車のガソリンタンクは何故爆発しない？

タバコや静電気を抜かず給油するのは論外ですが、
日本にはたくさんのガソリン車が走っています。
ガソリンが減るとガソリンタンク内で撹拌され、
そこで静電気が溜まり、何かの拍子に火花が散り
ガソリンタンクが爆発すると言うことはないのでしょうか？

以前、タンクローリーのガソリン給油で、
ガソリンを高いところから給油していると、
ガソリン同士の摩擦で静電気が発生し、
炎上したという話を聞き不思議に思っています。

宜しくお願い致します。

No.22 回答者： tabaru 回答日時： 2014/10/29 20:27

爆発はしません

昔、社員教育のビデオ実験でやってましたが
ガソリンを入れた容器の中で火花を散らしても引火しません
蒸気が濃い状態の中で火花を散らしても燃えません

空気（酸素）の供給がないと燃え続けないのは当たり前ですが

>静電気が溜まり、何かの拍子に火花が散りガソリンタンクが爆発する
万一ガソリンタンク内で火花が散っても燃焼しません
車のエンジンはガソリンの混合比が高いと動かないのと同じ

タンクローリーのガソリン給油で引火するのは
ガソリンの蒸気が空気（酸素）と混ざった混合気にスパークで引火するからです
業界の社員教育では当たり前に説明されています
クリップを落として引火した事例もあります

No.21 回答者： fxq11011 回答日時： 2014/10/28 12:56

爆発、正しくは？、爆発とは言わず爆燃というらしいです、燃焼の拡散速度が桁違い？。

爆燃のためには、空燃比というものがあるらしい、空気と燃料の割合です。
燃料によってそれぞれ異なり、一定の幅があるようです、この範囲を外れると爆燃しないそうです。
アルコールはこの範囲がかなり広いと聞いています。
エンジンでも、燃料濃過ぎ、薄すぎだと始動しませんね。

No.20 回答者： metabonajiiji 回答日時： 2014/10/28 01:38

15です

１００％であれば、沸騰している水みたいなイメージで、室温がガソリンの沸点と同じ時のみではないでしょうか？との事ですが
大きな誤解があります
ガソリンの蒸気（気体）の重さは空気の３倍以上あります
つまり　ガソリン（液体）の表面から空気をもちあげるのです
ガソリンタンクには内部の圧力が上がらないように外部との通気口が必ずあります
満タン状態から空に近い状態までガソリンが減っても空間にはガソリン蒸気しか残りません
なぜなら　ガソリンは常に少しずつ圧力をもって蒸発しているからです
リンク先のストーブのタンクは通気口がありません　そして空気がタンク内部に溜まる構造です
タンクローリーの件ですが　タンク上部の積み込みのためのハッチは直径３０ｃｍ以上あります　そこに直径１５ｃｍ程の積み込み用のノズル（長さは２ｍ以上あります）を挿入します
密閉された空間ではなく外気に開放されているので　ほんのささいな静電気のスパークでも条件がそろえば発火し周囲の可燃性気体に燃え広がります　すると当然上昇気流となり　周囲から新鮮な空気を吸い寄せます　この空気のながれがタンク内の気体を吸出し　出ていったのと同じ体積の空気が周囲からタンク内部に吸い込まれます（中のガソリンや灯油の蒸発では補いきれない）
結果　内部に空気と灯油の混合ガスができ内部で炎が形成される　（ここまでほんの１～２秒）
通気口により開放されたガソリンタンクの中にガソリンが継続燃焼できるほどの空気が溜まることはありえません
タンク内部が負圧になる事もありません（２００mhgの圧力がどれほどかと言うと　大気圧のほぼ１/５です）
先ずは現実に自動車のガソリンタンクは通常では爆発しない事と　密閉構造のタンクと開放構造のタンクの違いをご理解下さい

この回答へのお礼

＞大きな誤解があります
＞ガソリンの蒸気（気体）の重さは空気の３倍以上あります
＞つまり　ガソリン（液体）の表面から空気をもちあげるのです

ちょっと待って下さい。
蒸気圧*1を読んだのですが、私の理解しているのはこうです。
ガソリンは、分圧で200mmHgまでしか蒸発できないように思います。先の水蒸気の例です。
仮に、ガソリンが重たすぎて、拡散せず下に落ち、ガソリン表面に戻ってくれば、ガソリン蒸気の分圧は200mmHgを超え、蒸気（気体）ではなく、液体に相転移するため、やはり、200mmHgまでしかガソリン蒸気は存在できないと思うわけです。また、エントロピー増大則より、拡散したものが下に落ちて液体に戻るとも思えませんし、更に、振動でも拡散しそうに思うわけです。
*1　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E6%B0%97% …
引用　ある物質の液体の周囲で、その物質の分圧が液体の蒸気圧に等しいとき、その液体は気液平衡の状態にある。

また、実際に爆発していないことを聞きたいのではなく（日本では街中で事故でお待っている車も少なく、この手のニュースは聞かないかスポンサーが報道を許しません(笑)ので、少ないことは推測できます。）、何故爆発しないのかその原理を知りたく質問させて頂いています。
また、仮に原理的にありるのであれば、世界中には10億台以上も車がありますので、たまには爆発している物もあるのではないかと思わなくもないです。

お礼日時：2014/10/28 02:18

No.19 回答者： USS-Enterprise 回答日時： 2014/10/28 00:56

すみません。

燃焼の3要素の１つが「酸素」ということで、勢いで思い込んでしまいました。調べながら書くべきでした。

確認してみました。
燃焼範囲は「可燃性蒸気が”全体”に対して占める容量（％）」でした。
タンクはほぼ密閉されているという前提ですから、
全体＝元々入っていた空気＋可燃性蒸気
となると思います。

残念ながら公的なサイトは見つかりませんでした。以下は危険物取扱主任者（乙種第４類）についてのサイトの１つです。
http://otu4.mayap.net/kiso/kiso8.htm

いずれにしてもありがとうございます。


同じ条件で計算し直すと、

誤）酸素とベーパーの比率は17：12 ≒ 1.4：1、約70%です。
正）タンク内の空気（元々79L）とベーパー（半分として約12L）との関係は、
（79＋12）：12＝約13%
12Lのベーパーが混じった91Lの混合気が、80Lのタンクの中に入っている計算になります。
（サバ読まずに24Lのベーパーと考えると、79+24＝103L。103/80＝1.3気圧で計算は合いますよね。）

約13%ですよね？


貼って頂いた京都消防のサイトで解説している、ガソリン誤給による出火の仕組みについては概ね承知していましたが、一時結構な話題になった国内のガソリンの質については思い至りませんでした。確かに海外のガソリンの中にはものすごい臭いを発する国もありますしね。添加剤のせいなのか？精製が半端なのか？は現地の方に聞いてもわかりませんでしたが。

この回答へのお礼

訂正ありがとうございます。wikipediaもたまに間違いがあり、自信がありませんでした。一つ勉強になり良かったです。

＞約13%ですよね？
こちらについては燃焼範囲の説明を読んでいた為、キッチリと読んでいませんでした。
また、大昔に高校で勉強した為、全く自信無しですが、私になりにも計算してみました。

URLより実際はガソリンの飽和蒸気圧は0.05atmなどと言うこともありえるかもしれないが、
とりあえず、ガソリンの飽和蒸気圧を0.3atmと仮定、
ガソリンタンクには空気の逃がし弁として小さい穴が空いていると仮定すると、
全圧は大気圧と等しくなるので1.0atm、
0.3atmのガソリン蒸気、
0.7atmの空気で平衡状態になる。実際は抜ける為これよりも低いと思う。
答えとしては、3/10=30％が気体ガソリンの体積比かと思います。

計算が複雑になる為蒸発したガソリンの体積分は無視して計算しています。
ガソリンの量が多ければ無視できると思いますが、100ml(70g)のガソリンは、70/100*22.4L=15.68L程度の気体ガソリンに相転移できるようです。
密栓状態であれば、
0.3atmのガソリン蒸気
1.0atmの空気で平衡になると思います。
全圧は1.3atmとなり、
0.3/1.3=約23％がガソリン蒸気の体積比率かと思います。

自分で計算していて、微妙に間違っている気もしていますし、
この辺りは、もっと詳しい方に聞いた方が良いと思います。
書いたあとで申し訳ないのですが、すみません。

私も海外を旅行した時、燃料の扱いが余りに雑でしたので、実際の蒸気圧にはかなり差がある気がしています。また、日本でも時々バッテリーが上がるという人もいますしそういった人のガソリンは凄く劣化しているかもしれません。

お礼日時：2014/10/28 03:06

No.18 回答者： USS-Enterprise 回答日時： 2014/10/27 22:38

>空気とガソリンが良く混じり、空気とガソリンで静電気が発生し、燃料タンクは伝導体ですので、この時火花が生じる。

ガソリンの着火点未満でも、気体であれば多分引火点を満たしますので爆発することはないのでしょうかね？

敢えて”引火”という言葉を使っています。着火点というあまり使われない言葉が出てきており混乱するといけませんので…。

少々乱暴な言い方ですが、静電気によるスパークが発生したとしても、要は引火しなければ良いのです。
仮にタンク内で静電気が発生したとしても、混合気を引火させるだけのエネルギーを持っていなければ良いのです。このことへの対策としては、タンクを導体で製造・設置し、引火させるだけのエネルギーが溜まる前に除電してしまえば済みます。ガソリンそのものの攪拌で静電気が生じるか否かは別にしても、少しでも静電気を帯びたガソリンが導体の入れ物に接触したからと言って、スパークが生じる訳ではありません。
また仮に、引火させるためのエネルギーを超えたとしても、タンクの中の混合気は燃焼範囲外の濃度です。『ガソリンは石油類の中でも蒸気圧が高い液体で、温度43℃で1.3気圧（絶対圧）、85℃で3.0気圧（絶対圧）になる』そうです。それだけ濃い混合気となります。
※『』内は消防庁 消防研究センター発表の実験結果より引用。

例：あまり気体や圧力のことには精通しておりませんので、乱暴な計算です）
大気圧が1気圧、温度43℃の時、80Lの容量の燃料タンクの中に1Lのガソリンを入れたと仮定します。
80Lタンク内の酸素量＝最大で約17L
絶対圧 = ゲージ圧 + 大気圧 だそうですから、実際の蒸気圧は0.3気圧です。
1Lのガソリンの一部が気化して絶対圧1.3気圧になったときのガソリン蒸気（ベーパーと言います）の量は79×0.3で23.7Lにもなります。ただ、温度もわかりませんから、仮に半分の約12Lだったとしましょう。酸素とベーパーの比率は17：12 ≒ 1.4：1、約70%です。 これだけサバ読んで数量を減らしても燃焼範囲（ガソリンの燃焼範囲は1.4～7.6%）を大きく超えてしまいますから、もしスパークが生じても引火しませんよね。

タンク内で静電気によるスパークは生じない。
もしスパークが生じたとしても、ベーパーが濃すぎて引火しない。

というのが私の結論です。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

ちょっと疑問なのですが、
＞酸素とベーパーの比率は17：12
ググっただけでキッチリとしたサイトで調べているわけではないのですが、燃焼範囲の定義を見ると、酸素ではなく空気ではないでしょうか？今日初めて調べたことで、もし間違っていればお手数ですが指摘お願い致します。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%83%E7%84%BC% …

仮に空気換算の場合、
80：12　約7.7％となり0.1ポントほど燃焼範囲外ですが条件によってはに収まりそうです。

また、温度など条件については、運が悪く炎上するわけですので、もっとも悪条件、例えば、北海道や北米など寒く乾燥している状態、もしくは、温度は高いが質の低いガソリン（途上国や国内でも違法に灯油を混ぜている物や添加剤を使っているなど）で下記蒸気圧曲線の下側にある場合などをとりあえず想定するのが適当かもしれません。
http://www.city.kyoto.lg.jp/shobo/page/000007584 …

お礼日時：2014/10/27 23:20

No.17 回答者： gigamax2 回答日時： 2014/10/27 21:49

訂正です。

NO，15様の回答を借りれば引火点じゃなくて燃焼範囲と言うべきでした。

タンク内ではその範囲の気化にはならず引火しないって事ですね。静電気も発生しないし取り越し苦労って事です。

万が一スパークしても・・・はNO，15様の回答の通りです。

No.16 回答者： gigamax2 回答日時： 2014/10/27 21:35

再回答です。

取り越し苦労と言ったのは、ガソリン自体の撹拌で静電気は発生しないし、タンク内では引火点に達することは無いし引火する要素もないからです。

事例でタンク内のガソリン自体の引火や爆発した車両って聞いたことありますか？車両事故での引火は有りますが、それは漏れたガソリンの空気との飽和で引火点に達したガソリンに着火原因があって発火したって事です。爆発等は漏れたガソリンによる車両の炎上によってタンク内のガソリンが発火点に達することによります。

故意に条件を作って発火させることはできると思いますが、一般的な使用状況では無いに等しいという事です。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
No.13の回答の島津製作所のリンクを見ると、撹拌の時は空気との摩擦の可能性があるようです。
事故事例についてはNo.4お礼欄の回答のリンクを見て頂ければ幸いです。
もっとも、通常の場合では聞きませんので、なぜ発生しないのかが気になり質問させて頂いています。仮に、とても運の悪い人（引火する条件にマッチしてしまったケース）を考えています。特に自動車は10億台も、ありとあらゆる所で走っていますし、年に数件くらいは爆発する事もあるのか否か・・・。

お礼日時：2014/10/27 23:43

No.15 回答者： metabonajiiji 回答日時： 2014/10/27 21:27

ガソリンが減るとガソリンタンク内で撹拌され、

そこで静電気が溜まり、何かの拍子に火花が散り
ガソリンタンクが爆発すると言うことはないのでしょうか？
比重 　　引火点(℃) 発火点(℃) 燃焼範囲(％) 蒸気比重
0.65～0.8 -40 　　　　300 　　1.4～7.6 　　3～4
まず　自動車のガソリンタンクの中にガソリンが少しでも液体であれば　タンク内部はガソリンの蒸気で満たされます　なぜなら　－４０℃以上の温度であればガソリンは気化しつずけるからです
また　ガソリンタンクは決して密閉されている訳ではありません
（　密閉されていると発生する蒸気圧により燃料ポンプが停止している時にも燃料ホースに出て行こうとし　最悪エンジンルーム内に漏洩する恐れもあります）
なので　通常　ガソリンタンク内の気体は１００％ガソリンの蒸気です　またガソリンの蒸気は空気の３倍以上の重さがありますから空気と攪拌しても均一に混ぜることはほぼ不可能です
このなかで　万一静電気によりスパークして発火したとしてもその瞬間（数千分の１秒）に発生した火種はガソリンに引火し炎になる事は絶対にありません　（たとえ数十億回発生しても）
なぜなら　直ちに酸欠により消火（立ち消え）するからです
タンクローリーの火災の件ですが　タンクの内部ではなく　タンクの中から排出された灯油の蒸気が大気中で発火した事故であり　自動車のガソリンタンク内部とは全く別の事象です。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

タンク内が１００％ガソリン蒸気とのことですが、
ガソリンの蒸気発曲線を見ると　http://www.city.kyoto.lg.jp/shobo/page/000007584 …
例えば、0度の時は、0～200mmHgの範囲を取りますので１００％になることはない気がします。仮に、１００％であれば、沸騰している水みたいなイメージで、室温がガソリンの沸点と同じ時のみではないでしょうか？

また、タンクローリーの件ですが、確かに引火した場所はタンクの外ですが、タンクの中へ火が延焼したと言うことは、タンク内部の空気の濃度も十分だったのではないでしょうか？仮に、火花の散る場所がタンクの中でも火が付いたように思います。また、現在は、予め空気を不燃性ガス？に置換して給油する必要があるようですが・・・。

お礼日時：2014/10/27 23:37

No.14 回答者： gigamax2 回答日時： 2014/10/27 20:46

こんばんは。

ガソリンの撹拌で静電気が発生して引火する・は間違った認識です。ローリーの積み込みで引火爆発の恐れがあるのは、ガソリンを積んだハッチに灯油や軽油を積み込む場合です。

灯油や軽油は撹拌時に静電気が発生するので、ガソリンの積んだハッチでは引火の危険が有るっていう事です。今はガスパージといって残ガスを除去してからの積み込みが義務付けされています。

施設によっては自己管理での積み込みが可能なため、ガスパージの手抜き事故の可能性は未だにありますが、先端施設ではコンピューター管理で前荷をガスパージ処理しないと灯油・軽油は積めないので理論上引火の危険はないです。作業服等、身に着けるすべての物は静電防止グッズでないと作業もできませんし。

灯油のみの一般ミニローリーと言われる車両も、積み込み時は静電気を抑えるためにドロップパイプを使用して撹拌を最小限にする決まりがあります。

結論、ガソリンのみの注油するタンクでは引火の恐れは皆無。セルフ等での引火事故はタンク外でのベーパーへの引火がほとんどです。ガソリンの引火点と着火点を知っていれば取り越し苦労の事案です。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
確かに、タンクローリーの場合は事故があり対策が進んでいるようですね。
しかし、個人の車の場合、ガソリンタンク内のパージ状態などを測定しているとは思えませんのでどうかと思っています。
例えばですが、車の場合、ガソリンがかなり減った状態で放置。ある程度空気ががそりタンクに混じる、もしくは、ガソリンを抜き取る（ガソリン携行缶代わりに使っている人を想定）などして、その後、砂利道を走行。
空気とガソリンが良く混じり、空気とガソリンで静電気が発生し、燃料タンクは伝導体ですので、この時火花が生じる。ガソリンの着火点未満でも、気体であれば多分引火点を満たしますので爆発することはないのでしょうかね？

お礼日時：2014/10/27 20:56

No.13 回答者： chiha2525 回答日時： 2014/10/27 20:07

なるほどと思ってちょっと調べてみました。

ガソリンではないですが、同様の話
http://www.an.shimadzu.co.jp/hplc/support/lib/lc …

逆に言えば、クルマのガソリンタンクはちゃんと対策されているので爆発しない、なのでしょう。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

液体の撹拌には空気が混じるというのは意外な盲点ですよね。

私もちゃんと対策はされていると思いますが（時々起こるなら怖くて乗れませんし^^）、何故、爆発しないのかが気になっています。
また、世界では10億台以上も車が走っていますので、たまには事故があるのか否かも気になっています。特に、古い設計思想の車や途上国やバイクなど性能よりも安さを徹底的に追求した物もありますし・・・

お礼日時：2014/10/28 00:11