乙種6類

消火の三要素と消火原理とは?冷却・窒息・抑制・除去をわかりやすく解説

結論から言います

火を消すには、燃焼の三要素(可燃物・酸素・熱)のどれかを取り除けばいい――これが消火の基本原理です。

具体的な消火方法は次の4つ。

  • 冷却消火 — 熱を奪う(水をかける)
  • 窒息消火 — 酸素を遮断する(泡で覆う)
  • 抑制消火(負触媒消火) — 燃焼の化学反応を止める(粉末を放射する)
  • 除去消火 — 可燃物を取り除く(ガスの元栓を閉める)

乙種6類の試験では「どの消火器がどの消火原理を使っているか」がよく問われます。この記事を読めば、消火器と消火原理の結びつきがスッキリわかります。

 

まず知っておこう――燃焼の三要素

消火原理を理解するには、そもそも「火はなぜ燃えるのか」を知る必要があります。

火が燃え続けるには、3つの条件が同時にそろう必要があります。これを燃焼の三要素といいます。

燃焼の三要素
① 可燃物
燃える物質のこと
木材・紙・ガソリン
油・布・ガスなど
② 酸素(支燃物)
燃焼を助ける物質
空気中の酸素が代表
酸素濃度約21%で燃焼
③ 熱(点火源)
燃焼に必要なエネルギー
マッチ・電気火花
摩擦熱・高温物体など

この3つが1つでも欠ければ、火は消えます。逆に言えば、3つすべてがそろっている限り、火は燃え続けます。

消火とは、この三要素のうち少なくとも1つを取り除くことです。

 

4つの消火原理

燃焼の三要素のどれを断つかによって、消火方法は4つに分かれます。

 

① 冷却消火 ―― 熱を奪う

燃えている物の温度を下げて、燃焼を止める方法です。

もっとも身近な例は「水をかける」こと。水は蒸発するとき大量の熱を奪うので、燃焼物の温度が発火点以下に下がり、火が消えます。

身近な例:

  • 焚き火に水をかけて消す
  • 天ぷら鍋の火に水をかける(※油火災には危険!飛び散ります)

冷却消火を使う消火器:

  • 水消火器 — 純粋に水の冷却効果で消火
  • 強化液消火器 — アルカリ性水溶液で冷却+再燃防止

 

② 窒息消火 ―― 酸素を遮断する

燃えている物から酸素を遮断して、燃焼を止める方法です。

火は酸素がないと燃え続けられません。一般に酸素濃度が約15%以下になると、ほとんどの燃焼は止まります。

身近な例:

  • ロウソクにコップをかぶせると消える
  • 天ぷら鍋に濡れタオルをかぶせる
  • 焚き火に砂をかける

窒息消火を使う消火器:

  • 泡消火器(機械泡) — 泡で燃焼面を覆い、酸素を遮断
  • 二酸化炭素消火器 — CO₂で空気中の酸素を押し出す

 

③ 抑制消火(負触媒消火)―― 化学反応を止める

燃焼の化学反応そのものを断ち切って、消火する方法です。

燃焼は単純に「熱い→燃える」ではなく、可燃物が熱分解して生じた活性種(ラジカル)が酸素と連鎖的に反応する化学現象です。

この連鎖反応を阻害する物質をぶつけて、燃焼反応を強制的にストップさせます。これを負触媒作用(ふしょくばいさよう)と呼びます。

身近なイメージ:

  • ドミノ倒しの途中にブロックを置いて、連鎖を止めるようなもの

抑制消火を使う消火器:

  • 粉末消火器 — リン酸アンモニウム等の粉末が連鎖反応を遮断
  • ハロゲン化物消火器 — ハロンガスが燃焼連鎖を化学的に抑制

試験のポイント

粉末消火器は「窒息消火」と思いがちですが、主たる消火原理は「抑制消火(負触媒消火)」です。これは試験でよく狙われます!粉末が燃焼面を覆う窒息効果もありますが、主作用は化学的な抑制です。

 

④ 除去消火 ―― 可燃物を取り除く

燃える物そのものを取り除いて、消火する方法です。

三要素のうち「可燃物」をなくすわけですから、燃えるものがなくなれば火は自然に消えます。

身近な例:

  • ガスコンロの元栓を閉める(燃料供給を止める)
  • 山火事のとき、延焼方向の木を伐採して防火帯をつくる
  • ロウソクの芯を抜く

除去消火は消火器を使わない方法が多いですが、消火活動の基本として重要な概念です。

 

消火原理と消火器の対応表

どの消火器がどの原理で火を消すのか、まとめて整理しましょう。

消火器の種類 主な消火原理 補助的な効果
水消火器 冷却消火
強化液消火器 冷却消火 抑制(霧状放射時)
機械泡消火器 窒息消火 冷却
二酸化炭素消火器 窒息消火
粉末消火器 抑制消火 窒息
ハロゲン化物消火器 抑制消火 窒息

覚え方のコツ

「水系 → 冷却」「覆う系 → 窒息」「粉・ガス → 抑制」とザックリ覚えましょう。
水や液体をかけて温度を下げるのが冷却、泡やCO₂で覆って酸素を断つのが窒息、粉末やハロンで化学反応を止めるのが抑制。この3パターンで消火器と消火原理がスッキリ整理できます。

 

なぜ消火原理を理解する必要があるのか?

消火器を正しく選ぶには、火災の種類に合った消火原理を使う必要があるからです。

たとえば――

  • 油火災に水をかけると? → 水が一気に蒸発して油が飛び散り、火災が拡大する
  • 電気火災にただの水をかけると? → 感電の危険がある
  • 密室でCO₂消火器を使いすぎると? → 酸素が薄くなり人が危険

間違った消火器を使えば、火が消えないだけでなく被害が拡大することさえあります。だから「どの消火器がどう消すのか」を正しく理解することが、消防設備士として不可欠なのです。

 

消火原理の図解まとめ

4つの消火原理
冷却消火 ── 熱を奪う
水・強化液で温度を下げる
→ 発火点以下にして消火
窒息消火 ── 酸素を遮断
泡・CO₂で酸素を断つ
→ 酸素濃度15%以下で消火
抑制消火 ── 化学反応を止める
粉末・ハロンで連鎖を遮断
→ 負触媒作用で燃焼ストップ
除去消火 ── 可燃物を取り除く
元栓を閉める・防火帯をつくる
→ 燃料がなくなれば自然に消火

 

まとめ問題

記事の内容が理解できたか、チェックしてみましょう!

 

【問題1】
燃焼の三要素として正しい組み合わせはどれか。

(1)可燃物・水素・熱
(2)可燃物・酸素・熱
(3)可燃物・酸素・圧力
(4)窒素・酸素・熱

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正解:(2)可燃物・酸素・熱
燃焼の三要素は「可燃物」「酸素(支燃物)」「熱(点火源)」の3つです。水素は可燃物の一種ではありますが、三要素の構成要素としては「可燃物」が正しい表現です。圧力や窒素は三要素に含まれません。

 

【問題2】
粉末消火器の主たる消火原理はどれか。

(1)冷却消火
(2)窒息消火
(3)除去消火
(4)抑制消火(負触媒消火)

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正解:(4)抑制消火(負触媒消火)
粉末消火器は、放射された粉末(リン酸アンモニウム等)が燃焼の連鎖反応を化学的に遮断する「抑制消火」が主たる消火原理です。粉末が燃焼面を覆うことによる窒息効果も補助的にありますが、主作用はあくまで抑制です。引っかけ問題として頻出なので、しっかり覚えましょう。

 

【問題3】
機械泡消火器の主たる消火原理はどれか。

(1)冷却消火
(2)窒息消火
(3)抑制消火
(4)除去消火

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正解:(2)窒息消火
機械泡消火器は、泡で燃焼面を覆って酸素を遮断する「窒息消火」が主な原理です。泡は水分を含むため冷却効果も補助的にありますが、主たる効果は泡による酸素遮断です。

 

【問題4(応用)】
ある飲食店の厨房で天ぷら油に火がついた。この火災に水消火器を使うことが適切でない理由として、もっとも正しいものはどれか。

(1)水消火器の冷却効果が油には効かないため
(2)水が高温の油に触れると急激に蒸発し、油が飛び散って火災が拡大するため
(3)水消火器は屋外でしか使用できないため
(4)油火災には窒息消火しか効果がないため

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正解:(2)水が高温の油に触れると急激に蒸発し、油が飛び散って火災が拡大するため
天ぷら油の温度は300℃を超えることがあります。そこに水をかけると、水が瞬間的に蒸発して体積が約1,700倍に膨張し、高温の油が周囲に飛び散ります。これにより火災がかえって拡大してしまいます。油火災には泡消火器や強化液消火器(霧状放射)、粉末消火器が適しています。消火原理を理解していれば「なぜダメなのか」がわかりますね。

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