【二級ボイラー技士】令和8年4月公表問題の解説｜ボイラーの構造（問1〜10）

比エンタルピとは？

水や蒸気1kgが持っている熱の量。単位はkJ/kgです。

（1）　⭕ 正しい記述

温度の単位であるセルシウス(摂氏)温度[℃]は、標準大気圧のもとで、水の氷点を0℃、沸点を100℃と定め、この間を100等分したものを1℃としたものである。

（2）　❌ 誤りの記述

ボイラー効率は、換算蒸発量と発生蒸気の比エンタルピの積の値を、燃料消費量と燃料低発熱量の積の値で除して示すことができる。

ボイラー効率の式

ボイラー効率（％）＝ 蒸気が受け取った熱 ÷ 燃料の熱 × 100

蒸気が受け取った熱＝実際の蒸発量 ×（発生蒸気の比エンタルピ − 給水の比エンタルピ）

燃料の熱＝燃料消費量 × 燃料の低発熱量

（3）　⭕ 正しい記述

大気が地球上に及ぼす圧力は約0.1MPaであり、760㎜の高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力(760㎜Hg)を標準大気圧(1atm)という。

（4）　⭕ 正しい記述

単位時間当たりの仕事量を仕事率といい、単位は[W]で、1W=1J/sで仕事量1kWh=3.6MJである。

（5）　⭕ 正しい記述

水の比熱は、4.187kJ/(kg･K)である。

💡 覚え方

効率の式の分子は「実際の蒸発量×比エンタルピの差」。換算蒸発量は、2,257で割って出す別の数字なので、効率の式に出てきたら誤りと判断できます。

水循環とは？

ボイラーの中で、温まった水が上がり、冷たい水が下りてくる流れのこと。

💡 なぜ？　水が回っていると、熱を受け取る面（伝熱面）にいつも新しい水が触れるからです。熱を受け取り続けることができます。

（1）　⭕ 正しい記述

ボイラー内で、温度が上昇した水及び気泡を含んだ水は上昇し、その後に温度の低い水が下降して、水の循環流ができる。

（2）　⭕ 正しい記述

丸ボイラーは、伝熱面の多くがボイラー水中に設けられ、水の対流が容易なので、特別な水循環の系路を構成する必要がない。

（3）　⭕ 正しい記述

水管ボイラーは、水と気泡の混合体が上昇する管と、水が下降する管を区別して設けているものが多い。

（4）　⭕ 正しい記述

炉筒ボイラーには、水循環を良くするために、炉筒を中央部から片方に少しずらしたものがある。

（5）　❌ 誤りの記述

水循環が良くなるほど、熱が水に十分に伝わるので、伝熱面温度は水温より著しく高い温度となる。

💡 覚え方

よく回るほど、伝熱面は水に冷やされる。だから温度は「水温に近い」が正しく、「著しく高い」は逆向きの記述です。

伝熱面とは？

ボイラーの壁のうち、片側が燃焼ガスに触れ、反対側が水（または蒸気）に触れている面。ここを通って熱が水へ渡ります。

（1）　❌ 誤りの記述

燃焼室に直面している伝熱面は接触伝熱面といい、燃焼室を出たガス通路に配置される伝熱面は放射伝熱面といわれる。

（2）　⭕ 正しい記述

燃焼室は、燃料を燃焼させ、熱が発生する部分で、火炉ともいわれる。

（3）　⭕ 正しい記述

燃焼室は、供給された燃料を速やかに着火・燃焼させ、発生する可燃性ガスと空気との混合接触を良好にして、完全燃焼を行わせる部分である。

（4）　⭕ 正しい記述

加圧燃焼方式の燃焼室は、気密構造になっている。

（5）　⭕ 正しい記述

燃焼装置は、燃料の種類によって異なり、液体燃料、気体燃料及び微粉炭にはバーナが、一般固体燃料には火格子が用いられる。

💡 覚え方

炎が見える所は「放射」、ガスが通り過ぎる所は「接触（対流）」。場所の様子を思い浮かべると、名前の入れ替えに気づけます。

炉筒煙管ボイラーとは？

大きな胴（円筒形の容器）の中に、炉筒（燃焼室になる太い筒）と煙管（燃焼ガスが通る細い管）を入れたボイラー。

💡 なぜ？　炎は炉筒の中で燃えます。燃焼ガスは煙管を通りながら、まわりの水に熱を渡すしくみです。

（1）　⭕ 正しい記述

加圧燃焼方式を採用し、燃焼室熱負荷を高くして燃焼効率を高めたものがある。

（2）　⭕ 正しい記述

水管ボイラーに比べ、蒸気使用量の変動による圧力変動が小さい。

（3）　⭕ 正しい記述

戻り燃焼方式を採用し、燃焼効率を高めたものがある。

（4）　❌ 誤りの記述

炉筒は、他の部分より高温になるので、胴板にブリージングスペースを設けて応力を緩和する。

（5）　⭕ 正しい記述

煙管には、伝熱効果の高いスパイラル管を使用しているものが多い。

ブリージングスペースとは？

鏡板のうち、炉筒の取付け部と胴とのあいだに残す、ステー（補強材）を入れない余裕の部分。

💡 なぜ？　炉筒は熱で伸び縮みしますが、両端は鏡板に固定されています。鏡板がこの部分で少したわむことで、伸び縮みを逃がすのです。

💡 覚え方

ブリージング＝「呼吸」。炉筒が伸び縮みするたびに、鏡板がひと呼吸ぶんたわむスペースです。炉筒がつながっている板は鏡板だと考えると、場所を間違えません。

貫流ボイラーとは？

蒸気ドラムも水ドラムもなく、管だけで構成されたボイラー。水は管の中を一方通行で流れながら蒸気になります。

💡 なぜ？　ドラム（水や蒸気をためる円筒）という大きな胴がないので、小さく軽くつくれるからです。

（1）　⭕ 正しい記述

水管ボイラーに分類されるが、一連の長い管系で構成されており、水循環がない。

（2）　⭕ 正しい記述

暖房用、業務用及び工場プロセス用の小形低圧ボイラーとしては、単管式及び多管式が多く使われる。

（3）　⭕ 正しい記述

細い管内で給水のほとんどが蒸発するので、十分な処理を行った水を使用しなければならない。

（4）　⭕ 正しい記述

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

（5）　❌ 誤りの記述

同容量の丸ボイラーに比べ、一般に据付面積が大きくなる。

💡 覚え方

貫流ボイラー＝水が少ない、小さい、速い。保有水量が少ないことから、起動が速い・場所をとらない・水の汚れに弱いがまとめて出てきます。

返り管とは？

暖房に使った蒸気が水（復水）に戻り、その水がボイラーへ帰ってくるための管。この返り管のつなぎ方の1つが、ハートフォード式連結法です。

安全低水面とは？

ボイラーの運転中に、これより下げてはいけない水位のこと。

💡 なぜ？　これより下がると、熱を受ける面が水から出て焼損するおそれがあるからです。

ハートフォード式連結法の考え方

①返り管で漏れなどのトラブルが起きる

②ボイラーの水が返り管の側へ逆流するおそれがある

③そのままでは、ボイラーの水位が大きく下がる

④そこで返り管を安全低水面の近くでつなぐ

⑤水が逆流しても、安全低水面より下がらない

（1）　❌ 主な目的ではない

蒸気圧力の異常な昇圧を防止する。

（2）　❌ 主な目的ではない

水の自然循環を良くする。

（3）　❌ 主な目的ではない

不純物のボイラーへの混入を防止する。

（4）　⭕ 主な目的である

低水位事故を防止する。

（5）　❌ 主な目的ではない

湿り蒸気を乾き飽和蒸気にする。

💡 覚え方

ハートフォード式＝低水位事故の防止。返り管を安全低水面の近くでつなぐ、という場所とセットで覚えると目的を思い出せます。

マンホール・掃除穴・検査穴とは？

ボイラー構造規格第33条で、内部の掃除と検査のために設けるよう定められた3種類の穴。人が入るマンホール、沈殿物を取り除く掃除穴、内部を検査する検査穴です。

（1）　⭕ 正しい記述

マンホールの大きさは、だ円の場合は長径375mm以上、短径275mm以上とし、円形の場合は直径375mm以上とすることが、JISで定められている。

（2）　⭕ 正しい記述

だ円形又は長方形の穴をボイラーの胴に設ける場合には、短径又は短い辺を胴の軸方向に配置する。

（3）　⭕ 正しい記述

掃除穴は、ボイラー内部を掃除するための穴で、だ円形又は円形とする。

（4）　❌ 誤りの記述

検査穴は、ボイラー内部の点検用として設けられるもので、一般にだ円形とする。

（5）　⭕ 正しい記述

穴を設けた場所は、強度が減少するので、強め材を取り付けたり、フランジを打ち出したりして補強する。

🤔 なぜ短径を軸方向にすると、切る部分が少なくて済むのですか。

周方向の力を受け持つ帯は、軸方向に並んでいます。穴の軸方向の長さを短くすれば、切られる帯の数が少なくなるからです。

💡 覚え方

人が入るマンホールは大きく、のぞくだけの検査穴は小さな丸（30mm）。だ円の穴は短径を軸方向に向け、大きい周方向の力を受け持つ部分を切らないようにします。

膨張タンクとは？

温めて体積が増えた分の水を受け止めるタンク。上が大気に開いた開放形と、閉じた密閉形の2種類です。

💡 なぜ？　水は温めるとふくらむ性質があります。逃げ場がないと、ボイラーの中の圧力が上がってしまうからです。

（1）　⭕ 正しい記述

水高計は、温水ボイラーの圧力を測る計器であり、蒸気ボイラーの圧力計に相当する。

（2）　⭕ 正しい記述

温水ボイラーの温度計は、ボイラー水が最高温度となる箇所の見やすい位置に取り付ける。

（3）　❌ 誤りの記述

温水ボイラーの逃がし管は、ボイラー水の膨張分を逃がすためのもので、高所に設けた密閉形膨張タンクに直結させる。

（4）　⭕ 正しい記述

温水ボイラーの逃がし弁は、水の膨張により圧力が設定した圧力を超えると、弁体を押し上げ、水を逃がすものである。

（5）　⭕ 正しい記述

暖房用蒸気ボイラーの真空給水ポンプは、受水槽内を真空にして返り管途中の凝縮水を受水槽に吸引するとともに、ボイラーに給水するために用いられる。

💡 覚え方

開放形タンクには逃がし管、密閉形タンクには逃がし弁。開いたタンクなら管でつなぐだけで水は上がれますが、閉じたタンクでは弁で逃がす必要があるのです。

ドレンとは？

蒸気が冷えて水に戻ったもの。凝縮水ともいいます。

蒸気トラップとは？

蒸気の配管にたまったドレンを抜くための装置。蒸気を送る主蒸気管では、要所に設けます。

💡 なぜ？　たまった水が、流れてきた蒸気に押されて配管にぶつかるおそれがあるからです。大きな衝撃（ウォータハンマ）の原因になります。

A　⭕ 温度差を利用する

バイメタル式

B　⭕ 温度差を利用する

ベローズ式

C　❌ 温度差を利用しない

オリフィス式

D　❌ 温度差を利用しない

ディスク式

💡 覚え方

サーモ（熱）＋スタチック＝温度で形が変わる部品（バイメタル・ベローズ）。サーモ＋ダイナミック（動き）＝流れ方の差（ディスク・オリフィス）、メカニカル＝重さの差（フロート・バケット）です。

オンオフ動作とは？

決めた値で入れる・切るを切り替えるだけの制御の動き。

💡 なぜ？　これに対して、ずれの大きさに比例して弁の開きを変える動きを比例動作といいます。

感温体とは？

温度調節器のうち、温度を感じ取る部分。温水温度調節器の構成部分の1つです。

A　⭕ 正しい記述

感温体内の液体は、温度の上昇・下降によって膨張・収縮し、ベローズやダイヤフラムの変位により、マイクロスイッチを開閉させる。

B　⭕ 正しい記述

感温体内の液体には、一般にトルエン、エーテル、アルコールなどが用いられる。

C　❌ 誤りの記述

保護管を用いて感温体を取り付ける場合は、保護管内にシリコングリスを挿入してはならない。

D　❌ 誤りの記述

温度調節器は、一般に調節温度及び比例帯の設定を行う。

💡 覚え方

「比例帯」は比例式の言葉。オンオフ式は入れるか切るかの2つだけなので、比例帯が出てきたら誤りと判断できます。