ボイラーの構造（A1～A10）

熱及び蒸気に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：飽和水の蒸発熱は、圧力が高くなるほど小さくなり、臨界圧力に達すると0になる。

２：圧力1MPa、温度180℃の乾き飽和蒸気を加熱して、圧力1MPa、温度210℃の過熱蒸気にしたとき、この蒸気の過熱度は16.7％である。

３：放射伝熱によって伝わる熱量は、高温物体の絶対温度の4乗と低温物体の絶対温度の4乗との差に比例する。

４：放射伝熱は、物体が保有する内部エネルギ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である。

５：熱と仕事はともにエネルギの形態で、熱量3.6MJは、電気的仕事量1kWhに相当する。

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値に最も近いものは、１～５のうちどれか。

蒸発量-----5t/h
発生蒸気の比エンタルピ-----2780kJ/kg
給水温度-----24℃
ボイラー効率-----90％
燃料消費量-----370kg/h

１：38.8MJ/kg

２：39.2MJ/kg

３：40.2MJ/kg

４：41.7MJ/kg

５：42.1MJ/kg

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：燃焼ガスが閉じられた炉筒後端で反転して前方に戻る戻り燃焼方式を採用し、燃焼効率を高めたものがある。

２：戻り燃焼方式では、燃焼火炎が、炉筒前部から炉筒後部へ流れ、そして炉筒後部で反転して前方に戻る一連の流れを2パスと数える。

３：ウェットバック式は、後部煙室が胴の外部に設けられ、その周囲が水で囲まれている構造である。

４：エコノマイザや空気予熱器を設け、ボイラー効率が90％に及ぶものがある。

５：すべての組立てを製造工場で行い、完成状態で運搬できるパッケージ形式にしたものが多い。

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

２：一般に水冷壁構造であり、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となるとともに、炉壁を保護する。

３：過熱器やエコノマイザを自由に配置できるほか、伝熱面積を大きくとることができ、一般にボイラー効率が高い。

４：高温高圧ボイラーでは、本体伝熱面が水冷壁管だけからなり、接触伝熱面しかない放射ボイラーの形式をとる。

５：給水及びボイラー水の処理に注意を要し、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理を行う必要がある。

解答と解説

ステーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：ステーボルトは、機関車形ボイラーの内火室板と外火室板のように接近している平板の補強に使用される。

２：ステーボルトには外側から知らせ穴をあけ、ステーが切れた場合にこの穴から蒸気が噴出し異常を知らせるようにする。

３：ガセットステーの配置に当たっては、ブリージングスペースを十分に取る。

４：管ステーは、煙管よりも肉厚の鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。

５：管ステーをねじ込みによって火炎に触れる部分に取り付ける場合には、焼損を防ぐため端部を板の外側へ10mm程度突き出す。

解答と解説

空気予熱器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：空気予熱器を設置することにより、過剰空気量が少なくてすみ、燃焼効率が上昇する。

２：鋼板形の熱交換式空気予熱器は、鋼板を一定間隔に並べて端部を溶接し、1枚おきに空気及び燃焼ガスの通路を形成したものである。

３：再生式空気予熱器は、金属板の伝熱体を円筒内に収め、これを回転させ燃焼ガスと空気に交互に接触させて伝熱を行うものである。

４：ヒートパイプ式空気予熱器は、金属製の管の中にアンモニア、水などの熱媒体を減圧して封入し、高温側で熱媒体を蒸発させ、低温側で熱媒体蒸気を凝縮させて、熱を移動させるものである。

５：空気予熱器を設置すると、通風抵抗は増加するが、NOxの発生を抑制することができる。

解答と解説

ボイラーの附属品及び附属装置に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：沸水防止管は、大径のパイプの上面の多数の穴から蒸気を取り入れ、蒸気流の方向を変えることによって水滴を分離する装置である。

２：バケット式蒸気トラップは、ドレンの存在が直接トラップ弁を駆動するので、作動が迅速確実で、信頼性が高い。

３：主蒸気管の配置に当たっては、曲がり部に十分な半径をもたせ、ドレンのたまる部分がないように傾斜をつけるとともに、要所に蒸気トラップを設ける。

４：給水内管は、一般に長い鋼管に多数の穴を設けたもので、胴又は蒸気ドラム内の安全低水面よりやや下方に取り付ける。

５：大形ボイラー及び高圧ボイラーでは、2個のブロー弁を直列に設け、ボイラーに近い方を漸開弁、遠い方を急開弁とする。

解答と解説

給水系統装置に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：給水ポンプ過熱防止装置は、ポンプ吐出量を絞りすぎた場合に、過熱防止弁などにより吐出しようとする水の一部を吸込み側に戻す装置である。

２：渦巻ポンプは、円周流ポンプとも呼ばれているもので、小さい動力で高い揚程が得られ、小容量の蒸気ボイラーの給水に用いられる。

３：遠心ポンプは、湾曲した多数の羽根を有する羽根車をケーシング内で回転させ、遠心作用によって水に圧力及び速度エネルギを与えるものである。

４：給水弁にはアングル弁又は玉形弁が用いられ、給水逆止め弁にはリフト式又はスイング式の逆止め弁が用いられる。

５：給水弁と給水逆止め弁をボイラーに取り付ける場合は、給水弁をボイラーに近い側に、給水逆止め弁を給水ポンプに近い側に取り付ける。

解答と解説

圧力制御用機器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：オンオフ式蒸気圧力調節器は、蒸気圧力の変化によってベローズとばねが伸縮し、レバーが動いてマイクロスイッチ等を開閉する。

２：オンオフ式蒸気圧力調節器は、ベローズに直接蒸気が浸入しないように水を満たしたサイホン管を用いて取り付ける。

３：電子式圧力センサは、シリコンダイアフラムで受けた圧力を封入された液体を介して金属ダイアフラムに伝え、その金属ダイアフラムの抵抗の変化を利用し圧力を検出する。

４：比例式蒸気圧力調節器は、一般にコントロールモータとの組合せにより、設定した比例帯の範囲で蒸気圧力を調節する。

５：圧力制限器は、ボイラーの蒸気圧力、燃焼用空気圧力、燃料油圧力などが異常になったとき、直ちに燃料の供給を遮断するものである。

解答と解説

ボイラーにおける燃焼安全装置の火炎検出器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：火炎検出器は、火炎の有無又は強弱を検出し、電気信号に変換するもので、あらかじめ定められた条件に適合する火炎だけを検出することが必要である。

２：フォトダイオードセルは、光起電力効果を利用したもので、形状・寸法が小形であり、ガス専焼バーナに多く用いられる。

３：整流式光電管は、光電子放出現象を利用したもので、油燃焼炎の検出に用いられるが、ガス燃焼炎には適さない。

４：紫外線光電管は、光電子放出現象を利用したもので、感度がよく安定し、炉壁の放射による誤作動もなく、すべての燃料の燃焼炎の検出に用いられる。

５：フレームロッドは、火炎の導電作用を利用したもので、ロッドの使用制限温度による制約から点火用のガスバーナに多く用いられる。

解答と解説