危険物乙4 過去問 物理・化学
「問65. 消火薬剤の解説」


問65. 消火薬剤の解説

ポイント !!
1除去効果、窒息効果、冷却効果の3つを消火の三要素といいます。それぞれの消火の仕組みを理解しましょう。
2ハロゲン化物消火剤やりん酸塩類消火剤には、燃焼物の酸化を抑える負触媒効果があります。
3火災は普通火災(A火災)、油火災(B火災)、電気火災の3種類に分類されます。
4代表的な消火剤の種類(水、強化剤、泡、ハロゲン化物、二酸化炭素、粉末)と、適合する火災を理解しましょう。
5りん酸アンモニウム消火粉末を使った消火器は、ABC消火器とも呼ばれます。

不活性ガス消火設備を使用する際に人を避難させる理由として、次のうち最も妥当なものはどれか。

  • 物質と反応して、有毒ガスが発生する。
  • バックドラフト現象が発生する。
  • 危険物内に入った二酸化炭素が突沸を起こす。
  • 酸欠状態になる。
  • 二酸化炭素が気化し、ドライアイスになり凍傷を引き起こす。

「4」が正解

問65. 消火薬剤の解説

  • 一般的な火災で消火に使用される限りまず考えられない。たとえあったとしても、特異な事例で一般的ではない。
  • バックドラフト現象は、酸素不足でくすぶっていた火が、扉等の開放により酸素が供給され、可燃性ガスが爆発的に燃え上がることをいう。
  • 突沸は、液体が沸騰した状態で起こる。消火用の二酸化炭素は気化しており、液体ではなく気体(ガス)である。
  • 二酸化炭素ガスの消火効果は、窒息によるものである。これは、空気の濃度を下げて消火するものである。
  • 液化二酸化炭素をボンベに詰めたもので、使用に際しては、それを気化させて体積を増やし、効率的に消火しようとするものである。気化する際、気化熱を奪い配管に霜がつくが、これはドライアイスではない。たまたまこれに触って凍傷ということも考えられるが、配管は高所を通してあり、その危険性は小さく、一般的ではない。

当設問のポイント !!

※ 一般にガス系統の消火設備(特に二酸化炭素)は、酸素濃度を下げて消火する方法(窒息消火)で、したがって、空気中の酸素濃度(通常は21%)が減少するため、我々が必要とする濃度以下(酸欠状態)となる危険がある。ここ重要

火災の種類

火災は普通火災(木材、紙などによる火災)、油火災(引火性液体による火災)、電気火災(電線、モーターなどによる火災)の3種類に分類されます。それぞれA火災、B火災、電気火災といいます。

火災を消火するための消火剤には、多くの種類があります。しかしどんな火災にも効果がある消火剤となると、あまり多くありません。そのため消火剤は、どの種類の火災に使うのかがあらかじめ決まっています。

小型消火器の本体には、適応する火災の種類を示すまるい絵表示がついています。

1. A火災 ⇒ 普通火災(地色は白)

2. B火災 ⇒ 油火災(地色は黄色)

3. 電気火災(地色は青色)

消火剤の種類

消火器に使われている代表的な消火剤は、次のとおりです。

  • 強化液
  • ハロゲン化物
  • 二酸化炭素
  • 粉末

水について

水は、もっとも手軽に入手できる消火剤です。比熱と蒸発熱が大きいため、注水すると燃焼物や周囲の空気から大量の熱を奪います。このときの冷却効果によって消火が行われます。さらに、蒸発して水蒸気になると、周囲の空気の酸素濃度が低くなるため、窒息効果もあります。

水は普通火災の消火にもっとも適しています。しかし、油火災に注水すると、油が水に浮いて火災が広がるおそれがあるため、油火災には適していません。第4類危険物の火災にも、水は使われません。

水消火器は、ノズルを棒状の放射と霧状の放射(噴霧)とに切り替えられます。電気火災に水を棒状に放射すると感電のおそれがあるため、棒状放射の水は電気火災には適しません。

水の放射方式と適応火災

棒状放射普通火災

霧状放射普通火災電気火災

強化液について

強化液は、水に炭酸カリウムなどのアルカリ金属塩類を加え、消火能力や再燃防止作用を高めたものです。また、-20℃でも凍らないので、寒冷地での使用にも適しています。

その他の特徴は水と変わりませんが、霧状に放射した場合、負触媒効果によって油火災でも消火できます。

強化液の放射方式と適応火災

棒状放射普通火災

霧状放射普通火災油火災電気火災

泡消火剤について

泡消火剤は、燃焼物を泡でおおって、窒息効果によって消火するものです。

泡の種類には化学泡と機械泡があります。化学泡は、炭酸水素ナトリウムと硫酸アルミニウムを混合し、化学反応によって発泡します。また機械泡は、消火器から放射する際に空気を混入して発泡します。

泡消火剤は普通火災、油火災に適応しますが、電気火災の場合は感電のおそれがあるため適していません

ハロゲン化物消火剤について

ハロゲン化物消火剤は、ハロン1301、ハロン2402などを主成分とした消火剤です。放射すると蒸発して不燃性ガスに変わり、燃焼物をおおって負触媒効果窒息効果で消火します。

ハロゲン化物は油火災に適しているほか、電気を通さないため電気火災にも適合します。

※ ただし、ハロゲン化物のガスは地球成層圏のオゾン層を破壊することから、現在では生産されていません

二酸化炭素消火剤について

炭酸ガスを圧縮して液体の状態で消火器に充てんし、放射すると気化して燃焼物をおおい、窒息効果で消火する消火剤です。

油火災や電気火災に適しています。

粉末消火剤について

りん酸アンモニウムや炭酸水素ナトリウム(重そう)の粉末を炭酸ガスなどの圧力で放射し、窒息効果と負触媒効果によって消火する消火剤です。

炭酸水素ナトリウムを使ったものは、油火災・電気火災には大きな消火効果がありますが、普通火災には適合しません

いっぽう、りん酸アンモニウムを使ったものは、普通火災(A)、油火災(B)、電気火災(C)のどれにも適合し、「ABC消火器」と呼ばれます。現在の家庭用小型消火器は、ほとんどがこのABC消火器のタイプです。

粉末消火剤の放射方式と適応火災

りん酸アンモニウム(ABC消火剤)普通火災油火災電気火災

炭酸水素ナトリウム油火災電気火災

燃焼の種類と燃焼の仕組み

消火剤の種類 主成分 消火方法 適応する火災
水(棒状放射) 冷却効果
(窒息効果)
普通火災
水(霧状放射) 冷却効果
(窒息効果)
普通火災
電気火災
強化液(棒状放射) 炭酸カリウムの水溶液 冷却効果
(窒息効果)
普通火災
強化液(霧状放射) 炭酸カリウムの水溶液 冷却効果
(窒息効果)
普通火災
油火災
電気火災
泡消火剤(化学泡) 炭酸水素ナトリウム
硫酸アルミニウム
窒息効果
冷却もあり
普通火災
油火災
泡消火剤(機械泡) 界面活性剤など 窒息効果
冷却もあり
普通火災
油火災
ハロゲン化物消火剤 ハロン1301
ハロン2402など
負触媒効果
窒息効果
油火災
電気火災
二酸化炭素消火剤 液化二酸化炭素 窒息効果 油火災
電気火災
粉末消火剤 りん酸アンモニウム 窒息効果
負触媒効果
普通火災
油火災
電気火災
粉末消火剤 炭酸水素ナトリウム 窒息効果
負触媒効果
油火災
電気火災

※ 全ての火災に適応するのは、霧状放射の強化液とABC消火器(粉末消火剤)

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