燃焼範囲とは

燃焼範囲は、危険物取扱者乙種4類（乙4）の試験で必ずと言っていいほど問われる重要な概念です。一言でいうと、「燃える気体（可燃性ガスや蒸気）が、空気と混ざって燃え続けることができる濃度の範囲」 のことです。

たとえば、ガソリンや灯油などの液体は、そのままでは燃えません。しかし、これらの液体が蒸発して空気と混ざり合うことで、可燃性の混合気体となります。この混合気体の濃度が適切であれば、点火源（火花や高温物体など）によって着火し、燃焼が継続します。

燃焼範囲には、下限値（燃焼下限界） と 上限値（燃焼上限界） が存在します。

燃焼下限界: 可燃性ガスや蒸気の濃度が 薄すぎる と、燃焼を維持するためのエネルギーが不足し、着火してもすぐに消えてしまいます。この燃焼を維持できる最低の濃度が燃焼下限界です。
燃焼上限界: 可燃性ガスや蒸気の濃度が 濃すぎる と、酸素が不足して燃焼が不完全となり、やはり燃焼が継続しません。この燃焼を維持できる最高の濃度が燃焼上限界です。

つまり、可燃性ガスや蒸気の濃度が、燃焼下限界から燃焼上限界の間にある場合にのみ、燃焼が起こるのです。この範囲を 燃焼範囲 と呼びます。

燃焼範囲は物質の種類によって大きく異なり、燃焼範囲が広い物質ほど、少しの漏洩でも燃焼・爆発の危険性が高くなります。

試験のポイント

乙4試験では、燃焼範囲に関する以下のポイントがよく問われます。

定義の理解: 燃焼範囲、燃焼下限界、燃焼上限界の定義を正確に理解しているか。
燃焼範囲と危険性: 燃焼範囲の広さと危険性の関係を理解しているか。燃焼範囲が広いほど危険性が高い。
数値データの暗記: 代表的な危険物（ガソリン、灯油、アセトンなど）の燃焼範囲を覚えているか。
燃焼範囲に影響を与える要因: 温度、圧力などの条件が燃焼範囲に与える影響を理解しているか。一般的に、温度が上昇すると燃焼範囲は広がり、圧力が上昇すると燃焼範囲も広がります。
計算問題: 混合気の燃焼範囲を求める計算問題。

ひっかけ問題の注意点:

「燃焼範囲が狭いほど危険である」といった誤った記述に注意。燃焼範囲が広いほど危険です。
「燃焼下限界を超えると燃焼しない」は正しいですが、「燃焼上限界を超えると爆発する」は誤りです。燃焼上限界を超えると酸素不足で燃焼が継続しません。爆発には、燃焼速度が非常に速い、特殊な燃焼現象を指します。
燃焼範囲は、体積百分率（vol%）で表されることが一般的です。単位に注意しましょう。

以下に、代表的な危険物の燃焼範囲の例を示します。これらの数値は暗記しておくと、試験で役立ちます。

具体例:

ガソリンの場合、空気中のガソリン蒸気の濃度が1.4%未満だと、点火しても燃えません。7.6%を超えても、酸素不足で燃えません。1.4%～7.6%の間であれば、点火することで燃焼が継続します。
アセトンは、燃焼範囲が2.5%～13.0%と比較的広いため、引火しやすい危険物と言えます。