ボイラーの構造（A1～A10）

水管ボイラーの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：水管と蒸気の間の熱伝達率は、水管と沸騰水の間の熱伝達率よりはるかに小さいので、運転中、水の循環が悪くなり、水管内に発生蒸気が停滞すると、管壁温度が著しく高くなる。

２：上昇管を上昇した蒸気は、蒸気ドラムで水分が分離された後に外部に供給され、その分の給水が蒸気ドラムに供給される。

３：熱負荷を増すと、上昇管内の気水混合物の平均密度が増加し、循環力が低下するため、上昇管出口の管壁温度が上昇する。

４：蒸気ドラムと水ドラムの間の高さの差が大きいほど、水の循環力は大きくなる。

５：ボイラーの運転圧力が低いほど蒸気の比体積が大きくなるため、循環比を高くする必要がある。

解答と解説

ボイラーに使用する金属材料に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：鋳鉄は、炭素含有量が通常2.5～4％程度の鉄・炭素合金で、溶融点が低く流動性が良いので複雑な形状のものを作ることができるが、鍛造や圧延はできない。

２：鋳鉄は、機械加工が困難で、鋳鋼では強度が不足する部品に使用される。

３：高炭素鋼は、硬化し割れが発生しやすいので、ボイラーには主として炭素含有量が0.1～0.3％程度の軟鋼が使用される。

４：銅合金には、銅と亜鉛の合金の黄銅及び銅とすずの合金の青銅があるが、青銅の方が鋳造しやすく、バルブ、コックなどに使用される。

５：合金鋼は、引張強さ、クリープ強さ、耐食性などを改善するために炭素鋼に適量のクロム、ニッケル、モリブデンなどを添加したもので、ボイラーに使用される合金鋼にはモリブデン鋼などがある。

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：外だき式ボイラーで、一般に、径の大きい波形炉筒と煙管群を組み合わせてできている。

２：煙管には、伝熱効果の高いスパイラル管を用いているものが多い。

３：ドライバック式は、後部煙室が胴の後部鏡板の外に設けられた構造である。

４：燃焼ガスが閉じられた炉筒後部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。

５：組立てを据付け場所で行うものより、製造工場で組み立てて、据付け場所に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

水冷壁に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：スペースドチューブ壁は、耐火材の内側に裸水管を適当な間隔で配置し、耐火材の外側に燃焼ガスをシールするケーシングを設けたものである。

２：タンゼントチューブ壁は、耐火材の内側に裸水管を近接して配置し、水管の外側に燃焼ガスをシールするケーシングを設けたものである。

３：フィンチューブ壁は、耐火材の内側に、水管の両側にひれを溶接したものを近接して配置し、水管の外側に燃焼ガスをシールするケーシングを設けたものである。

４：パネル式水冷壁（メンブレンウォール）は、フィンチューブの相互間を溶接して板状にまとめ、その内側に耐火材を塗布したものである。

５：スタッドチューブ壁には、水管の周囲に短い鋼棒片を多数溶接したものを並べ、その内側の面に不定形耐火材を取り付けしたものがある。

解答と解説

ボイラー各部の構造及び強さに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：胴板を薄肉円筒として取り扱う場合、長手方向の断面に生じる周方向の応力は、周方向の断面に生じる長手方向の応力の2倍となる。

２：皿形鏡板は、球面殻、環状殻及び円筒殻から成っており、環状殻の部分には内圧により曲げ応力が生じる。

３：皿形鏡板は、同材質、同径、同厚の場合、半だ円体形鏡板より強度が低い。

４：炉筒は、燃焼ガスによって加熱され長手方向に膨張しようとするが、鏡板によって拘束されているため、炉筒板内部に圧縮応力が生じる。

５：波形炉筒は、平形炉筒に比べ、伝熱面積を大きくできるが、外圧に対する強度が低い。

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、多数の穴の開いたパイプの上部から蒸気を取り入れ、蒸気流の方向を変えて、水滴を蒸気から分離するもので、胴の蒸気出口直下に設けられる。

２：脱気器は、給水ポンプの吸込み側に設けられる。

３：デミスタは、金網を重ねたものに蒸気を通し蒸気中の水滴を分離するもので、気水分離器の一種である。

４：給水加熱器には、加熱蒸気と給水を混合する混合式と、加熱管を隔てて給水を加熱する熱交換式があり、後者が広く用いられている。

５：変圧式スチームアキュムレータは、余分の蒸気を過熱蒸気の状態にして蓄えるもので、送気系統中に設けられる。

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過ぎた場合に、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：ディフューザポンプは、羽根車の周辺に案内羽根のない遠心ポンプで、高圧のボイラーには多段ディフューザポンプが用いられる。

３：渦流ポンプは、円周流ポンプとも呼ばれているもので、小容量の蒸気ボイラーなどの給水に用いられる。

４：脱気器は、物理的脱気法により主として給水中の溶存酸素を除去する装置である。

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、それぞれ取り付ける。

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：溶液密封式温度検出器は、感温体内の揮発性液体の温度変化による膨張・収縮を利用して、ベローズなどにより接点をオンオフするものである。

２：溶液密封式温度検出器の感温体は、ボイラー本体に直接取り付ける場合と、保護管を用いて取り付ける場合とがある。

３：熱電対は、2種類の材質の異なる金属線の両端を接合し、閉回路を作ったもので、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、温度を測定するものである。

４：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。

５：測温抵抗体は、金属の電気抵抗が、温度によって一定の割合で変化する性質を利用して温度を測定するもので、使用する金属には、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の要件が必要である。

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：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。

３：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。

４：紫外線光電管は、光電子放出現象を利用したもので、感度が良く安定しており、炉壁の放射による誤作動もなく、全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、ロッドの使用温度による制約があることから、点火用のガスバーナに多く用いられる。

解答と解説

シーケンス制御に使用される次の優先回路に関し、下の文中の[　　]内に入れるAからEまでの語句又は記号の組合せとして、正しいものは１～５のうちどれか。

「ボタンスイッチ[　A　]を押すと、1番地に電流が流れ、電磁リレー[　B　]はコイルに電流が流れて作動し、2番地の電磁リレー接点R1-1は[　C　]となる。
ここで、ボタンスイッチ[　D　]を押しても2番地には電流が流れず、電磁リレー[　E　]は作動しない。」

１：A=BS1　B=R1　C=閉　D=BS2　E=R2

２：A=BS1　B=R1　C=開　D=BS2　E=R2

３：A=BS1　B=R2　C=閉　D=BS2　E=R1

４：A=BS2　B=R2　C=閉　D=BS1　E=R1

５：A=BS2　B=R2　C=開　D=BS1　E=R1

解答と解説