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焚き火

【そもそも火って何?】焚き火を科学的に理解して炎を使いこなす!

はじめに

こんにちは!橋口です!

焚き火がうまくコントロールできない!というのは誰しもが通る道です。

今回は焚き火やBBQで炎のコントロールをマスターして、自分がきれいだと思う炎の形にしたり、作りたい料理に適した火加減にするための知識をご紹介します。

炎なんて一回点いたらずっと放置していても燃え続ける。

僕も最初はそう思っていましたが、炎って結構繊細で常に過保護に見てあげないとすぐに消えようとします”(-“”-)”

焚き火コントロールのコツは上のリンクで詳しく書いています。

本記事では炎を科学的な側面から深く理解できる知識をご紹介します。

料理や数学の公式もどうしてそうなるのかが分かれば忘れないどころか、応用までできるレベルに上達しますよね!

科学的に炎の性質を深く理解して一層焚き火を楽しみましょう!

※この知識をきちんと理解すると雨中で湿った薪を使っても炎を維持することができますよ!(^^♪

そもそも“火”ってなに?


そもそも火って何でしょうか。

結論から申し上げると火とは「“物質の急激な酸化=燃焼”によって発生する現象」です。

まあ、言われてみたらそんな感じするけどいまいちピンとこない。

その気持ちはわかります。(笑)僕も超文系です!( `―´)ノ

全部頭で理解しなくてもなんとなく雰囲気がつかめたら上出来です!

ではどんどん火の性質を掘り下げていきましょう。

Q.なぜ火は明るいのか?
A.急激な化学反応(燃焼)によって生まれたエネルギーが熱や光として放出されるから

Q.なぜ火は揺らめくのか?
A.反応熱により、薪から生じた可燃ガスや不完全燃焼によってできた煤が、上昇気流に乗って、空中で燃焼、輻射しているから。

つまり、気化燃料が上昇気流に乗りながら燃えているからゆらゆらしているように見えるんですね(^^♪
(上昇気流はまっすぐに上に登らず螺旋状に上るので理にかなっています)

すぐに焚き火が上達するような即効性がある知識ではありませんが、あなたが日常的に扱っている“火”の正体を知ることでちょっと親近感がわきませんか?

“燃焼”の仕組み


ここからは焚き火にまつわる超実用的な知識です。

まずはじめに燃焼の仕組みを紹介します。

<燃焼の定義>
可燃物が空気中または酸素中で光や熱の発生を伴いながら、比較的激しく酸素と反応する酸化反応のことである。

そして一例として初心者の方が最も疑問に思うトラブルを先に解決します。

・乾いた薪なのに火がつかない
・着火剤や新聞紙に火がついたのに焚き火の火がすぐに消える

この二つの問題は多くの場合、“熱”が足りてないことによるトラブルです。

どういうことかを理解するために、燃焼について深掘りしていきましょう!

ファイヤートライアングルを理解しよう

燃焼は“燃料”・”酸素”・”熱“の3つの要素が不可欠です。

<燃焼の仕組み>
① “熱”により、“燃料”から可燃ガスが噴出され、それが急激に“酸素”と結びつき、燃焼します。
② この急激な酸化の際に発生した熱がまた、可燃ガスを発生させる
③ その可燃ガスが酸素と結びつき、燃焼し、可燃ガスを発生させる。

つまり、燃料と熱と酸素が働きあい、連鎖的に化学反応が繰り返されることによって、火が維持されるというわけです。

この3つの要素の連鎖反応はファイヤートライアングルと呼ばれ、消防士が学ぶような知識です( ;∀;)

そして私たちが普段何気なく行っている“消火作業”はこのファイヤートライアングルの要素の一つを取り除く作業です。

三角形の循環を断つことで燃焼を止める。ことにつながるというわけです。

具体例を出すと分かりやすいと思います。

<消火作業の例>

・水をかける→“熱”を取り除く

・ガスコンロの栓を閉じる→“燃料”を取り除く

・布をかぶせる→密閉し、“酸素”を取り除く

上記を理解すれば、キッチンで何かが引火して火事になりそうな時は
まずコンロを消して、濡れたタオルをかぶせれば最も効果的に消化できることが分かりますよね( ;∀;)

燃焼の仕組みを実際の焚き火で活用しよう

それではファイヤートライアングルの理論を焚き火に当てはめてみましょう(^^♪

<焚き火を大きくしたいとき>
・薪同士の距離を近づける→熱を大きくする
・薪や枝を投入する→燃料を大きくする
・息を吹きかける。団扇で扇ぐ→酸素を大きくする

<焚き火を小さくしたいとき>

・薪同士の距離を離す→熱を小さくする

・薪の投入をやめる、取り除く→燃料を取り除く

・砂や土をかける→酸素を小さくする

どれも普段何気なくやっている行為ですが、このように意味をしっか理解するこでと状況に応じた適切な処置を施すことで焚き火の大きさは簡単にコントロールできます!

・乾いた薪なのに火がつかない
・着火剤や新聞紙に火がついたのに焚き火の火がすぐに消える

冒頭の初心者の失敗あるあるの原因が“熱”不足であることが分かると思います。

つまりこの場合の対処法としては、
薪同士の間隔を近づけたり、上から葉っぱや小枝などを覆いかぶせて熱が逃げないようにすればよいわけです( ;∀;)

簡単ですね!(^^♪

雨の日や湿った薪で着火の難易度が上がる理由は、最初にうまく熱が蓄えられずファイヤートライアングルの循環に入ることができないからです。

詳しい対処法はその場ごとに変わりますが、ここまで理解できた皆さんは

「なんでつかへんねん、意味わからん!( `―´)ノ」

的なパニックに陥ることなく、目の前の枝をどのように着火させるかを冷静に考えることができます。

この理解だけでも焚き火偏差値が10くらい上がった気がしませんか?(笑)

【段階別】温度と薪の発火の関係性


本章では薪が発火する過程を細分化して見ていきます。

この過程のイメージと先ほどの燃焼の三要素と組み合わせると、一層どうすれば着火するのかが想像できるようになりますよ!

【第1段階】100℃
→火にさらされた薪は、100℃前後で水分を放出と同時に可燃性のガスを発生し始める。

【第2段階】200℃
→200℃を超えると炭素の分解が急速に進み、可燃性のガスを盛んに出す。
(可燃性のガスは主に一酸化炭素、水素、炭化水素など)

【第3段階】300℃
→260℃で可燃性ガスに引火し、薪の燃焼が始まる。
→300℃になると薪が割れて、可燃性ガスが噴出。薪の中の炭化が進む。

【第4段階】600℃
→熱分解が加速し、600℃以上になると可燃性ガスが自然発火
★この状態でようやく薪自体が炎を上げる
(それまでは薪から噴出される可燃性のガスが燃えていた)

【第5段階】700℃
→炎のない赤熱燃焼(熾火)が始まる。
★この状態になればあまり酸素を必要としない安定期。

以上です。

600℃になるまで薪自体が燃えていないのは意外な発見ですよね!

ちなみに焚き火料理で失敗しないコツは第5段階の赤熱燃焼の時に調理することです。

遠赤外線の効果で食材の中までしっかり熱を通してくれます。

例えば第3段階の状態でステーキを焼こうものなら、表面が300℃の炎にさらされて中が冷たい状態にもかかわらず一瞬で黒焦げです(笑)

おわりに

普段何気なく見ている焚き火を科学的にひも解いてみると結構単純な仕組みで成り立っていることが分かります。

そしてその単純な仕組みに沿って僕たちがちょっと力を貸してあげると焚き火は素直に言うことを聞いてくれます。

今回の知識を頭に入れた状態で下のリンクの記事を読むと、焚き火で困ることはほとんどないと思います。(笑)

普段の焚き火の際にふと周囲の焚き火を見ていると、

ここまでちゃんと理解している方はあまり見受けられない気がします。

焚き火は純粋に楽しむものなので、
こんなに難しいことをわざわざ考える必要ももちろんありません。

しかし、有事の際などで環境が整ておらず、困難な状況でも慌てず確実にに着火できるスキルは大きなメリットであると思います。

ぜひ、この知識をもとに実践してみて焚き火の成長段階を体験してください!

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橋口 達也
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将来の夢:白髪の綺麗なおじいちゃん