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【過去問】燃焼範囲(爆発範囲)とは?下限値と危険性を解説|危険物取扱者【甲、乙、丙】

【過去問】燃焼範囲(爆発範囲)とは?下限値と危険性を解説|危険物取扱者【甲、乙、丙】

S出題ランク:毎回必ず複数問出るSランク(最重要)

燃焼範囲とは、可燃性蒸気が空気中で燃焼できる濃度の範囲です。

濃度が下限界より薄いと燃料不足、上限界より濃いと酸素不足で燃えません。

一般に、下限値が低く燃焼範囲が広い物質ほど危険性が高いと判断します。

この記事では、燃焼範囲の考え方と代表物質の数値を図解し、過去問で確認します。

強欲な青木

燃焼「範囲」ってことは、何かの幅があるんすか?

消防設備士

はい。可燃性蒸気が空気中で燃える濃度(vol%)の幅のことです。濃度が薄すぎても濃すぎても燃えません。

強欲な青木

濃けりゃ濃いほどよく燃える、ってわけじゃないんすね。意外っす。

消防設備士

そう、濃すぎると今度は酸素が足りなくて燃えない。そして下限値が低く、範囲が広いほど危険、というのが評価軸です。

強欲な青木

なるほど。前回の引火点ともつながってくるんすか?

消防設備士

鋭いですね。引火点=下限値の蒸気が出る最低液温。燃焼範囲を理解すると引火点の意味も一段クリアになりますよ。

このページを見たら危険物取扱者の物理・化学に出てくる「燃焼範囲と下限値」得点源となるはず!

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併せて、ご参照ください。

目次

🔰基礎教養学習

1. 燃焼範囲(爆発範囲)とは

燃焼範囲(爆発範囲)とは?危険性も解説
図解:燃焼範囲(爆発範囲)とは?危険性も解説

可燃性蒸気と空気の混合気体が、点火源によって燃焼(爆発)できる可燃性蒸気の濃度(vol%)の範囲をいう。最も薄い側の限界を「燃焼下限値」、最も濃い側の限界を「燃焼上限値」という。

消防設備士

単位は℃(温度)ではなく、空気中の蒸気の容量パーセント濃度(vol%)です。ここを取り違えないこと。

2. なぜ薄すぎても濃すぎても燃えないのか

薄すぎても濃すぎても燃えない理由
図解:薄すぎても濃すぎても燃えない理由

下限値より薄いと、可燃性蒸気が少なすぎて(酸素が過剰で)燃焼が成立しない。上限値より濃いと、今度は酸素が不足して燃焼できない。蒸気と酸素のバランスがとれた範囲内でだけ燃焼が起こる。

強欲な青木

濃ければ濃いほど燃えるわけじゃない、ってのが引っかけポイントっすね。

3. 燃焼範囲と危険性・温度圧力の関係

3. 燃焼範囲と危険性・温度圧力の関係
図解:3. 燃焼範囲と危険性・温度圧力の関係
項目 内容 危険性への影響
下限値が低い わずかな蒸気でも引火する 危険性が大きい
範囲が広い 燃焼できる濃度の幅が大きい 危険性が大きい
温度の上昇 燃焼範囲は一般に広がる より危険になる
圧力の上昇 燃焼範囲は一般に広がる より危険になる

4. 代表物質の燃焼範囲(vol%)

4. 代表物質の燃焼範囲(vol%)
図解:4. 代表物質の燃焼範囲(vol%)
物質 下限値 上限値 備考
ガソリン 約1.4% 約7.6% 第1石油類・下限値が低い
ジエチルエーテル 約1.9% 約36% 特殊引火物・範囲が広い
二硫化炭素 約1.3% 約50% 下限値が低く範囲も広い
アセチレン 約2.5% 約81% 可燃性ガス・範囲が極めて広い
消防設備士

この4物質の代表値は丸暗記が必須。特にガソリン1.4〜7.6を基準にすると比較しやすいです。

【過去問】燃焼範囲(爆発範囲)

まずは現在の理解度をチェック。本番レベルを3問用意しました。

問題1

燃焼範囲(爆発範囲)の説明として、正しいものはどれか。

  1. 可燃性液体が燃焼を継続できる温度の範囲をいう。
  2. 可燃性蒸気が空気中で燃焼できる濃度(vol%)の範囲をいう。
  3. 可燃物が酸素と反応し続ける時間の範囲をいう。
  4. 可燃性蒸気が発生する圧力の範囲をいう。
解答と解説を見る
正解
解説

燃焼範囲は、可燃性蒸気が空気中で燃焼(爆発)できる濃度(vol%)の範囲。下限値〜上限値で表される。温度・圧力・時間の範囲ではない。

間違えやすいポイント

『温度の範囲』『圧力の範囲』と取り違える誤答が定番。燃焼範囲は必ず『濃度(vol%)』の範囲。

問題2

燃焼範囲と危険性の関係として、正しいものはどれか。

  1. 燃焼範囲が狭いほど危険性が大きい。
  2. 上限値が高いほど危険性が大きい。
  3. 下限値が低いほど、また範囲が広いほど危険性が大きい。
  4. 燃焼範囲は危険性と無関係である。
解答と解説を見る
正解
解説

下限値が低いほどわずかな蒸気で引火し、範囲が広いほど燃焼できる濃度の幅が広いため危険性が高い。

間違えやすいポイント

『上限値の高さ』だけで判断すると誤る。評価軸は『下限値の低さ』+『範囲の広さ』。

問題3

温度・圧力が上昇したときの燃焼範囲の変化として、正しいものはどれか。

  1. 燃焼範囲は一般に広くなる。
  2. 燃焼範囲は一般に狭くなる。
  3. 燃焼範囲はまったく変化しない。
  4. 下限値だけが大きく上昇する。
解答と解説を見る
正解
解説

一般に温度・圧力が上昇すると(主に上限値が上がり)燃焼範囲は広くなる。つまりより危険になる。

間違えやすいポイント

『加熱・加圧で狭くなる』と逆に覚える誤答が多い。危険性が増す方向=範囲が広がる、で結びつける。

✅理解度チェックテスト(3問)

チェック1(4択)

燃焼範囲を表す単位として正しいものはどれか。

  1. ℃(温度)
  2. vol%(容量パーセント濃度)
  3. Pa(圧力)
  4. 秒(時間)
答えを見る
正解
ポイント

燃焼範囲は空気中の可燃性蒸気の容量パーセント濃度(vol%)で表す。引火点の℃と混同しない。

チェック2(○✕)

次の記述は正しいか誤りか、○✕で答えてください。

「温度が上昇すると、一般に燃焼範囲は狭くなる。」

答えを見る
正解✕(誤り)
解説

逆。温度・圧力が上昇すると一般に燃焼範囲は広くなり、より危険になる。

チェック3(穴埋め)

次の文の【 】に入る最も適切な語句を選んでください。

燃焼範囲のうち、燃焼できる最も薄い蒸気濃度の限界を【 】という。

  1. 燃焼上限値
  2. 燃焼下限値
  3. 引火点
  4. 発火点
答えを見る
正解
解説

薄い側の限界が『燃焼下限値』。この値が低いほど危険性が高い。

🪏深掘り解説

① 引火点と燃焼範囲(下限値)の関係

引火点とは、その液温で発生する蒸気濃度がちょうど燃焼範囲の下限値に達する最低の液温をいう。つまり「引火点=下限値の蒸気が出始める温度」。前回学んだ引火点と燃焼範囲は直結している。

② 下限値の低さと範囲の広さ、どちらも危険

下限値が低いほど、わずかに蒸気が出ただけで引火する。範囲が広いほど、濃度が多少変動しても燃焼が成立してしまう。二硫化炭素(約1.3〜50vol%)は下限値が低く範囲も広い典型例。

③ 危険性評価への接続

  • 下限値が低いほど、少量の蒸気で引火し危険
  • 範囲が広いほど、燃焼できる濃度の幅が大きく危険
  • 温度・圧力の上昇で範囲は広がり、さらに危険になる
  • アセチレン(約2.5〜81vol%)は範囲が極めて広い代表例

🥊過去問演習(10問)

実際の試験レベル10問に挑戦しましょう。解説付きで知識を固めます。

危険物乙4 2-15:燃焼範囲(爆発範囲)とは?危険性も解説 過去問演習10問

危険物取扱者試験 乙種第4類「燃焼範囲(爆発範囲)とは?危険性も解説」の過去問演習10問です。

1 / 10

燃焼範囲について、次のうち誤っているものはどれか。

2 / 10

次の物質のうち、燃焼範囲が最も広いものはどれか。

3 / 10

燃焼範囲について、次のうち誤っているものはどれか。

4 / 10

燃焼範囲について、A〜Dの記述のうち正しいものはいくつあるか。
A. 燃焼範囲は、狭いほど危険性が高い。
B. 燃焼範囲の上限値は、高いほど危険性が高い。
C. 燃焼範囲の下限値は、低いほど危険性が高い。
D. 一般に、温度・圧力が上昇すると燃焼範囲は広くなる。

5 / 10

燃焼範囲に関する説明として、次のうち正しいものはどれか。

6 / 10

燃焼範囲(爆発範囲)の説明として、正しいものはどれか。

7 / 10

燃焼範囲の下限値と上限値に関する説明として、正しいものはどれか。

8 / 10

引火点と燃焼範囲(下限値)の関係として、正しいものはどれか。

9 / 10

ガソリンの燃焼範囲(おおよその値)として、最も適切なものはどれか。

10 / 10

二硫化炭素の燃焼範囲(おおよその値)として、最も適切なものはどれか。

あなたのスコアは

平均スコアは 80%

🎙️現場のリアル

濃すぎても薄すぎても燃えません。燃焼範囲の下限値が低いものほど危険で、ガソリンは1.4パーセントで燃え始めます。タンクを空にしたつもりでも中は燃焼範囲、という状況が起こる。空タンクの溶接事故は、たいていこれが原因です。

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まとめ

  • 燃焼範囲は可燃性蒸気が空気中で燃焼できる濃度範囲

  • 下限界より薄いと燃料不足、上限界より濃いと酸素不足

  • 下限値が低く、燃焼範囲が広い物質ほど危険

  • 温度や圧力が上がると一般に燃焼範囲は広がる

強欲な青木

薄すぎると燃料不足、濃すぎると酸素不足。下限が低くて範囲が広いほど危険なんすね!

消防設備士

正解です。単位は温度ではなくvol%であることも、過去問の引っかけとして押さえましょう。

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この記事を書いた人

高専から大学院まで9年間にわたり化学を専攻。
消防整備士として10年の実務経験を積み、独立・起業。

消防設備士全類、危険物取扱者全類をはじめ、第二種電気工事士、AI・DD総合種、第三種電気主任技術者など、多数の国家資格を保有。

神戸高等技術専門学院にて危険物取扱者 乙種第4類およびDO第3種の講師を担当。
また、月刊誌「電気と工事(オーム社)」にてコラムを連載中。

実務・教育・執筆の三軸から、専門性と実践力を兼ね備えた情報発信を行っている。

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