ボイラーの構造

正解: 2. 揚程式安全弁は全量式安全弁よりも弁のリフト量が大きい。

解説: 揚程式安全弁は弁のリフト量が弁座口径の1/40以上1/4未満のものであり、全量式安全弁は弁のリフト量が弁座口径の1/4以上のものです。したがって全量式安全弁の方が揚程式よりもリフト量が大きく、選択肢2は逆の記述であるため誤りです。全量式は蒸気の排出量が多いため、大容量のボイラーに…

関連キーワード: ばね式安全弁・揚程式・全量式・リフト量・吹下がり

正解: 5. ドラム水位が上がるほど、基準水柱による水頭とドラム側の水頭との差は小さくなる。

解説: 差圧式では、ドラムの蒸気部に連絡した凝縮槽にたまる凝縮水で高さが一定の基準水柱をつくり、その水頭とドラム側の水位による水頭との差を差圧発信器で検出します。ドラム水位が上がるとドラム側の水頭が大きくなるため両者の差は小さくなり、5が正しいです。1：基準水柱は蒸気が凝縮した水でつくる…

関連キーワード: 差圧式・凝縮槽・基準水柱・差圧発信器・水頭

正解: 5. 給水の温度が高すぎると、混合ノズルで蒸気が凝縮しきれず、給水できないことがある。

解説: インゼクタは、蒸気ノズルで蒸気を膨張させて高速の噴流にし、そのまわりにできる大気圧より低い圧力で給水を吸い込みます。蒸気は混合ノズルで給水と混ざって凝縮し、その熱で給水を温めます。給水の温度が高すぎると蒸気が凝縮しきれず、作動が不安定になって給水できなくなることがあるので、5が正…

関連キーワード: インゼクタ・蒸気ノズル・混合ノズル・吐出ノズル・凝縮

正解: 4. 水冷壁のスタッド管は、水管の内面に突起を多数溶接し、管内側の伝熱を良くしたものである。

解説: スタッド管は、水管の外面に多数の短い突起（スタッド）を溶接し、そこに耐火材を付けて炉内に面させるものです。管内側の伝熱を良くするために内面に突起を付けるものではないので、4が誤りです。1：水冷壁は炉壁に沿って並べた水管で、火炎からの放射熱を主に吸収します。2：自然循環式では、水冷…

関連キーワード: 水冷壁・スタッド管・放射熱・上昇管・耐火材

正解: 2. ソーダ回収ボイラーは、製糖工場で出る黒液を燃やして蒸気を発生させ、薬品も回収するボイラーである。

解説: 黒液は、木材からパルプをつくる工程で出る廃液で、製糖工場から出るものではありません。ソーダ回収ボイラーは、パルプ工場の黒液を燃料として、その中の有機分を燃やして蒸気を発生させ、無機分の薬品を回収するもので、特殊燃料ボイラーに分類されます。工場の取り違えがあるので2が誤り。1：製糖…

関連キーワード: 廃熱ボイラー・特殊燃料ボイラー・ソーダ回収ボイラー・黒液・バガス

正解: 3. 空気側の圧力が燃焼ガス側より高いので、漏れは主に燃焼用空気が燃焼ガス側へ入り込む向きに起こり、出口のガスの量が増える。

解説: 再生式空気予熱器は、金属の薄板を詰めた円筒形の回転体を回し、燃焼ガスの通路で熱を受けた部分を空気の通路へ移して熱を渡す。押込ファンで送られる空気側のほうが燃焼ガス側より圧力が高いので、漏れは主に空気が燃焼ガス側へ入る向きに起こり、空気予熱器を出るガスの量はその分増える（3が正しい…

関連キーワード: 空気予熱器・再生式・伝熱体・漏れ・ボイラー効率

正解: 2. スイング式逆止め弁は、水平の配管のほか、流れが上から下へ向かう垂直の配管にも取り付けることができる。

解説: スイング式逆止め弁は、ちょうつがい状に吊った弁体が流れに押されて開き、逆向きの流れで閉じる構造です。取り付けられるのは水平の配管と、流れが下から上へ向かう垂直の配管で、上から下へ流れる配管では弁体が流れと重みで開いたままになり、逆流を止められないので、2が誤り。1：アングル弁は入…

根拠・参照資料: ボイラー構造規格第77条第2項

関連キーワード: 仕切弁・アングル弁・逆止め弁・給水弁・蒸気止め弁

正解: 3. 電磁継電器のb接点は、コイルが励磁されていないときには閉じており、コイルに電流が流れて励磁されると開く接点である。

解説: 電磁継電器のb接点（ブレーク接点）は、コイルが励磁されていない状態で閉じ、励磁されると開く接点なので、3が正しい（励磁されると閉じるのはa接点）。1は、自己保持回路では電磁継電器自身のa接点を起動用の押しボタンスイッチと並列に接続するので誤り（直列ではボタンを離した時点で回路が切…

関連キーワード: シーケンス制御・電磁継電器・自己保持回路・リミットスイッチ・電磁開閉器

正解: 5. 煙管内を流れる燃焼ガスから管壁へは、主に放射によって熱が伝わる。

解説: 煙管の中を流れる燃焼ガスは、ガスの層が薄く温度も火炉より低いので、管壁への熱は主に対流伝熱（接触伝熱）によって伝わる。煙管は火炎の放射を主に受ける放射伝熱面ではなく接触伝熱面に当たるので、5が誤り。1は、対流による伝熱量Qは熱伝達率α・伝熱面積A・温度差Δtの積（Q＝αAΔt）で…

関連キーワード: 対流伝熱・熱伝達率・境膜・煙管・熱伝導率

正解: 3. 給水内管は、安全低水面よりやや下方に取り付けて、水位が下がっても管が水面の上に出ないようにする。

解説: 給水内管は安全低水面よりやや下方に取り付けるので、3が正しい。水位が下がって管が水面の上に出ると、給水が蒸気部に噴き出すことになる。給水内管は多数の小穴から給水を胴内に広く分けて送り込み、温度の低い給水が一か所に集まって胴の一部が冷やされ、不同膨張による熱応力が生じるのを防ぐため…

関連キーワード: 給水内管・安全低水面・熱応力・スラッジ

正解: 3. ある圧力の飽和水を同じ圧力の乾き飽和蒸気にするのに要する蒸発潜熱は、その圧力が高くなるほど大きくなっていく。

解説: 飽和水の蒸発潜熱は、圧力が高くなるほど小さくなり（飽和蒸気表で1MPaは約2,014kJ/kg、10MPaは約1,320kJ/kg、20MPaは約592kJ/kg）、臨界点で0となるので、3が誤り。1は、水の臨界点は約22.1MPa・約374℃なので正しい。2は、臨界圧力以上では…

関連キーワード: 超臨界圧ボイラー・臨界点・蒸発潜熱・貫流式・飽和水

正解: 4. 総括伝熱係数は、ガス側境膜伝熱係数・管壁の熱伝導抵抗・水側境膜伝熱係数の各熱抵抗の和の逆数で表される。

解説: 総括伝熱係数（K値）は、燃焼ガス側の境膜伝熱抵抗、管壁の熱伝導抵抗、水側の境膜伝熱抵抗の各熱抵抗の和の逆数として表されます。スケール層がある場合はスケールの熱伝導抵抗も加わります。総括伝熱係数は最も小さい個別伝熱係数（最も大きい熱抵抗）に支配されます。ボイラーではガス側の熱伝達率…

関連キーワード: 総括伝熱係数・熱抵抗・境膜伝熱・伝熱面積・K値

正解: 2. 5

解説: 循環比は、蒸発量に対する循環水量（蒸発管を流れる水量）の比である。蒸発管の出口の乾き度0.2は、蒸発管を流れる量のうち2割が蒸気になっていることを表すので、循環水量は10÷0.2＝50t/h、循環比は50÷10＝5となり（乾き度の逆数に等しい）、2が正しい。50は循環水量（t/h…

関連キーワード: 循環比・自然循環・蒸発量・乾き度・循環水量

正解: 5. 放射過熱器では、ボイラーの負荷が増加するにつれて、出口の過熱蒸気の温度が上昇する傾向がある。

解説: 放射過熱器は火炎からの放射熱を受けるもので、負荷が増加すると蒸気量は増えるが放射による受熱量は蒸気量ほどには増えないため、出口の過熱蒸気温度は低下する傾向がある（対流過熱器は負荷の増加とともに燃焼ガス量が増え、温度が上昇する傾向がある）。したがって5が誤り。1は、放射過熱器は火炉…

関連キーワード: 過熱器・放射過熱器・向流式・並流式・過熱低減器

正解: 1. てこ式安全弁は、てこの一端に下げたおもりの重力をてこを介して弁体に加えるもので、吹出し圧力はてこの上のおもりの位置を動かして調整する。

解説: てこ式安全弁は、おもりの重力によるモーメントをてこで弁体に伝えて弁座に押し付けるもので、おもりをてこの上で支点から遠ざけるほど押し付ける力が増すので、おもりの位置で吹出し圧力を調整する。よって1が正しい。2は、てこ式やおもり式は高圧・大容量になるとおもりや装置が大きくなるため、現…

根拠・参照資料: ボイラー構造規格第62条第2項

関連キーワード: てこ式安全弁・おもり・ばね式安全弁・全量式安全弁・吹出し圧力

正解: 4. 比例式の燃焼制御のバーナでは、ダンパなどが低燃焼の位置にあることを確かめてから主バーナの点火に進ませるインターロックが用いられる。

解説: 比例式の燃焼制御を行うバーナでは、主バーナを燃焼範囲の最小の位置で点火させるため、燃焼用空気のダンパなどが低燃焼の位置にあることを確かめてから点火の動作に進ませる低燃焼インターロックが用いられます（4が正しい）。起動の順序は、プレパージ、パイロットバーナの点火と火炎の確認、主バー…

関連キーワード: インターロック・プレパージ・パイロットバーナ・低燃焼・シーケンス制御

正解: 4. 同じ圧力のもとでは、湿り飽和蒸気の温度は乾き度の大小にかかわらず一定で、その圧力の飽和温度に等しい。

解説: 湿り飽和蒸気は飽和水と乾き飽和蒸気が共存している状態で、水が蒸発している間は温度が上がらないので、その温度は乾き度にかかわらず、その圧力の飽和温度に等しい（4が正しい）。そのため、圧力と温度は互いに決まった関係にあり、二つを測っても乾き度は求まらない（1は誤り）。乾き度は湿り飽和…

関連キーワード: 乾き度・湿り度・湿り飽和蒸気・飽和温度・過熱蒸気

正解: 5. 各セクションはニップルとパッキンを用いてボルト締めで接合される。

解説: 鋳鉄製セクショナルボイラーの各セクションは、ニップル（短管）とパッキン（ガスケット）を用いてボルト締めで接合されます。鋳鉄は炭素含有量が多く硬くて脆い性質があるため、溶接が困難であり溶接接合は一般に行われません。ニップルとパッキンによるボルト接合方式は、現場での組立・分解が容易で…

関連キーワード: 鋳鉄製セクショナルボイラー・ニップル・パッキン・ボルト接合・溶接困難

正解: 2. ガラスの一面に三角形の溝を刻み、水部と蒸気部の見え方の違いで水位を判別する。

解説: 平形反射式水面計は、厚い平板ガラスの内面（ボイラー水側）に断面が三角形の縦溝を多数刻んだ構造です。水部では水がガラス溝に接触するため光が透過して黒色に見え、蒸気部では蒸気がガラス溝面で全反射を起こすため白色（銀白色）に見えます。この色の違いにより水位を明確に判別できます。選択肢1…

関連キーワード: 平形反射式水面計・三角溝・全反射・水位判別・高圧対応

正解: 1. 排ガス中の水蒸気の潜熱まで回収するエコノマイザでは、伝熱管の表面で水分が凝縮するので、管にステンレス鋼管を用いる。

解説: 排ガス中の水蒸気の潜熱まで回収するエコノマイザでは、伝熱面で水分が凝縮して管が濡れるので、広く使われる炭素鋼鋼管ではなくステンレス鋼管を用いる（1が正しい）。エコノマイザは一般に鋼管形で、管には、ひれの無い平滑管か、ひれを付けたひれ付き管が使われる（2は誤り）。管内の水側の熱伝達…

関連キーワード: エコノマイザ・潜熱・ひれ付き管・自然通風力・給水ポンプ

正解: 5. 圧力計のコックは、ハンドルが管軸と同じ方向になったときに開くようにする。

解説: 圧力計のコックは、開閉の状態がひと目で分かるよう、ハンドルが管軸と同一方向になったときに開くようにするので、5が正しい（ボイラー構造規格第66条第1項第2号は、コック又は弁の開閉状況を容易に知ることができることを求めている）。1は、ブルドン管には断面が平たい管が使われ、内部に圧力…

根拠・参照資料: ボイラー構造規格第66条第1項

関連キーワード: ブルドン管圧力計・コック・最大指示値・サイホン管・歯付扇形片

正解: 5. 皿形鏡板は、中央部の球面殻、すみの丸みの部分の環状殻及び胴に続く円筒殻から成る。

解説: 皿形鏡板は、中央部の球面の部分（球面殻）、すみの丸みの部分（環状殻）、胴に接続する円筒の部分（円筒殻）の三つから成るので、5が正しい。1は、同じ条件では全半球形、半だ円体形、皿形、平鏡板の順に強いので、皿形は半だ円体形より弱く誤り。2は、球形の殻に生じる応力は、同じ内径・厚さの円…

根拠・参照資料: ボイラー構造規格第10条

関連キーワード: 鏡板・皿形鏡板・全半球形鏡板・半だ円体形鏡板・環状殻

正解: 2. ディスク式蒸気トラップは、蒸気とドレンが弁座を通るときの流速の違いから生じる圧力の差を利用して、ディスクで弁を開閉する。

解説: ディスク式は、蒸気とドレンの熱力学的な性質の違いを利用するサーモダイナミック式で、高速で流れる蒸気によってディスク下面の圧力が下がり、ディスク上部の室の圧力でディスクが弁座に押し付けられて閉じるので、2が正しい。1は、フロート式はドレンがたまってフロートが浮き上がると弁が開いてド…

関連キーワード: 蒸気トラップ・ディスク式・フロート式・バケット式・バイメタル式

正解: 5. パイロット式減圧弁は、直動式減圧弁に比べて、流量が変化したときの二次側の圧力の変動が小さい。

解説: パイロット式減圧弁は、二次側の圧力をパイロット部で検出し、その働きで主弁を動かすので、流量が変化したときの二次側圧力の変動（オフセット）が直動式より小さく、5が正しい。1は、ストレーナは弁座への異物のかみ込みを防ぐため、減圧弁の入口側（手前）に設けるので誤り。2は、減圧弁の故障な…

関連キーワード: 減圧弁・パイロット式・直動式・ストレーナ・安全弁

正解: 1. ガセットステーは、炉筒に直接溶接して炉筒そのものを補強するための部材である。

解説: ガセットステーは、三角形状の鋼板を用いて平鏡板（平板部）と胴板とを溶接でつなぎ、内圧によって平鏡板が変形しないよう補強する部材です。炉筒そのものを補強する部材ではないため選択肢1が誤りです。炉筒は運転中の熱によって長手方向に伸縮（呼吸作用）するため、ガセットステーを炉筒に近づけて…

関連キーワード: ガセットステー・管ステー・ブリージングスペース・平鏡板・縁曲げ

正解: 5. 電極保持器が絶縁不良になると、電極棒が水に浸かっても通電せず、水がないと判断されて給水ポンプが止まらなくなる。

解説: 電極式水位検出器は、検出筒に長さの異なる電極棒を下げ、水に浸かった電極棒の間の通電で水位を検出します（1）。低い水位ほど長い電極棒で検出するので、低水位でバーナを止める電極棒は、給水ポンプを起動させる電極棒より長くなります（3）。電極保持器が絶縁不良になると、電極棒が水から出ても…

関連キーワード: 水位検出器・電極棒・検出筒・電極保持器・フロート式

正解: 1. 硫化鉛セルは、火炎のちらつき（フリッカ）による素子の電気抵抗の変化を利用するもので、蒸気噴霧式の油バーナにも用いられる。

解説: 硫化鉛セルは、火炎のちらつき（フリッカ）で素子の電気抵抗が変わることを利用し、蒸気噴霧式の油バーナにも適しています（1が正しい）。整流式光電管は光電子の放出を利用し、油燃焼の火炎に用いられますが、ガス燃焼の火炎には適しません（2は誤り）。フレームロッドは火炎の導電作用を利用します…

関連キーワード: 火炎検出器・燃焼安全装置・整流式光電管・フレームロッド・紫外線光電管

正解: 3. 9,740 kg/h

解説: 発生蒸気は乾き飽和蒸気なので、その比エンタルピーは飽和水の比エンタルピーと蒸発熱の和で、762＋2,015＝2,777kJ/kgです。換算蒸発量は、実際蒸発量×（発生蒸気の比エンタルピー－給水の比エンタルピー）を、100℃の飽和水を100℃の乾き飽和蒸気にする蒸発熱2,257kJ…

関連キーワード: 換算蒸発量・実際蒸発量・比エンタルピー・蒸発熱

正解: 3. 円筒胴に生じる周方向の応力は、長手方向の応力の2倍である。

解説: 内圧Pを受ける内径D・板厚tの円筒胴には、周方向（円周方向）の応力 PD/(2t) と長手方向（軸方向）の応力 PD/(4t) が生じ、周方向の応力は長手方向の応力の2倍となります。選択肢3が正しく、選択肢4は大小関係が逆です。胴の長手継手（軸方向に走る継手）が受け持つのは大きい…

関連キーワード: 周方向応力・長手方向応力・円筒胴・長手継手・内圧

正解: 5. 蒸気圧力は負荷が増える前より低い値になり、燃焼量は負荷が増える前より多い値に保たれて釣り合う。

解説: 比例動作は、目標値と制御量の差（偏差）に比例した量だけ操作量を変える動作で、燃焼量＝一定値＋比例ゲイン×（目標の圧力−実際の圧力）の形になります。蒸気の使用量が増えた状態で圧力が落ち着くには、発生する蒸気を使用量に見合うまで増やす必要があるので、燃焼量は負荷が増える前より多くなり…

関連キーワード: 比例動作・蒸気圧力・燃焼量・偏差

正解: 3. 沸騰している水が接する管の内面の熱伝達率は、燃焼ガス側の熱伝達率よりはるかに大きい。

解説: 沸騰している水は、管の面で気泡が次々に生まれては離れていくので面の近くがよくかき混ぜられ、水側の熱伝達率は燃焼ガス側より桁違いに大きくなります。よって3が正しいです。平板を伝わる熱量は Q＝λA(t₁−t₂)/δ（λ：熱伝導率、A：面積、δ：厚さ）で表され、厚さを2倍にすると熱量…

関連キーワード: 熱伝達率・熱伝導・熱貫流・水冷壁・放射伝熱面

正解: 4. 丸ボイラーの胴は径が大きいので、同じ圧力なら水管ボイラーの水管より薄い板で足りる。

解説: 円筒が内圧に耐えるのに要る板の厚さは、圧力が同じなら径にほぼ比例して厚くなる。径の大きい丸ボイラーの胴は、細い水管よりずっと厚い板が要り、これが丸ボイラーを高い圧力に使いにくい理由でもあるので、4が誤り。立てボイラーは胴を垂直に置いた丸ボイラーで、床面積を取らず小容量に用いられる…

関連キーワード: 丸ボイラー・水管ボイラー・立てボイラー・水冷壁・保有水量

正解: 2. 116kW

解説: 給水が受け取る熱量は、質量流量×比熱×温度上昇で求めます。毎時2,000kgは毎秒2,000÷3,600≒0.556kgなので、0.556×4.187×（110－60）≒116.3kJ/sとなり、1kJ/sは1kWですから約116kWです（2が正しい）。温度上昇の代わりに出口温度…

関連キーワード: エコノマイザ・給水・比熱・熱量

正解: 4. 空気予熱器を設けると、燃焼用空気の温度が上がって燃焼が安定するため、窒素酸化物の発生量は少なくなる傾向がある。

解説: 空気予熱器で燃焼用空気を予熱すると燃焼温度が高くなるため、窒素酸化物の発生量は増える傾向にあります。NOxを抑えるには、逆に空気の予熱温度を下げて燃焼温度を下げる方法がとられます（4が誤り）。燃焼ガスは、一般に過熱器、エコノマイザ、空気予熱器の順に通過します（1）。エコノマイザは…

関連キーワード: 過熱器・エコノマイザ・空気予熱器・通風抵抗・窒素酸化物

正解: 2. 乾き度0.9の湿り飽和蒸気の比エンタルピーは、2,560kJ/kgである。

解説: 乾き度xの湿り飽和蒸気の比エンタルピーは、飽和水の比エンタルピーに、蒸発熱のx倍を加えた値です。乾き度0.9では760＋0.9×2,000＝2,560kJ/kgで、2が正しい記述です。乾き度0.95では2,660kJ/kgで、1の2,622は乾き飽和蒸気の比エンタルピー2,760…

関連キーワード: 湿り飽和蒸気・乾き度・比エンタルピー・蒸発熱

正解: 2. 7,713kJ

解説: 必要な熱量は、25℃の水を100℃の飽和水にする顕熱と、100℃の飽和水を乾き飽和蒸気にする潜熱（蒸発熱）の和です。顕熱は3×4.187×（100－25）≒942kJ、潜熱は3×2,257＝6,771kJで、合計は約7,713kJです（2が正しい）。5は潜熱だけで顕熱を足し忘れた…

関連キーワード: 顕熱・潜熱・蒸発熱・乾き飽和蒸気

正解: 2. 825kW

解説: 壁を隔てて流体から流体へ伝わる熱量は、熱貫流率×伝熱面積×両側の流体の温度差で求めます。温度差は750－200＝550Kなので、50×30×550＝825,000W＝825kWです（2が正しい）。温度差の代わりに燃焼ガスの温度750℃を使うと1,125kW（3）、ボイラー水の温度…

関連キーワード: 熱貫流率・伝熱面積・温度差・熱量

正解: 1. 丸ボイラーは保有水量が多いので、万一破裂したときには噴き出す熱水と蒸気が多く、水管ボイラーより被害が大きくなる。

解説: 丸ボイラーは伝熱面積の割に保有水量が多く、破裂すると圧力のかかった多量の熱水が一度に蒸気になって噴き出すので、被害が大きくなります（1が正しい）。伝熱面積の割に多くの水を保有するのは丸ボイラーで、水管ボイラーは保有水量が少なく、たき始めてから蒸気が出るまでの時間が短くなります（2…

関連キーワード: 保有水量・丸ボイラー・水管ボイラー・貫流ボイラー・負荷

正解: 4. 82.2％

解説: ボイラー効率は、蒸気が受け取った熱量を、燃料の供給熱量で割って求めます。蒸気が受け取った熱量は2,000×（2,780－420）＝4,720,000kJ/h、低発熱量による供給熱量は140×41,000＝5,740,000kJ/hなので、効率は約82.2％です（4が正しい）。高発…

関連キーワード: ボイラー効率・低発熱量・高発熱量・燃料消費量

正解: 2. 220℃の過熱蒸気にするには、1kgあたり84kJの熱を加える。

解説: 乾き飽和蒸気を過熱するのに加える熱量は、平均定圧比熱×過熱度（過熱蒸気の温度－飽和温度）で求めます。220℃では過熱度40Kなので2.1×40＝84kJで、2が正しい記述です。250℃では2.1×70＝147kJで、1の525は過熱度ではなく温度250を掛けた誤り、300℃では2…

関連キーワード: 過熱器・過熱度・平均定圧比熱・飽和温度

正解: 3. 逃がし弁は、膨張タンクを密閉形とした温水ボイラーや逃がし管を設けない温水ボイラーで、水の膨張による圧力上昇を逃がすために用いる。

解説: 逃がし弁は、ばね安全弁と同じような構造で、水の膨張によって内部の圧力が設定圧力を超えると弁体が押し上げられて開き、膨張した分の水を外へ逃がす。逃がし管で開放形膨張タンクにつながっていない温水ボイラーや、密閉形の膨張タンクを使う温水ボイラーで用いる（3が正しい）。ボイラー構造規格第…

根拠・参照資料: ボイラー構造規格第65条第1項

関連キーワード: 逃がし弁・逃がし管・膨張タンク・温水ボイラー

正解: 3. 熱電対温度計では、熱電対と計器との間を、熱電対とほぼ同じ熱起電力の特性をもつ補償導線で結んで延長する。

解説: 熱電対温度計は、異なる2種類の金属線の測温接点と基準接点との温度差に応じた熱起電力から温度を求める。熱電対と計器の間は、熱電対とほぼ同じ熱起電力特性をもつ補償導線で延長する（肢3）。白金測温抵抗体は、白金の電気抵抗が温度とともに増える性質を使うもので、熱電対のような基準接点はもた…

関連キーワード: 熱電対温度計・白金測温抵抗体・基準接点・測温接点

正解: 2. 負荷が急に増加すると、ドラム内の圧力が下がって水中の気泡が膨張し、水位は一時的に上昇する。

解説: 負荷が急に増えると、ドラム内の蒸気圧力が下がって缶水の一部が自己蒸発し、水中の気泡の体積が増えるため、保有水量は減っているのに水位は一時的に上昇する（肢2）。この見かけの変化のため、ドラム水位だけを検出する単要素式は負荷変動の大きい大容量ボイラーには向かない（肢4）。二要素式はド…

関連キーワード: ドラム水位・単要素式・二要素式・三要素式

正解: 5. 差圧式流量計は、管路に設けたオリフィスやベンチュリ管の前後に生じる差圧を利用するもので、流量は差圧の平方根に比例する。

解説: 差圧式流量計は、管路の途中にオリフィスやベンチュリ管などの絞り機構を設け、その前後に生じる差圧を検出して流量を求めるものです。ベルヌーイの定理により、流量は差圧の平方根に比例します。差圧の2乗に比例するという記述は誤りです。容積式流量計は、ケーシング内でかみ合うだ円形（オーバル）…

関連キーワード: 差圧式流量計・容積式流量計・面積式流量計・オリフィス・平方根

正解: 5. 沸水防止管は、胴内の蒸気室頂部の蒸気取出し口に設けられた大径の管で、上部の多数の穴から蒸気を取り入れ、水滴を分離して主蒸気管に導く。

解説: 沸水防止管は、胴やドラムの蒸気室頂部にある主蒸気管の取出し口に設けられる大径の管で、上部（上半部）に多数の穴があけられています。蒸気は上部の穴から管内に入り、流れの方向を変える際に同伴していた水滴が分離されるため、水分の少ない蒸気を主蒸気管に送り出すことができます。プライミングな…

関連キーワード: 沸水防止管・気水分離・蒸気室・主蒸気管・丸ボイラー

正解: 1. だ円形のマンホールを胴に設ける場合は、短径部を胴の長手方向に配置する。

解説: だ円形のマンホールを胴に設ける場合は、短径部を胴の長手方向（軸方向）に配置します。内圧を受ける円筒胴では、周方向に作用する応力が長手方向に作用する応力の約2倍と大きいため、周方向応力を受け持つ長手方向の断面の欠損をできるだけ小さくする必要があり、穴の長手方向の寸法が短くなるように…

関連キーワード: マンホール・だ円形・短径部・長手方向・周方向応力

正解: 5. 再熱器を通る蒸気は主蒸気より圧力が低く比体積が大きいので、同じ質量を流すには主蒸気より大きな流路断面積が要る。

解説: 再熱器は、高圧タービンで膨張して圧力と温度の下がった蒸気をボイラーに戻して再び加熱し、中圧又は低圧のタービンへ送る装置です。再熱器を通る蒸気は主蒸気より圧力が低く、比体積が大きいので、同じ質量の蒸気を流すには大きな流路の断面積が必要になります（5が正しい）。主蒸気を高圧タービンの…

関連キーワード: 再熱器・再熱サイクル・高圧タービン・主蒸気・比体積

正解: 4. 約20％

解説: 平板の熱貫流率Kは、各層の熱抵抗の和の逆数である。付着前の熱抵抗は1/50＋0.015/50＋1/5000＝0.02＋0.0003＋0.0002＝0.0205 m²・K/W、スケールの熱抵抗は0.002/0.4＝0.005 m²・K/Wで、付着後は0.0255 m²・K/Wとなる…

関連キーワード: 熱貫流率・熱伝達率・熱伝導率・スケール・熱抵抗

正解: 1. 長抜差し形は、噴射管が回転しながら炉内に出入りする形式で、過熱器などの燃焼ガス温度の高い部分に用いられる。

解説: スートブロワは、蒸気や圧縮空気を吹き付けて、伝熱面の燃焼ガス側に付いたすすや灰を除く装置で、水側のスケールを除くものではない（肢5）。長抜差し形は、先端にノズルをもつ噴射管が回転しながら炉内へ出入りし、使わないときは炉外へ引き出しておけるので、過熱器などの高温部に用いる（肢1）。…

関連キーワード: スートブロワ・定置回転形・往復動形・短抜差し形・空気予熱器

正解: 1. 一般に、ボイラーの熱損失のうち最も大きいものは、排ガスが持ち去る熱による損失である。

解説: ボイラーの熱損失には、排ガスの保有熱による損失、不完全燃焼ガスによる損失、燃えがら中の未燃分による損失、本体表面からの放散熱による損失などがありますが、一般に最も大きいのは排ガスが持ち去る熱による損失です。これを減らすには、エコノマイザや空気予熱器で排ガスの熱を回収し、排ガス温度…

関連キーワード: 熱損失・排ガス熱損失・放散熱・空気比・ボイラー効率

正解: 4. 返り管をハートフォード式連結法でつなぐのは、ボイラー水が返り管へ流れ出て低水位になるのを防ぐためである。

解説: 暖房用蒸気ボイラーの返り管をハートフォード式連結法でつなぐのは、返り管の側へボイラー水が流れ出して水位が下がるのを防ぎ、低水位事故を避けるためで、4が正しい。凝縮水給水ポンプは、重力還水式の蒸気暖房で、自重で受水槽に戻った凝縮水をボイラーへ押し込むポンプで、温水暖房の循環に使うも…

関連キーワード: ハートフォード式連結法・返り管・凝縮水給水ポンプ・膨張タンク・空気抜き弁

正解: 1. 波形炉筒は平形炉筒に比べ、熱による伸縮を吸収しやすく、外圧に対する強度も大きい。

解説: 炉筒は内部で燃料が燃焼する円筒であり、周囲のボイラー水の圧力を外側から受けるため、外圧による圧縮応力が作用します。内圧による引張応力を受ける胴とは応力の受け方が逆である点に注意が必要です。波形炉筒は炉筒の板を波形に成形したもので、平形炉筒に比べて熱による伸縮を波形部で吸収しやすく…

関連キーワード: 炉筒・波形炉筒・平形炉筒・アダムソン継手・外圧

正解: 3. 沸水防止管で分離された水は、管の下部にあけた穴から胴内のボイラー水へ戻る。

解説: 沸水防止管は、胴内の蒸気取出口の直下に設ける気水分離の管で、蒸気は管に入るときに流れの向きを変え、そのときに水滴が分かれる。分かれた水は管の下部の穴から胴内のボイラー水へ戻されるので、3が正しい。分けた水を主蒸気管へ送ることはない（2は誤り）。沸水防止管が分けるのは蒸気に混じった…

関連キーワード: 沸水防止管・気水分離器・主蒸気管・蒸気取出口

正解: 3. 給水弁をボイラーに近い側に取り付け、給水逆止弁を給水ポンプ側に取り付ける。これは、逆止弁が故障した場合に給水弁を閉じてボイラーの圧力を遮断したまま逆止弁を修理できるようにするためである。

解説: 給水弁と給水逆止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、給水逆止弁を給水ポンプ側に取り付けます。このように配置しておけば、逆止弁が故障したときに給水弁を閉止することでボイラー内の圧力を遮断でき、ボイラーを運転したまま逆止弁の分解・修理が可能となります。順序を逆…

関連キーワード: 給水弁・給水逆止弁・取付け順序・ボイラー側・保守

正解: 1. 二要素式は、水位と蒸気流量を検出して給水量を調節する方式である。

解説: ボイラーの水位制御には単要素式、二要素式、三要素式があります。単要素式は水位のみを検出して給水量を調節する最も簡単な方式で、負荷変動の小さい小容量ボイラーに用いられます。二要素式は水位と蒸気流量の2つを検出する方式で、負荷の変化を蒸気流量の変化として先に捉えて給水量を調節できるた…

関連キーワード: 水位制御・単要素式・二要素式・三要素式・蒸気流量

正解: 5. 湾曲形伸縮継手は、管を曲げた簡単な構造で耐久力があり、高温高圧の蒸気配管にも用いられる。

解説: 伸縮継手は、蒸気配管の温度変化による伸縮を吸収するために設ける。湾曲形（ベンド形）は管をU字形などに曲げたもので、構造が簡単で耐久力に富み、高温高圧の配管にも用いられるので、5が正しい。その代わり、取付けには広い場所を要する（3）。すべり形（スリーブ形）は、スリーブがパッキン部を…

関連キーワード: 伸縮継手・すべり形・湾曲形・ベローズ形・蒸気配管

正解: 1. 変圧式蒸気アキュムレータは、余剰の蒸気をタンク内の水中に吹き込み、飽和水の形で熱を蓄える。

解説: 蒸気アキュムレータは、低負荷のときの余剰蒸気の熱を蓄え、負荷が増えたときに使ってボイラーの負荷変動を和らげる装置で、圧力の脈動を吸収する装置ではない（肢5）。変圧式は送気系統に設け、余剰蒸気をタンク内の水中に吹き込んで凝縮させ、加圧された飽和水として熱を蓄える（肢1）。蒸気が不足…

関連キーワード: 蒸気アキュムレータ・変圧式・定圧式・送気系統

正解: 1. 長径を胴の周方向に、短径を胴の長手方向に向けて配置する。周方向に作用する応力が長手方向に作用する応力の約2倍と大きく、穴による強度の低下を小さく抑えるためである。

解説: 内圧を受ける円筒胴では、周方向に作用する応力が長手方向に作用する応力の約2倍になります。胴に穴をあけると、この大きい周方向応力を受け持つ長手方向の断面が欠損しますが、その欠損量は穴の軸方向（長手方向）の寸法で決まります。そこで、だ円形のマンホールは短径を胴の長手方向に、長径を周方…

関連キーワード: マンホール・だ円形・周方向応力・長手方向・応力集中

正解: 3. h＝u＋Pv

解説: 比エンタルピーは、物質がもつ比内部エネルギーに、流体を押し込むための単位質量当たりの流動仕事Pvを加えた量なので、h＝u＋Pvで表されます。Pの単位PaはN/m²であり、これにvのm³/kgを掛けるとN・m/kg、すなわちJ/kgとなってuと加算できます。「h＝u－Pv」は流動仕…

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正解: 4. 上降伏点に達すると応力がいったん下がり、その後しばらくは、応力がほとんど増えないままひずみが進む。

解説: 低炭素鋼では、弾性域を過ぎて上降伏点に達すると応力がいったん下がり、下降伏点付近のほぼ一定の応力のまま、ひずみが大きく進む（肢4）。線図上の点は、比例限度、弾性限度、上降伏点、下降伏点、引張強さ、破断の順に現れ、比例限度は弾性限度より小さい（肢2）。降伏の後に応力が再び上がるのは…

関連キーワード: 引張強さ・比例限度・弾性限度・降伏点・くびれ

正解: 1. らせん煙管は、管内を流れる燃焼ガスに乱れを生じさせてガス側の熱伝達率を高めたもので、平滑な煙管よりガスの流れの抵抗は大きい。

解説: らせん煙管（スパイラル管）は管にらせん状の溝を付けたもので、管内の燃焼ガスに旋回や乱れを与えて管壁付近のガスの層をかき乱し、ガス側の熱伝達率を高める。流れを乱す分、平滑な煙管より流れの抵抗（通風抵抗）は大きくなる（1が正しい、2は誤り）。沸騰する水側の熱伝達率はもともと大きく、伝…

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正解: 5. ひれ付きの水管を近づけて並べ、管の外側の鋼板のケーシングで燃焼ガスを封じ、ケーシングと管のすき間に不定形の耐火材を詰める。

解説: フィンチューブ壁は、両側にひれを溶接した水管を近づけて並べたもので、ひれどうしは溶接せず、管の外側に設けた鋼板のケーシングで燃焼ガスを封じ、ケーシングと管の間には不定形耐火材を詰めます。よって5が正しいです。隣り合う水管をひれや帯状の鋼材を介して溶接し、水管とひれだけで気密な壁と…

関連キーワード: 水冷壁・フィンチューブ壁・メンブレンウォール・ケーシング・耐火材

正解: 2. ヒートパイプ式空気予熱器の管内には、水やアンモニアなどの熱媒体が、減圧した状態で封入されている。

解説: ヒートパイプ式空気予熱器は、水やアンモニアなどの熱媒体を減圧して封入した密閉管を用い、排ガス側で熱媒体が蒸発し、その蒸気が燃焼用空気側で凝縮して潜熱を放すことで熱を運ぶ（肢2）。排ガスと空気はどちらも密閉管の外側を別々の流路で流れ、管の内側を排ガスが通る構造ではない（肢4）。ボイ…

関連キーワード: ヒートパイプ式空気予熱器・燃焼用空気・蒸気式空気予熱器・再生式空気予熱器・フィン

正解: 3. 金網などに蒸気を通し、水滴を捕集・合一させて分離する気水分離器である。

解説: デミスターは、金網を重ねたメッシュ状の部分に湿り蒸気を通し、蒸気に同伴する細かな水滴を金網へ衝突させて捕集・合一し、蒸気から分離する気水分離器です。「給水中の溶存気体を放出させる」のは脱気器、「飽和蒸気を排ガスで加熱する」のは過熱器の働きであり、デミスターとは異なります。「蒸気を…

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正解: 4. 平形透視式水面計は、2枚の平板ガラスの間に水と蒸気を導くもので、裏側の照明の光を通して水面を見る。

解説: 平形透視式水面計は、2枚の平板ガラスの間に水と蒸気を導き、裏側に置いた照明の光を透過させて、水部と蒸気部の境目から水面を見分けます（4が正しい）。平形反射式水面計の三角形の溝は、水や蒸気に接する裏面に刻まれ、蒸気部では光が反射して銀白色に、水部では光が水中へ抜けて黒く見えます（1…

関連キーワード: ガラス水面計・平形反射式水面計・二色水面計・丸形ガラス水面計