ボイラーの構造（A1～A10）

伝熱に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：金属壁の表面とそれに接する流体との間の熱移動を熱伝達といい、液体の沸騰又は蒸気の凝縮のように相変化を伴う場合の熱伝達率は極めて大きい。

２：平板壁の熱伝導によって伝わる熱量は、壁の両側面の温度差及び伝熱面積に比例し、厚さに逆比例する。

３：放射伝熱は、物体が保有する内部エネルギーの一部を電磁波の形で放出し、それが他の物体面に当たり吸収される熱移動のことである。

４：物体表面の単位面積から単位時間に出す放射エネルギーを放射エネルギー流束又は放射度といい、これは物体表面の絶対温度の2乗に比例する。

５：熱が高温流体から壁面を通して低温流体に伝えられる熱貫流は、高温流体から壁面までの熱伝達、壁の内部の熱伝導、壁の他面から低温流体までの熱伝達からなっている。

解答と解説

炉筒煙管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：他の丸ボイラーに比べ、構造が複雑で内部は狭く、掃除や検査が困難なため、十分に処理した水を供給しなければならない。

２：煙管の熱伝達率を上げるために、煙管にはスパイラル管を使用しているものが多い。

３：ウェットバック式は、炉筒の後部煙室を胴の内部に設けてその周囲が水に囲まれている構造である。

４：後端の閉じられた炉筒を用い、燃焼火炎が炉筒後部で反転して前方に戻るいわゆる戻り燃焼方式のものもある。

５：ボイラーの構造上、エコノマイザや空気予熱器を設けることが困難であるが、ボイラー効率は高い。

解答と解説

水管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：給水及びボイラー水処理に注意が必要で、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理が求められる。

２：炉壁に用いられる水冷壁管は、火炎からの強い放射熱を有効に吸収し、高い蒸発率を示す放射伝熱面になり炉壁を保護する。

３：伝熱面積当たりの保有水量が少ないので、起動から所要蒸気を発生するまでの時間が短い。

４：中低圧ボイラーには、蒸気ドラムと水ドラム各1個の2胴形のもの、蒸気ドラム1個と水ドラム2個の3胴形のものがある。

５：高温高圧ボイラーでは、全吸収熱量のうち蒸発部で吸収される熱量の割合が大きくなるため、過熱器には専用の熱源が必要となる。

解答と解説

水管ボイラーにおける水の自然循環に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：水管内で水が沸騰している状態では水管の管壁は、飽和水より20～30℃高い程度の温度に保たれる。

２：定常運転中の自然循環式ボイラーの場合、ボイラー水は、下降管では1m/s前後、上昇管では1～5m/s程度の速度で流動している。

３：水管内で発生蒸気が停滞すると、管壁温度が著しく高くなり、水管が焼損することがある。

４：水の循環を確実に行わせるには、蒸気ドラムと水ドラムとの高さの差を大きくする。

５：高圧ボイラーでは、下降管の水と上昇管の気水混合物との密度差はあまり小さくならないので、循環力を大きく保持することができる。

解答と解説

鋳鉄製ボイラーに関し、次のうち正しいものはどれか。

１：鋼板製のものに比べ腐食に強く、熱による不同膨張にも強い。

２：側二重柱構造の場合、燃焼室側に下降管、外側に上昇管を配置して、セクション強度の補強とともにボイラ水の循環を促進している。

３：セクション壁面に多くのスタッドを取り付けて、高い伝熱面負荷を得る構造になっている。

４：蒸気ボイラーでは復水を循環使用するのを原則とし、給水管はボイラー本体後部セクションの安全低水面の少し下に直接取り付けられる。

５：蒸気ボイラーによる暖房では装置全体の熱容量が大きいので、温水ボイラーによる暖房に比べ、各部屋ごとの温度調節が容易である。

解答と解説

圧力計及び流量計に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：ブルドン管式圧力計は、断面がへん平な管を円弧状に曲げ、その一端を固定し他端を閉じ、その先に歯付扇形片をかみ合わせたものである。

２：歯付扇形片は、ブルドン管に圧力が加わると、管の円弧が広がることで動く構造となっている。

３：サイホン管を胴と圧力計との間に取り付け、その中に水を入れてブルドン管に蒸気や高温の水が直接入らないようにする。

４：面積式流量計は、ケーシング内で組み合せた2個のだ円形歯車を流体の流れによって回転させると、歯車とケーシング壁との間の空間部分の量だけ流体が流れ、流量が歯車の回転数に比例することを利用したものである。

５：差圧式流量計は、流体の流れている管の中にベンチュリ管又はオリフィスなどの絞り機構を挿入すると、その入口と出口の間に圧力差が生じ、流量が差圧の平方根に比例することを利用している。

解答と解説

給水装置に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：遠心ポンプは、初めて起動するときは、ポンプ及び吸入管内に呼び水を満たしてから起動する。

２：給水ポンプ過熱防止装置は、吐出量を絞りすぎた場合には、ポンプを通った水の一部をポンプ吸込み側に戻し、ポンプの過熱を防ぐ。

３：ディフューザポンプは、その段数を増加することによって圧力を高めることができるので、高圧ボイラーには多段ディフューザポンプが使用される。

４：給水弁と給水逆止め弁をボイラーに設ける場合には、給水弁をボイラーに近い側に取り付ける。

５：給水弁にはアングル弁又は玉形弁が用いられ、給水逆止め弁にはフロート式又はバケット式の弁が用いられる。

解答と解説

温度検出器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：温度検出器の感温体は、直接ボイラー本体に取り付ける場合と、保護管を用いて取り付ける場合がある。

２：バイメタル式温度検出器は、熱膨張率の異なる2種類の薄い金属板を張り合わせたバイメタルにより接点をオンオフするもので、振動により誤差が出ることがあるが、直動式のため応答速度が速い。

３：溶液密封式温度検出器は、感温筒内の液体又は気体の温度による体積膨張を利用して温度を検出するもので、液体又は気体の漏れによる誤差を生じることがある。

４：測温抵抗体は、金属の電気抵抗が温度によって変化する性質を利用して温度を測定するもので、使用する金属は温度に対する抵抗変化が一定であること、温度係数が大きいことなどが必要である。

５：熱電対は、2種類の材質の異なる金属線の両端を接合し、ループをつくったもので、両端で温度差が生じると、回路中にその金属固有の熱起電力が発生する原理を利用して温度を測定する。

解答と解説

燃焼安全装置の主安全制御器の構成を示す次の図において、[　　]内に入れるAからCの用語の組合せとして、正しいものは１～５のうちどれか。

１：A=シーケンスタイマ　B=安全スイッチ　C=フレームリレー

２：A=安全スイッチ　B=シーケンスタイマ　C=フレームリレー

３：A=フレームリレー　B=安全スイッチ　C=シーケンスタイマ

４：A=フレームリレー　B=シーケンスタイマ　C=安全スイッチ

５：A=シーケンスタイマ　B=フレームリレー　C=安全スイッチ

解答と解説

次のような仕様のボイラーに使用される燃料の低発熱量の近似値は、１～５のうちどれか。

蒸発量-----10t/h
発生蒸気の比エンタルピ-----2760kJ/kg
給水温度-----20℃
ボイラー効率-----85％
燃料消費量-----750kg/h

１：20.9MJ/kg

２：30.2MJ/kg

３：35.7MJ/kg

４：40.2MJ/kg

５：42.0MJ/kg

解答と解説