温度と高度は密閉された携行缶内部の圧力を変化させ、蒸気を発生する燃料には、その圧力の逃げ場が必要です。
簡単な答え： 携行缶の内圧はなぜ上がるのか。
熱と標高である。燃料は温まると蒸気を出し、上部の空気も膨張するため、涼しいときに充填した缶は日なたで膨らむ。外気圧は高度とともに下がるが、缶の内部は変わらない。ガソリンはディーゼルよりこの影響が大きく、ディーゼルの蒸気圧は1キロパスカル未満である。温まった缶は、自分から離した向きで、ゆっくり開けること。
燃料は温まると膨張して蒸気を放ち、その上の空気も膨張する。朝の涼しいうちに満たして日なたに置いた缶は、内圧が高まる。高地へ運べば、外圧が低くなり同じ効果が生じる。密封された剛性缶は膨れ、あるいは開けたときに噴き出す。涼しいときの充填と暑い午後との差だけで、キャップを緩めたときに感じ取れる。ガソリンは蒸気を放ちやすいため、ディーゼルよりこれを強く引き起こし、同じ暑さでもディーゼル缶はより静かである。
二つの別個の効果が重なるので、切り分けておくと理解しやすい。一つ目は閉じ込められた空気であり、気体の法則に従う。密閉されたヘッドスペースを10 °Cから50 °Cへ加熱すると、絶対温度は約283ケルビンから323ケルビンへ上がる。そのため、燃料がまったく蒸発しなくても圧力は約14%上昇する。これ単独ではゲージ圧でおよそ14 kPaであり、キャップのところで感じる程度で、これで壊れる缶はない。
2 つ目の影響は蒸気圧であり、1 つ目をはるかに上回る。ガソリンのリード蒸気圧は EN 228 で季節ごとに規制され、夏季の上限は約 60 kPa、冬季グレードはかなり高い値が認められる。冷えたエンジンの始動にはより揮発性の高い燃料が必要だからだ。ディーゼルの常温での蒸気圧は 1 kPa 未満であり、同じ日射の下でディーゼル缶が静かにしている理由はまさにそこにある。
この季節による違いは、直感に反する結果を生む。冬季グレードのガソリンは蒸発しやすいように調合されているため、2月に充填して密閉したまま暖かい春の午後まで置いた缶は、同じ缶に夏季燃料を入れた場合よりも高い圧力を生じる。危険な組み合わせは真夏ではなく、冬季燃料が最初の暖かい日に出会うときである。
通気のない缶は、同じ物理を逆向きに起こす。日なたで温め、夜間に冷やすと、内部の蒸気が収縮する。空気を再び取り込む手立てがないため、缶は真空を生じ、壁が内側へへこむ。午後に膨れ、朝にへこんだ缶は、どちらの向きにも呼吸させないシールと戦ってきたのである。
損傷は累積する。サイクルごとに同じ折り目で金属が加工され、加工硬化した鋼はやがてそこで割れる。100回へこんでは戻った缶は、一度もへこんだことのない缶より破損に近い。両者は見た目には同じように使用可能である。プラスチック缶では、同じ繰り返しが恒久的な変形として現れ、缶が平らに座らず、まっすぐ積み上がらなくなる。その時点から、一緒に保管されているすべてのものに問題を起こし始める。
ベント付きキャップや別体のベントは、缶の圧力を均等化します。蓄積した圧力を逃がし、液体を注ぐ際に空気を取り込んでスムーズな注液を可能にします。完全な密閉と引き換えに制御された呼吸を得るもので、揮発性燃料や高温気候に適しています。
この機構は、単なる穴ではうまくこなせない 2 つの仕事を分ける。圧力逃がし機能は設定した差圧を超えると開き、下回ると再び閉じるので、缶は余剰分を逃がしてそこで止まる。真空逃がし機能は逆方向に同じことを行い、内容物が冷えるにつれて空気を入れ、壁が内側にへこまないようにする。両方を備えたキャップは必要なときだけ呼吸し、それ以外は密封している。これが実際に望ましい挙動であり、開放式の通気口では得られない。
注液用の通気はさらに別のもので、他の2つと混同されやすい。容器から出ていく液体は空気で置き換えられなければならず、開口が1つだと空気と液体が同じ穴を交互に通ることになる。これが燃料を狙いから外させるゴボゴボという流れである。2つ目の開口、または注ぎ口の内部にある空気経路があれば、液体が出る間に空気が入り、滑らかな流れになる。排出規制が独立した穴を排除したので、適合する缶ではその空気経路は注ぎ口の内部にあり、注いでいる間だけ機能する。
本格的に注ぐ前に、温まった缶のガスを抜く。キャップを少し緩め、シューという音が収まるのを待ってから、残りを開ける。注ぎ口で急な噴き出しが狙いより遠くへ燃料を飛ばすのではなく、自分の管理下で圧力を逃がす。暑い日には、缶を開けるたびにこの習慣を守る。
どこで行うかは、どう行うかと同じくらい重要である。キャップを緩めるのは、屋外の風下側で、炎や火花を出すものから離れ、開口部を自分の顔からも他人からも逸らして行うこと。クロージャーから放出された蒸気は空気より重く、拡散せずに落ちるため、足元の地面に行き着く。この作業は、戸口、ピット、排水口の近くではなく、そこから離れた場所で行うこと。
排出規制は逆方向に働く。EPAおよびCARBの携行用燃料容器は、蒸気の損失を抑えるため、開いた通気口を持たない自動閉止式の注ぎ口を用いる。現代の適合携行缶は、開いた穴ではなく注ぎ口の設計によって圧力を管理する。自動遮断式の注ぎ口は内部に通気経路を備えるため、缶は注いでいる間だけ呼吸し、止めると密閉する。詳しくは EPA・CARB適合、および 注ぎ口 がどのように両方の役割を同時に果たすかを参照。
だから異なる市場向けに販売される缶は、製造品質とは無関係の理由で手に持ったときの挙動が違う。ある市場の使用者が当然と思う通気キャップは、別の市場では管理されていない排出経路になる。だから同じメーカーが 2 つの栓の系統を出荷する。適合品が前の缶より注ぎにくいと買い手が不満を述べたなら、それは規制が選んだ引き換えであり、弁解するのではなく説明する価値がある。
よくある誤りは、涼しい朝に缶を縁まで満たし、そのまま密封して直射日光の下に置くことである。膨張する余地も通気する手段もないため、圧力の逃げ場がない。最初の誤りに続いて、2つ目の誤りが起きる。すでに圧力のかかった缶で、固くなったキャップを無理に回すことである。キャップが抵抗するなら、その缶は一気に開けられる状態ではない。少し緩め、圧を逃がし、それから最後まで回す。
3 つ目はこの 2 つに続くもので、作業者ではなく缶を傷める。真空で固着したキャップを無理に回すと、パッキンが首部に対して裂ける。そして裂けたパッキンは自己申告しない。缶は再び密封され、外見も問題なく、次の暑い日ににじみ出す。キャップが動かないなら、こじ開けるのではなく缶を温めること。そして無理に回した場合はパッキンを交換すること。
圧力が注目を集めるのは、膨らんだ缶が目に見えるからである。静かに損傷を与えるのは逆の場合である。温かいうちに充填して密閉し、その後に冷えた缶（標高の高い場所から下ってきた、日陰に移した、あるいは一晩置いただけの缶）は、蒸気が凝縮し、残った気体が収縮するにつれて部分真空を生じる。
薄肉の缶はその真空によって内側へへこみ、サイクルを繰り返すうちに折れ目が加工硬化し、やがて金属が裂けるか継ぎ目が開く。内圧に対しては完璧に密閉するキャップが冷却後にきわめて外しにくくなるのもこのためであり、無理にこじ開けることがパッキンを破る典型的な経緯である。
標高が上がると外気圧は下がるが、密閉した缶の内圧は下がらない。したがって温度に関係なく、上るほど差圧は大きくなる。海面高度で密閉した缶を峠越えで運ぶことは、日なたに置いた缶と同じことをしており、両者は重なり合う。航空が燃料容器の携行について道路輸送より厳しいのは、まさにこの理由による。
海面での標準大気圧は約101 kPaで、標高2,500 mでは75 kPa近くになる。したがって、海岸で密閉してアルプスの峠を越えた缶は、標高だけでおよそ26 kPaの差圧を抱える。これは40度の温度変化が閉じ込められた空気に生じさせる差圧のおよそ2倍である。そこに暖かい午後が加われば、2つは同じ方向に働く。
航空の事例はさらに厳しい。貨物室は高度およそ 2,400 m 相当に与圧されており、また、換気はあるが閉じた狭い空間での漏れは、道路上での漏れとは挙動が異なるからだ。だから燃料容器の携行に関する航空の規則は 3 つの輸送モードの中で最も厳しく、空だがパージされていない缶は、空容器ではなく従前の内容物を積んでいるものとして扱われる。
どちらの方向についても実務上の原則は同じである。容器任せにせず、意図的に圧力を均衡させること。日陰で、着火源から離れ、開口部を体から逸らして閉栓部を少しだけ緩め、落ち着いてからキャップを完全に外す。長い下り坂では、缶が完全に冷えた後ではなく、冷え切る前に行うこと。
充填時には膨張の余地を残し、燃料は涼しく直射日光を避けて保管し、温まった缶は噴き出す前にゆっくり開けて圧力を逃がす。良質な キャップとパッキン キャップは、締めれば密封し、緩めれば圧を逃がす。だから出発前に自分のキャップを確認する。続きを読む 燃料の安全な保管。
点検は、冷えた状態ではなく温まった状態で行うこと。圧縮永久ひずみを生じたパッキンは、静置状態では十分に密封し、缶に内圧がかかると漏れるからである。最も簡単な確認方法は、缶を満たして午後のあいだ日なたに置き、キャップを少し緩めて、シューという音が出る前に口部からのにじみを見ることである。これに合格したシールは、熱いテールゲートの上でも保つ。
圧力を左右するのはクロージャーである。
| 用途 | おすすめの缶 | 選ぶ理由 |
|---|---|---|
| ベント付きキャップの携行缶 |  20L NATO規格 スチール携行缶 |
ベント付きねじクロージャーが、温度に応じて圧力を管理する。 |
| ベント付きキャップとベントなしキャップ |  キャップ・クロージャー・パッキン |
輸送向け、または滑らかな注ぎ向けの適切なキャップ。 |
| 注ぎ口または自動停止ノズル |  注ぎ口ノズル |
適合缶で注ぎを導き、蒸気を管理する。 |
| プラスチック製携行缶 |  フッ素処理HDPEジェリカン |
フッ素処理HDPE、燃料に合わせたクロージャー付き。 |
ガソリンは気化し、その蒸気圧は温度とともに急激に上がる。涼しい朝に充填して日なたに置いた缶は、午後には目に見えて膨らむことがある。標高もこれに加わる。外側の圧力は下がるのに、内側は下がらないためである。
米国市場向けの現行の容器は、注ぎ出しの合間は密閉された状態を保ち、別体の通気口があればそれは自動で閉じなければならない（40 CFR 59.611）。開いたままの通気口は、排出規制が抑制しようとしている蒸気を放出してしまうからである。圧力は、継続的に逃がすのではなく、容器の設計と、注ぐ前に意図的に抜く操作によって管理する。
日陰で、着火源から離れ、開口部を自分から逸らした状態で閉止具をゆっくり開け、圧力が均衡してからキャップを完全に外すこと。膨らんだ缶は、熱いまま開けるのではなく、まず日陰に移して冷ますこと。
熱は密閉した携行缶を裂くことがあり、漏れ出した蒸気は火花や炎に触れると爆発することがある。ガソリンは蒸気を出しやすいため、涼しい状態で充填して日なたに置いた缶は圧力が高まり、膨らみ、キャップからにじみ漏れを起こし、開けたときに噴き出す。これを繰り返すと継ぎ目が裂けることがある。軽油は同じ暑さでも挙動が穏やかである。充填時に膨張分の余裕を残し、缶は日陰に置き、温まった缶はゆっくりと、自分から離した向きで開けること。
密閉した缶の中での温度変化が、その両方を引き起こす。温まった燃料は蒸気を出し、その上の空気は膨張するため、涼しい状態で充填して日なたに置いた缶は膨らむ。夜の間に蒸気は凝縮して気体が収縮し、空気を取り込む手段がないため、缶は真空を引き、壁がへこむ。これを繰り返すと、プラスチック缶は恒久的に変形する。鋼製の缶も、折り目で金属が割れるまで、膨らんだりへこんだりを繰り返す。双方向の通気口が、どちらも防ぐ。
注ぐ間は空気を入れ、それ以外の時間は密閉されている。排出規制に適合した缶では、自動で閉じる注ぎ口が内部に空気の通り道を備えており、缶が呼吸するのは注ぐ間だけで、止めれば密閉される。米国の規則は、使用者が開けられる通気口を、自動で再び閉じる場合に限って認めている（40 CFR 59.611）。双方向の通気キャップは、これに近い働きをする。設定圧を超えた圧力を逃がし、缶が冷えるときには空気を取り込む。
健全でシールの良い缶から放出される蒸気はわずかだが、蒸気が逃げる経路は3つある。通気キャップは、燃料が温まると設計どおりに呼吸する。摩耗、破断、または不適合のパッキンは、ネックからにじみ漏れを起こす。そして無処理のHDPEはガソリンが壁を透過するため、プラスチック製携行缶はフッ素処理される。鋼は透過しない。米国の規則は、携行用燃料容器の排出量を、通気と透過を合わせて1米ガロンあたり1日0.3グラムの炭化水素に制限している。
缶に最初から備わっている通気機構を使う。通気キャップは自ら呼吸し、燃料が出ていくときに空気を入れ、缶が温まるときに圧力を逃がす。通常のねじキャップは、全量を注ぐ前に少し緩め、シューッという音が収まるのを待って通気する。米国の規制に適合した缶には別個の通気口がなく、注ぎ口が内部に空気の通り道を備え、注ぐ間だけ開く。通気口を自分で開けてはならない。排出を制御できない経路ができてしまう。
注ぎ口は、注ぎを細い流れに絞って注入口に狙いを定めやすくするとともに、燃料が出ていくときに空気を入れる。缶から出る液体は空気で置き換えなければならず、開口が1つだと空気と燃料が交互に出入りして、注ぎがゴボゴボと脈打つ。通気式の注ぎ口は内部に空気の通り道を備えているため、流れが滑らかになる。EPAまたはCARBに適合した缶では、注ぎ口が自動で閉じるため、缶が呼吸するのは注ぐ間だけで、止めれば密閉される。
はい。ディーゼルタンクには通気口が必要である。燃料が出ていくときに空気がその分を置き換え、膨張にも逃げ道ができるからである。貯蔵タンクについては、OSHAが、引火性液体用の常圧タンクに、充填、排出、温度変化が生む真空と圧力に対応する通気を設けるよう求めている（29 CFR 1910.106(b)(2)(iv)）。ディーゼル缶にも同じ物理が働く。その蒸気圧は周囲温度で1 kPa未満であり、ガソリン携行缶に比べて圧力ははるかに上がりにくい。
本ページが依拠する規格・法令を発行機関へのリンク付きで示す。市場規則を挙げている箇所については、仕様に反映する前に最新版を確認すること。
最終確認日 確認者： Clarence Cheang（共同創業者）