【二級ボイラー技士】令和7年10月公表問題の解説｜ボイラーの構造（問1〜10）

絶対温度とは？

これ以上冷えない最低の温度を0K（ケルビン）とした温度の目盛り。1Kの幅は1℃と同じです。

（1）　⭕ 正しい記述

セルシウス(摂氏)温度は、標準大気圧の下で、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

セルシウス(摂氏)温度t[℃]と絶対温度T[K]との間には、t=T+273*の関係がある。

℃をKに直す式で確かめる

絶対温度T［K］＝セルシウス温度t［℃］＋273

例：0℃ → 0＋273＝273K

例：20℃ → 20＋273＝293K

選択肢の式だと、0Kのとき0＋273＝273℃になってしまう → 逆

（3）　⭕ 正しい記述

760㎜の高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力を標準大気圧といい、1013*hPaに相当する。

（4）　⭕ 正しい記述

圧力計に表れる圧力をゲージ圧力といい、その値に大気圧を加えたものを絶対圧力という。

（5）　⭕ 正しい記述

1Pa は1m²当たり1Nの力が作用する圧力であり、1MPa ＝10⁶Pa =1N/ mm²である。

💡 覚え方

Kのほうが273大きい（0℃でも273K）。圧力も同じ形で、絶対圧力＝ゲージ圧力＋大気圧です。どちらも0の置き場所が違うだけなので、「大きいほう＝小さいほう＋差」と覚えましょう。

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？　水は温まると軽くなり、冷えると重くなるからです。鍋でお湯を沸かすと、底の水が上がってくるのと同じ動きです。

（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。

🤔 反対に、水循環が悪いとどうなるのですか。

伝熱面に気泡がとどまり、熱が水に渡らなくなります。すると鉄の壁だけが熱くなり、焼損（焼けて傷む）や膨出（ふくれ出す）の原因になるのです。

💡 覚え方

よく回るほど、伝熱面は水で冷やされる。だから伝熱面の温度は水温に近くなります。「著しく高い」は、水循環が悪いときに起きることです。

伝熱面とは？

ボイラーの壁のうち、片側が燃焼ガス（燃えてできた熱いガス）に触れ、反対側が水や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、燃焼室を出た高温ガス通路に配置される伝熱面は対流伝熱面といわれる。

（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対流（接触）。燃焼室に直面していれば、炎の放射を直接受けるので放射伝熱面です。

炉筒煙管ボイラーとは？

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）の両方を入れたボイラー。

💡 なぜ？　炎は炉筒の中で燃え、燃焼ガスは煙管を通りながら、まわりの水に熱を渡して出ていきます。

（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。

💡 覚え方

ブリージング＝「呼吸」。炉筒が伸び縮みするたびに、炉筒がつながっている鏡板がひと呼吸ぶんたわみます。炉筒の端は鏡板に付いているので、受け止めるのは胴ではなく鏡板です。

貫流ボイラーとは？

蒸気や水をためるドラム（胴）がなく、管だけで構成されたボイラー。水は管の入口から出口まで一方通行で流れながら蒸気になります。

💡 なぜ？　大きな胴がないので、高い圧力に耐えやすく、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、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、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。大きな胴がないことから、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冷えて水（復水）になり、ボイラーへ戻ってくるときに通る管。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。

💡 なぜ？　これより下がると、熱を受ける面が水から出て焼損（焼けて傷むこと）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いでおく

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

ハートフォード式連結法＝低水位事故の防止。「返り管へ水が逆流しても、安全低水面より下がらないようにつなぐ」と、しくみと目的をセットで押さえましょう。

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、普通、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、周りを一周する向きの力のほうが大きいのですか。

周りを一周する向き（周方向）の力は、胴の長さ全体で円筒を引き裂こうとします。長さの向き（軸方向）の力は、両端のふたの面積ぶんしか押しません。計算すると、周方向のほうがちょうど2倍になるのです。

💡 覚え方

ソーセージを焼くと、皮は縦（長さの向き）に裂ける。周方向の力が大きいからです。だから穴は、短径を軸方向にして、大きい力を受け持つ部分を切りすぎないようにします。検査穴は直径30mm以上の小さな丸と、形もセットで押さえましょう。

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、高所に設けた密閉型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っていけます。閉じたタンクでは圧力が逃げないので、弁で逃がすのです。

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？

蒸気を送る管（主蒸気管）の要所に設けて、たまったドレンを抜くための部品。

💡 なぜ？　管にドレンがたまると、流れてきた蒸気に押されて配管にぶつかることがあります。このとき大きな衝撃（ウォータハンマ）が起きるおそれがあるからです。

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調節の度合いを変える動きを比例動作といいます。

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

オンオフ式は「入れるか切るか」だけ。「比例帯」という言葉は、比例式の調節器のものです。オンオフ式の説明に「比例帯」が出てきたら、誤りを疑いましょう。