変わってくるのでそのおおよその数値も頭に入れておかなければなりません。

消防って意外と頭を使うんですよ！（笑）

燃焼に関する定義

先ほど少し触れましたが「引火点」「発火点」「燃焼範囲」について簡単に説明してきたいと思います。

⑴引火点

可燃性の液体や固体の表面近くに小さな口火を置き可燃物を徐々に加熱したときに可燃物から発生した蒸気が炎を発して燃え始める現象を引火といいます。

引火が起こる最低液体温度を引火点といいます。

例えば、灯油の引火点がおおむね50℃であることから灯油を容器に入れてマッチ等の火源を近づけても室温では引火しません。

この場合液温を50℃以上に加熱して火源を近づければ燃え始めます。

⑵発火点

可燃性物質を周囲から加熱していき一定の温度に至ると自ら燃え始めます。

この現象を発火といい、このときの最低温度を発火点といいます。

つまり可燃性物質はある一定の温度を超えると、火が存在しない場所であっても燃焼現象を起こし始めるということです。

⑶燃焼範囲

発火して燃焼が起きるためには、燃料となる成分と空気がある適当な割合に混合したときに限られます。

可燃性ガスと空気の混合割合から、可燃性ガスが薄すぎても、濃すぎてもある限度を超えると燃焼は起きません。

濃度の低い方の値を燃焼下限界（爆発下限界）、高い方の値を燃焼上限界といい、この燃焼が起こる範囲を燃焼範囲といいます。

燃焼範囲は爆発範囲、燃焼限界は爆発限界又は可燃限界とも呼ばれています。

まとめ

今回は「燃焼の三要素」「燃焼の種類」「燃焼に関する用語の定義」について書いていきました。

学校の理科や化学の授業みたいですが現場でこの知識があるのとないのとじゃ全然消火活動のしかたが変わってきますし、知らないと消せる火も消せません。

もっとひどいと延焼を拡大させてしまう恐れもあります。

しっかりと勉強して現場で困らないように頭に入れておきましょう(^^)/

おわり

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