平凡社 世界大百科事典

自然発火

可燃性物質と空気または他の酸化剤の混合系を加熱したとき,自然に炎をあげて燃えはじめる現象。口火による発火(引火pilot ignition)とともに燃焼開始の主要な形式である。自然発火の挙動は物質の種類や状態,加熱条件などによって多少変わるが,その発生の仕組みは,多くの場合,混合系内部における酸化,分解,重合などの化学反応による発熱と,外部への放熱の釣合いの基礎の上に説明できる。したがって,自然発火が起こるためには,混合系内の蓄熱過程が重要な役割を果たし,反応熱,加熱温度,混合系の規模と熱物性などが発火に大きな影響をもつ。一般に加熱温度が高いと反応による発熱速度は大きいので,発火に至る時間は短く,発火は混合系の表面近くで起こる。これに対して,加熱速度が低いと,発熱速度は小さく,蓄熱の必要性が増すため,規模が大きいなどの放熱の小さい条件が要求され,発火に至る時間は長くなる。メタン,プロパン,ガソリンなどの可燃性の気体と空気の混合系を高温で加熱すると短時間で発火するのは前者の例,石炭,原綿,木粉,魚粉などのような可燃性の粉体を空気中に多量に堆積したり,ニトロセルロースや高度さらし粉のような熱に不安定な酸素含有物質を常温付近で貯蔵したとき,長期間経た後に発火が起こるのは後者の例である。しばしば前者のように短時間内に自然発火の起こる加熱温度は自然発火温度または単に発火温度と呼ばれ,これは可燃性物質の発火性の指標に使われる。しかしこの値は,物質の特性だけでなく,放熱条件によっても変わるので,厳密な意味での物質定数とはいえない。また,後者の蓄熱過程が支配的な自然発火は,少量では高温にならないと発火しない物質が,多量になるとはるかに低い温度で発火する規模効果を示す点で,実際の貯蔵や輸送に際して重要である。この場合,最高温度の得られる位置は中心近くに移る。なお,気体混合系の自然発火については,このような熱バランスに基づく考え方では説明がつかず,分岐連鎖反応を考えなくてはならない場合もある。→燃焼

秋田 一雄