表面燃焼とは、固体の表面から中に向かって燃えていく燃焼で、固体表面では熱分解や蒸発を起こすことなく静かに燃えます。
固体と酸素が直接酸化反応する燃焼でもあります。
① 拡散燃焼:可燃性ガスが連続的に供給され、空気と混合しながら燃焼すること。
(例)都市ガス、プロパンガス等
② 予混含燃焼:可燃性ガスと空気あるいは酸素とが、燃焼開始に先立ってあらかじめ混合され燃焼すること。
① 蒸発燃焼(液体の燃焼)
・ガソリン等の可燃性の液体は、液面から蒸発する可燃性蒸気が空気と混合し燃えている。これを蒸発燃焼という。
・液体の燃焼は、内部から燃える内部燃焼や液体の表面で燃える表面燃焼ではない。
(例)アルコール類、ガソリン、灯油等の第4類危険物すべて。
① 分解燃焼:可燃物が加熱されて熱分解しその際発生する可燃性ガスが燃焼する。
(例)木材、石炭、フラスチック等
② 表面燃焼:固体のまま表面で熱分解を起こさず、空気と接触した部分が燃焼する。
(例)木炭、コークス等
③ 内部燃焼:分解燃焼のうち、その物質に含有する酸素によって燃焼する。
(自己燃焼ともいう)
④ 蒸発燃焼:固体を熱した場合、熱分解を起こすことがなくそのまま蒸発してその蒸気が燃焼する。
(例)硫黄、ナフタリン等
危険物取扱者試験では、「燃焼の仕方」を体系的に理解しているかどうかが、合否を分ける重要なポイントになります。
単に「燃える/燃えない」を覚えるだけではなく、どのような条件や仕組みで燃焼が進むのかを押さえることで、危険物の性質や事故防止策が、ぐっとイメージしやすくなります。
ここでは、試験で狙われやすい基本事項に加えて、「表面燃焼」「蒸発燃焼」「分解燃焼」といった具体的な燃焼の仕方にも触れながら整理していきます。
1. 燃焼が起こるための3つの条件
危険物取扱者試験の出発点となるのが、いわゆる「燃焼の三要素」です。
燃焼とは、つぎの3つが同時にそろったときに初めて継続して起こる現象です。
1. 可燃物(燃えるものそのもの)
2. 酸素供給源(空気中の酸素などの支燃性ガス)
3. 点火源(火花、炎、高温の物体など)
このうちどれか一つでも欠けると、燃焼は開始しないか、すでに燃えていた火も消えてしまいます。
【Point】試験では「三要素のうちどれを断てば消火できるか」「どの要素が不足して不完全燃焼になるか」といった形で、理解を問う問題が出されることが多いので、単なる暗記ではなく、具体的なイメージと結びつけて覚えておくことが大切です。
2. 燃焼の仕方の基本分類
燃焼と一口にいっても、その「進み方」や「現れ方」にはいくつかのパターンがあります。
危険物取扱者試験では、この燃焼の仕方をきちんと区別できるかどうかが問われます。
(1) 完全燃焼と不完全燃焼
「完全燃焼」
可燃物と酸素が十分に反応し、主に二酸化炭素(CO₂)と水(H₂O)が生成される燃焼です。
炎が青っぽく、ススや一酸化炭素がほとんど出ない、理想的な状態です。
ガスコンロの青い炎は、完全燃焼に近い例としてよく挙げられます。
「不完全燃焼」
酸素が不足していると、炭素が燃えきらずに一酸化炭素(CO)やスス(炭素の微粒子)が発生します。
一酸化炭素は無色・無臭でも非常に有毒なガスであり、ストーブ事故や車庫内でのエンジン始動などによる中毒の原因となります。
【Point】試験では、「酸素不足 → 不完全燃焼 → 一酸化炭素発生 → 中毒の危険」という流れを理解しておきましょう。
3. 物質によって違う「燃焼の仕方」
ここからは、危険物の種類によって異なる代表的な燃焼の仕方(燃焼形態)を確認していきます。
ここで登場する「表面燃焼・蒸発燃焼・分解燃焼」はとくに重要です。
(1) 表面燃焼
表面燃焼とは、固体の表面でのみ燃焼が進行するタイプの燃焼です。
可燃性のガスや蒸気が固体の表面からわずかに発生し、その部分が酸素と反応して燃えるイメージです。
例:木炭、コークスなど
特徴:炎がほとんど立たず、赤熱しているように見える。燃焼速度は比較的遅い。
表面燃焼は、見た目に「派手な炎」がないため危険が小さく思われがちですが、高温状態が長く続くため、周囲の可燃物に熱が伝わり、延焼の原因になることがあります。
(2) 蒸発燃焼
蒸発燃焼は、液体がまず蒸発して可燃性蒸気となり、その蒸気が空気中の酸素と反応して燃える燃焼の仕方です。
直接「液体そのもの」が燃えているわけではありません。
例:ガソリン、灯油、アルコール類などの可燃性液体
特徴:液体表面から蒸発した蒸気が、炎となって燃える。液温が上がると蒸気量が増え、燃焼が激しくなる。
ガソリンは引火点が約−40℃と非常に低く、常温で多量の蒸気を発生します。
そのため、少しの着火源でも蒸発燃焼が起こりやすく、静電気などによる引火事故が起こりやすい危険物です。
(3) 分解燃焼
分解燃焼は、固体または液体が加熱によって分解され、そこで生じた可燃性ガスが燃える燃焼の仕方です。
「分解 → 可燃性ガス発生 → そのガスが燃焼」という流れになっています。
例:プラスチック類、セルロイド、紙、木材など多くの有機物
特徴:一定温度以上になると、物質が分解してガスを出し、そのガスに火がついて炎を上げる。
木材が燃えるときも、まず熱で分解されて可燃性ガスが発生し、そのガスが燃えることで炎が立ち上がります。
セルロイドや一部の合成樹脂は分解燃焼しやすく、急激に燃え広がるため、火災時の危険性が高い物質として扱われます。
4. 自己燃焼・自然発火と事故のつながり
燃焼の仕方の延長として、外部から火を近づけなくても起こる燃焼現象についても整理しておきましょう。
「自己燃焼」
外部からの点火源がなくても、空気中の酸素と化学反応して燃焼するものを指します。
黄リンなどが代表例で、常温付近でも酸素と反応し続け、自然に燃えてしまう危険があります。
「自然発火」
長時間にわたる酸化反応や発酵、吸着熱などによって、物質自身の温度が次第に上昇し、その熱が逃げにくい環境で蓄積されて発火点に達し、燃え出す現象です。
例:油を含んだ布やウエス、おがくず、石炭の山など
いずれも、「外から火をつけていないのに燃える」という点で似ていますが、自己燃焼は物質固有の性質により常温付近で酸素と反応するのに対し、自然発火は時間をかけて蓄熱され、やがて発火点に達するという違いがあります。
5. 引火点・発火点・燃焼範囲の理解
燃焼の仕方をより立体的に理解するには、次の3つの温度・濃度条件を一緒に押さえることが必要です。
「引火点」
外部から火を近づけたときに、液体表面から出ている蒸気が一瞬燃え上がる最低温度。
ガソリンのように引火点が低い危険物は、常温でも蒸発燃焼が起こりやすく、取り扱いに細心の注意が必要です。
「発火点」
外部から火を近づけなくても、物質自体が空気中で自然に燃え出す最低温度。
自然発火のイメージとあわせて覚えておくと理解しやすくなります。
「燃焼範囲(爆発範囲)」
可燃性ガスや蒸気が空気中に存在するとき、その混合気が燃焼できる濃度の範囲をいいます。
下限濃度より薄くても、上限濃度より濃くても燃えない(爆発しない)ため、「どの濃度帯が最も危険なのか」を判断する指標になります。
これらは、蒸発燃焼を起こす液体の危険性や、ガス設備の安全管理を考えるうえで、非常に重要な概念です。
6. まとめ:燃焼の仕方を押さえることが安全管理の基礎
危険物取扱者試験で高得点を狙うには、「燃焼の三要素」「完全燃焼・不完全燃焼」といった基礎に加え、
・表面燃焼
・蒸発燃焼
・分解燃焼
といった具体的な燃焼の仕方を、代表例とセットで理解しておくことが欠かせません。
燃焼のメカニズムがわかると、危険物ごとの特徴的な燃え方や、どのような状況で火災・爆発が起こりやすいかが見えてきます。
その理解が、そのまま安全な取り扱いや適切な消火方法の選択につながります。
単なる暗記ではなく、「なぜその燃え方になるのか」「どの燃焼形態に当てはまるのか」を意識しながら学習することで、試験対策としても、実務での安全確保という意味でも、強い知識を身につけることができるでしょう。