【製造現場の基礎知識 3】ガスの燃焼:ガスの燃焼のしくみや特徴

※掲載内容は2002年3月現在の情報です。現在とは異なる場合がございますので、あらかじめご了承ください。

ガスの燃焼・・・ガスの燃焼のしくみや特徴

お菓子を焼くときはもちろん日常の中でも使われている熱、そして熱源となるガス。一体「燃焼」はどんな仕組みで発生しているのでしょうか?

燃焼の「しくみ」について解説します。

熱の本質

物質は分子で構成されており、その分子同士の衝突を介して分子間で何らかの移動が行われています。これをエネルギーと呼んでいます。我々は高温物体と低温物体を接触させると、そこに何ものかが移動し温度が平均化されることを知っています。この移動するものを「熱」と呼んでいます。つまり、熱の本質はエネルギーであると考えると理解しやすいでしょう。

ガスの燃焼

ガス(気体燃料)の燃焼のしくみ

ガス(気体燃料)が燃焼するのは、燃料中に含まれる可燃物質(水素・炭素等)が空気中の酸素と化合(酸化)して炭酸ガス等(酸化物)を生成する際に発熱(酸化熱)し炎を発生させるからです。

酸素

ガスを燃焼させるには酸素が必要です。しかし右のグラフのように、空気中には約20.9%の酸素しか含まれていません。従ってガスを良い状態で完全燃焼させるためには、酸素を空気中から充分補給しなければなりません。
どんなガスでも1,000kcalあたり0.9~1m3の空気が必要です(理論空気量)。酸素が不足すると不完全燃焼し、ガスが炭酸ガスになりきれず一酸化炭素を発生することになります(一酸化炭素中毒を起こし大変危険)。

ガス燃焼の特徴

燃焼すると水蒸気が出る
※水蒸気は蒸発するので見えない
ガスが燃焼するとガスに含まれている水素(H)と酸素(O)が反応し、廃ガスとして水蒸気が発生します。

これは液化ガス全般の燃焼に見られる大きな特徴です。例えばプロパンガスの燃焼は、右図のように3倍の炭酸ガスと4倍の水蒸気を発生する、という反応が起こっているのです。

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