拡散燃焼
拡散燃焼とは、可燃性ガス(または蒸気)と空気が、燃えながら混ざり合って進む燃焼です。噴き出した可燃性ガスの周囲から空気が拡散して供給され、その境目に炎ができます。ろうそくやライターの炎が代表例です。
定義と特徴
- (1) 拡散燃焼とは、可燃性ガスまたは蒸気が空気中に拡散しながら混合し、その混合した部分で燃える燃焼をいう。燃焼前に混合が完了している予混合燃焼と対になる概念である。総務省消防庁「危険物とは」
- (2) 空気の供給が拡散に依存するため燃焼速度は小さく、炎は長く、赤〜黄色になりやすい。酸素が不足しがちなので不完全燃焼を起こし、すす(炭素粒子)を生じやすい。消防試験研究センター「丙種公開問題」
- (3) 代表例は、ろうそく・ライター・たき火の炎、ガス漏れ箇所で燃え続ける炎、屋外タンク火災の炎である。総務省消防庁「危険物とは」
蒸発燃焼・分解燃焼との関係
拡散燃焼は「気体になったものがどう空気と混ざるか」の分類です。液体の蒸発燃焼や固体の分解燃焼で発生した可燃性ガスは、通常そのまま拡散燃焼の形で燃えます。
- (4) 液体の蒸発燃焼や固体の分解燃焼で発生した可燃性蒸気・ガスは、多くの場合そのまま拡散燃焼として燃える。「蒸発燃焼か拡散燃焼か」ではなく、可燃物側の分類(蒸発・分解・表面・自己)と気相での混合のしかた(予混合・拡散)は別の軸である。消防試験研究センター「丙種公開問題」
予混合燃焼との比較
| 項目 | 拡散燃焼 | 予混合燃焼 |
|---|---|---|
| 混合のタイミング | 燃焼しながら混合 | 燃焼前に混合済み |
| 燃焼速度 | 小さい | 大きい |
| 炎の色 | 赤〜黄 | 青 |
| 炎の長さ | 長い | 短い |
| すす | 生じやすい | 生じにくい |
| 爆発の危険 | 低い | 高い |
- (5) 拡散燃焼は燃焼しながら空気と混合するため燃焼速度が小さく、すすを生じやすい。予混合燃焼は燃焼速度が大きく、密閉空間では爆発になる。総務省消防庁「危険物とは」
火災現場での意味
- (6) 危険物のタンク火災や流出油火災は拡散燃焼であり、燃焼速度は予混合燃焼より小さいが、燃料の供給が続く限り長時間燃え続ける。消火は燃料の遮断(除去)や液面を覆う窒息(泡消火)が有効である。e-Gov「危険物の規制に関する政令 別表第五」
試験での頻出ポイント
- 拡散燃焼=「燃やしながら混ぜる」。予混合燃焼=「先に混ぜてから燃やす」。
- 拡散燃焼は燃焼速度が小さい。爆発になりやすいのは予混合燃焼です。
- すすが出て炎が赤〜黄色になるのは拡散燃焼です。ガスコンロの空気口をふさぐと拡散燃焼寄りになり、炎が黄色くなってすすが出ます。
- ろうそくの炎は「固体のろうが融けて蒸発し、その蒸気が拡散燃焼している」と説明できます。