【二級ボイラー技士】燃焼装置｜油バーナ・ガスの燃焼方式｜知識ゼロから【第16回】
第16回は、燃料を炉の中へ送り込んで燃やすバーナのしくみです。油は細かい霧にしないとうまく燃えません。その霧にするやり方（微粒化）の違いによって、油バーナはいくつかの種類に分かれるのです。公表試験問題でくり返し問われるのは、まず油バーナの名前と微粒化のしかたの組み合わせです。
ガスの燃やし方（拡散燃焼・予混合燃焼）も定番です。平成31年4月〜令和5年4月公表では、ガスバーナの種類（センタータイプ・リングタイプなど）もくり返し出ました。
微粒化（霧化）とは？
液体の燃料をごく細かい粒（霧）にすること。
💡 なぜ？ 油は表面からしか燃えないので、細かい粒にして空気に触れる面積を増やすほど、すばやく燃え切るからです。大きな油のかたまりのままでは、燃え残り（すす）が出てしまいます。
油バーナの種類：油をどうやって霧にするか
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| バーナ | 油を霧にするしくみ |
|---|---|
| 圧力噴霧式バーナ | 油に高い圧力を加え、ノズルチップから炉内へ噴き出させて霧にする |
| 蒸気噴霧式・空気噴霧式バーナ | 比較的高圧の蒸気や空気（霧化媒体）の勢いで、油を霧にする |
| 回転式バーナ | 回転軸に付けたカップの内面に油の膜をつくり、遠心力で飛ばして霧にする |
| ガンタイプバーナ | ファンと圧力噴霧式バーナを組み合わせたもの。小容量のボイラーに多い |
⚠ 注意
組み合わせの入れ替えが定番です。「圧力噴霧式は霧化媒体を混合して噴霧する」（令和7年4月・令和8年4月公表）は誤り。霧化媒体を使うのは蒸気・空気噴霧式です。令和7年4月公表の「高圧蒸気噴霧式は、高圧力を加えた油をノズルチップから噴出させる」も誤り。それは圧力噴霧式の説明です。
💡 覚え方
名前が、霧にする力を表していると覚えましょう。圧力噴霧＝油そのものの圧力、蒸気（空気）噴霧＝蒸気や空気の勢い、回転式＝回して飛ばす遠心力です。
🤔 回転式バーナは、どうやって油を飛ばすのですか。
高速で回るカップの内側に油を流し込むと、油は遠心力でカップの内面に薄い膜になって広がります。その膜がカップのふちから勢いよく飛び出すときに、細かい霧になるのです。さらにカップのまわりから空気を吹き出して、霧と空気をよく混ぜます。
霧化媒体が必要なのはどれか
霧化媒体とは、油を霧にするために使う蒸気や空気のことです。霧化媒体を必要とするのは、名前に「蒸気噴霧」「空気噴霧」がつくバーナだけです。
令和6年4月・令和7年10月公表では、「霧化媒体を必要とするバーナはどれか」が出題され、正解は空気噴霧式バーナでした。ほかの選択肢のプランジャ式圧力噴霧・戻り油式圧力噴霧・回転式・ガンタイプは、どれも霧化媒体を使いません。
燃焼装置の全体像：燃料ごとに違う
| 燃料 | 燃焼装置 |
|---|---|
| 液体燃料（重油など） | 油バーナ |
| 気体燃料（都市ガスなど） | ガスバーナ |
| 微粉炭（粉にした石炭） | 微粉炭バーナ |
| 一般の固体燃料 | 火格子（燃料を載せて燃やす格子） |
液体・気体・微粉炭はバーナ、粉にしていない固体燃料は火格子——これは第2回の燃焼装置で出てきた組み合わせです。今のビル・工場のボイラーでは、油バーナとガスバーナがほとんどです。
固体燃料の燃やし方：火格子燃焼・微粉炭バーナ燃焼・流動層燃焼
石炭などの固体燃料には、燃やし方がいくつかあります。試験の範囲（国が決めた「燃料及び燃焼」の範囲）にも、燃焼方式が入っているのです。
| 燃やし方 | しくみ |
|---|---|
| 火格子燃焼 | 粉にしていない一般の固体燃料を火格子の上に載せて燃やす。上向き通風では、一次空気を火格子の下から送る |
| 微粉炭バーナ燃焼 | 一次空気と微粉炭を予混合してバーナへ送り、二次空気はバーナの周囲から噴き出す |
| 流動層燃焼 | 燃料と砂などの固体の粒を多孔板の上に入れ、下から加圧した空気を吹き上げ、粒が浮いて動く（流動化した）状態で燃やす |
火格子燃焼の説明は、令和3年4月公表と令和5年4月公表（構造の科目）で正しい記述として出ました。微粉炭バーナ燃焼の説明は、令和4年4月公表で正しい記述でした。多孔板とは、小さな穴がたくさんあいた板のことです。流動化とは、下からの空気で粒が浮き上がり、液体のように動く状態になることです。
⚠ 注意
微粉炭と予混合するのは一次空気です。「微粉炭バーナ燃焼の二次空気は、微粉炭と予混合して送る」は誤りです（第15回）。令和3年4月・令和3年10月・令和7年10月公表で出ました。
流動層燃焼のうち、上の説明のものをバブリング方式といいます。層の中に石灰石を入れると、炉内脱硫もできるのです。脱硫とは、硫黄分を取り除くことです。炉内脱硫では、燃えてできたSOx（硫黄酸化物）を、層の中の石灰石が取りこみます。どちらも、一級ボイラー技士の公表問題で正しい記述とされました。
⚠ 注意
二級では、流動層は空欄問題の外れの選択肢として出ています（令和2年4月・令和4年10月・令和5年10月公表）。「【A】燃焼における一次空気は、燃料の周辺に供給され、初期燃焼を安定させる」の【A】は油・ガスだきです。流動層や火格子を選ぶのは誤りです（第15回）。
ターンダウン比：燃焼量をどこまで絞れるか
ターンダウン比とは？
1本のバーナで、最大の燃焼量と最小の燃焼量の比。燃焼量を調節できる範囲の広さを表します。
💡 なぜ？ ボイラーは、使う蒸気の量に合わせて燃焼量を増やしたり減らしたりするものです。調節できる範囲が広いほど、止めたり点けたりをくり返さずに負荷の変化についていけるのです。
| バーナ | ターンダウン比（調節範囲） |
|---|---|
| 単純な圧力噴霧式バーナ | 狭い |
| 戻り油式圧力噴霧バーナ | 単純な圧力噴霧式より広い |
| 高圧蒸気噴霧式バーナ | 広い |
| ガンタイプバーナ | 狭い。オンオフ動作で自動制御するものが多い |
令和8年4月公表では、同じ説明が「圧力蒸気噴霧式バーナ」という名前で出され、正しい記述とされました。比較的高圧の蒸気を霧化媒体にし、ターンダウン比が広いという中身は、高圧蒸気噴霧式と同じです。名前に「圧力」が入っていても、蒸気で霧にするバーナとして読みましょう。
⚠ 注意
「ガンタイプは、ファンと空気噴霧式バーナを組み合わせたもので、調節範囲が広い」（令和5年10月公表）は誤り。正しくはファン＋圧力噴霧式で、調節範囲は狭いです。令和8年10月公表では、「ファン」「圧力噴霧」「オンオフ」を空欄に入れる問題が出ました。
🤔 圧力噴霧式は、なぜ調節範囲が狭いのですか。
圧力噴霧式は、油の圧力で霧をつくっているからです。燃焼量を減らそうとして油の圧力を下げると、霧が粗くなって、うまく燃えなくなります。だから単純な圧力噴霧式では、あまり絞れないのです。
プランジャ式圧力噴霧バーナは、プランジャ（ピストンのような部品）で油を押し出すポンプを使うタイプです。押し出す量そのものを変えて噴射量を調節できるので、戻り油式と同じく調節範囲を広げる方法として出題されています。
圧力噴霧式の噴射油量を調節する方法
噴射油量を調節する（調節範囲を広げる）方法（令和6年10月公表）
①バーナの数を増やしたり減らしたりする
②ノズルチップを取り替える
③戻り油式圧力噴霧バーナを使う
④プランジャ式圧力噴霧バーナを使う
このとき当てはまらないとされたのは「油加熱器を用いる」です。油加熱器は粘度を下げて霧にしやすくする装置で（第14回）、噴射する量を調節するものではありません。霧の細かさと噴き出す量は別の話だと区別しておきましょう。
🤔 戻り油式は、なぜ調節範囲が広いのですか。
戻り油式は、バーナへ送った油の一部を戻して、噴き出す量を減らすしくみです。ノズルにかける圧力を保ったまま噴射量だけを減らせるので、霧の細かさを保ちながら燃焼量を絞れます。
🤔 蒸気噴霧式は、なぜ調節範囲が広いのですか。
蒸気噴霧式は、蒸気の勢いで油を霧にするので、油の量を減らしても霧の細かさは蒸気が保ってくれます。油そのものの圧力に頼る圧力噴霧式と違い、少ない油でもきれいに霧にできるのです。
バーナとほかの回とのつながり
| つながる知識 | どの回か |
|---|---|
| 重油を噴霧に適した粘度に加熱する（C重油は80〜105℃） | 第14回 |
| 一次空気・二次空気で燃料と空気を混ぜる | 第15回 |
| 点火は空気が先・燃料が後。逆火の原因 | 第9回 |
| 火炎検出器・燃料遮断弁で異常時に燃料を止める | 第8回 |
バーナの問題は、ほかの回の知識と組み合わせて出ることがあります。例えば「油加熱器で噴射油量を調節する」という誤りは、第14回の油加熱器の役目を知っていれば見抜けるでしょう。
気体燃料の燃やし方：拡散燃焼と予混合燃焼
ガスはもともと気体なので、霧にする必要がありません（第14回の気体燃料の特徴）。かわりに、ガスと空気をいつ混ぜるかで、燃やし方が2つに分かれます。
| 方式 | 混ぜ方 | 特徴 |
|---|---|---|
| 拡散燃焼方式 | ガスと空気を別々にバーナへ送り、炉の中で混ぜながら燃やす | バーナ内に燃える混合気をつくらないので逆火のおそれがない。炎の広がりや長さの調節が容易 |
| 予混合燃焼方式 | あらかじめガスと空気を混ぜてからバーナへ送る | 安定した炎をつくりやすい。気体燃料に特有の方式。パイロットバーナに使われることがある |
ボイラー用のガスバーナは、ほとんどが拡散燃焼方式です。令和2年4月・令和3年4月・令和4年4月・令和4年10月・令和5年4月公表で、正しい記述として出ました。
拡散燃焼方式のガスバーナは、次のようなもので炎の形や、ガスと空気の混ざる速さを調節します。空気の流速・旋回の強さ、ガスの分散・噴射のしかた、保炎器の形などです。令和3年4月・令和4年4月・令和4年10月・令和5年4月公表で、正しい記述でした。
旋回とは、空気をうずを巻くように回して送ることです。保炎器は、炎をバーナの近くにとどめて安定させる部品のこと（下の「保炎」の節）。
⚠ 注意
拡散燃焼は特徴の入れ替えが出ます。「拡散燃焼は安定した火炎を作りやすいが、逆火の危険性が高い」（令和6年4月公表）は誤り。「拡散燃焼は、炎の広がりや長さの調節が難しい」（令和7年10月・令和8年10月公表）も誤りです。「拡散燃焼方式は、安定した火炎を作りやすいが、逆火の危険性が高い」は、令和2年4月公表でも誤りでした。
💡 覚え方
「先に混ぜると逆火が心配、別々なら逆火の心配なし」。予混合はバーナの中にもう燃える混合気があるので、炎がバーナの中へ戻る逆火が起こりえます。拡散燃焼は炉に出てから初めて混ざるので、その心配がありません。
パイロットバーナは、主バーナに火をつけるための小さな種火用のバーナです。安定した小さな炎が必要なので、予混合燃焼方式が使われることがあるのです。
⚠ 注意
「予混合燃焼方式は、逆火の危険性が低いため、大容量のボイラーに用いられる」は誤りです。平成31年4月・令和2年10月公表で出ました。「予混合燃焼方式は、安定した火炎を作りやすいので、大容量バーナに採用されやすい」（令和3年10月公表）も誤りでした。予混合は逆火が起こりうる方式です。
ボイラー用ガスバーナのほとんどは拡散燃焼方式で、予混合はパイロットバーナに使われることがある、と整理しましょう。
炎を安定させる工夫（保炎）
バーナから噴き出した燃料は、空気と混ざりながら燃えます。ところが噴き出す勢いが強いと、炎がバーナから離れて吹き消えてしまうことがあるのです。
そこでバーナには、空気の流れに渦をつくって、炎の根もとをバーナの近くにとどめる工夫がされているのです。この工夫を保炎と呼びます。空気の吹き出し口の羽根で旋回流をつくる部品や、バーナのまわりの耐火材の筒（バーナタイル）などが代表例です。
二次空気を旋回させて燃料とよく混ぜることは、第15回の「一次空気と二次空気」でも出てきました。よく混ぜて、炎を一か所にとどめることが、安定した完全燃焼の基本です。
ガスバーナの種類：センター・リング・マルチスパッド・ガンタイプ
センタータイプ・リングタイプ・マルチスパッドは、ガスを噴き出す所の形と置き場所で名前が分かれます。ガンタイプは、必要な装置を1つにまとめた形のバーナです。平成31年4月〜令和5年4月公表の8回のうち7回で、ガスバーナの種類の説明が出題されました。名前か説明が出た回数は、センタータイプ7回・リングタイプ6回・マルチスパッド6回・ガンタイプ4回です。
センタータイプ：空気の流れの真ん中から
センタータイプは、空気流の中心にガスノズルがあるガスバーナです。ガスノズルとは、ガスを噴き出す管の先のことです。その先端からガスを放射状に噴き出します。放射状とは、中心からまわりへ広がる向きのことです。
センター（center）は「中心」という意味。拡散燃焼方式を採用した基本的なボイラー用バーナとして、センタータイプがあります（令和3年10月公表で正しい記述）。
リングタイプ：輪の内側から
リングタイプは、リング状（輪の形）の管の内側に、多数のガス噴射孔があります。ガスを空気流の外側から内側に向けて噴き出すガスバーナです。リング（ring）は「輪」という意味です。
マルチスパッド：ノズルを何本かに分ける
マルチスパッドは、空気流の中に数本のガスノズルを持つガスバーナです。ガスノズルを分割することで、ガスと空気の混合を促進します（よく混ざるようにする）。
マルチ（multi）は「多数の」という意味です。スパッド（spud）は、ガスバーナではガスを噴き出す管（ガスノズル）を指して使われます。マルチスパッド＝ノズルが何本もある、と名前から形を思い出せるでしょう。
ガンタイプガスバーナ：必要なものを1つにまとめた
ガンタイプガスバーナは、バーナ・ファン・点火装置・燃焼安全装置・負荷制御装置などを一体化したものです。中・小容量のボイラーに用いられます（令和3年4月・令和4年10月・令和5年4月公表で正しい記述）。令和4年4月公表では「中・小容量のボイラーに用いられることが多い」の形で出ました。
燃焼安全装置は、異常のときに燃料を止める装置です（第8回）。負荷制御装置は、使う蒸気の量（負荷）に合わせて燃焼量を調節する装置をいいます。油のガンタイプバーナ（ファン＋圧力噴霧式）とは別に、ガスにもガンタイプがある点に注意しましょう。
⚠ 注意
ガスバーナの種類は、名前と説明の入れ替えが定番です。「マルチスパッドは、リング状の管の内側に多数の噴射孔…」は誤り（令和3年4月公表）。それはリングタイプの説明です。「リングタイプは、空気流中に数本のガスノズル…」も誤り（令和4年4月公表）。それはマルチスパッドの説明でした。
「センタータイプは、空気流中に数本のガスノズル…」も誤りです。令和4年10月・令和5年4月公表で出た、マルチスパッドの説明との入れ替えです。
💡 覚え方
センター・リング・マルチスパッドは、名前が噴き出す所の置き場所を表していると覚えましょう。センター＝真ん中から放射状、リング＝輪から内側へ、マルチスパッド＝ノズルが数本。ガンタイプ＝全部入りで中・小容量です。
ガスバーナを扱うときの注意
ガスは漏れると爆発の危険があるので、バーナの取扱いにも決まりがあります（第9回）。
ガスバーナの点火で守ること（第9回のおさらい）
①ガス圧力のかかる継手・コック・弁のガス漏れを、検出器か検出液で点検する
②ガス圧力が適正で安定していることを確かめる
③隣のバーナや炉壁の熱で点火しない。上下2段なら下から点火する
拡散燃焼で逆火のおそれがないといっても、炉の中にガスがたまった状態で点火すれば爆発は起こりえます。プレパージで炉内を換気してから点火するという基本は、ガスでも油でも同じです。
バーナを選ぶときの考え方
| ボイラーの条件 | 向いているバーナ |
|---|---|
| 小容量で、入切りの単純な制御でよい | ガンタイプバーナ（オンオフ制御） |
| 燃焼量を広い範囲で調節したい | 戻り油式圧力噴霧・蒸気噴霧式など |
| 蒸気や圧縮空気が使える大きめの設備 | 蒸気噴霧式・空気噴霧式 |
試験では「どれが最適か」までは問われにくく、名前としくみ・調節範囲の組み合わせが中心です。表は、なぜその組み合わせになるかをつかむための目安として見てください。
練習問題：バーナの組み合わせ
答えと考え方
①「回転式バーナは、霧化媒体として蒸気を使う」 → 誤り（遠心力で霧にする。霧化媒体は使わない）
②「高圧蒸気噴霧式は、ターンダウン比が広い」 → 正しい
③「ガンタイプバーナは、小容量のボイラーに多く用いられる」 → 正しい
④「プランジャ式圧力噴霧バーナは、霧化媒体を必要とする」 → 誤り（圧力噴霧式の一種で使わない）
⑤「拡散燃焼方式は、ガスと空気をあらかじめ混ぜて送る」 → 誤り（それは予混合。拡散は別々）
試験ではこう出る
| よくある記述 | 判断 |
|---|---|
| 圧力噴霧式は、油に高圧力を加えノズルチップから噴出させて微粒化する | 正しい |
| 戻り油式圧力噴霧バーナは、単純な圧力噴霧式よりターンダウン比が広い | 正しい |
| 回転式は、カップの内面で油膜をつくり遠心力で微粒化する | 正しい |
| ガンタイプは、ファンと空気噴霧式を組み合わせ、調節範囲が広い | 誤り。圧力噴霧式・狭い |
| 霧化媒体を必要とするのは、空気噴霧式バーナである | 正しい |
| 噴射油量の調節範囲を広げるには、油加熱器を用いる | 誤り |
| 拡散燃焼方式は、逆火のおそれがない | 正しい |
| 予混合燃焼方式は、気体燃料に特有な燃焼方式である | 正しい |
| ボイラー用ガスバーナは、ほとんどが拡散燃焼方式を採用している | 正しい |
| 拡散燃焼方式は、空気の流速・旋回強さ、ガスの噴射方法、保炎器の形状などで炎の形を調節する | 正しい |
| 予混合燃焼方式は、逆火の危険性が低いため、大容量のボイラーに用いられる | 誤り |
| センタータイプは、空気流の中心にガスノズルを有し、先端からガスを放射状に噴射する | 正しい |
| リングタイプは、リング状の管の内側の噴射孔から、ガスを外側から内側に向けて噴射する | 正しい |
| センタータイプは、空気流中に数本のガスノズルを有し、混合を促進する | 誤り。マルチスパッド |
| ガンタイプガスバーナは、バーナ・ファン・点火装置などを一体化し、中・小容量に用いる | 正しい |
| 微粉炭バーナ燃焼では、一次空気と微粉炭を予混合してバーナに供給する | 正しい |
出典：安全衛生技術試験協会 二級ボイラー技士 公表試験問題（平成31年4月〜令和8年10月公表）。流動層燃焼は一級ボイラー技士の公表問題も参照し、ゼロパスが要点を整理しました。
よくある質問
Q. ノズルチップを取り替えると、なぜ油の量が変わるのですか。
A. ノズルチップの穴の大きさで、同じ圧力でも噴き出す油の量が変わるからです。穴の大きいチップに替えれば多く、小さいチップなら少なく噴き出します。
Q. ガンタイプバーナのオンオフ制御とは、どういう動きですか。
A. 圧力などが決めた値まで上がったら燃焼を止め、下がったら点火する、という入れる・切るだけの制御です（第8回）。調節範囲が狭いガンタイプでは、細かく燃焼量を変えるかわりに、点けたり消したりして蒸気の量を合わせます。
Q. ガスバーナにも種類はありますか。
A. はい。センタータイプ・リングタイプ・マルチスパッド・ガンタイプなどがあります（上の「ガスバーナの種類」の節）。平成31年4月〜令和5年4月公表の8回のうち7回で、ガスバーナの種類の説明が出題されました。名前と説明の入れ替えがよく出るので、拡散燃焼と予混合燃焼の違いとあわせて押さえましょう。
まとめ
・圧力噴霧＝油の圧力、蒸気・空気噴霧＝霧化媒体の勢い、回転式＝遠心力
・霧化媒体が必要なのは蒸気噴霧式・空気噴霧式だけ
・ガンタイプ＝ファン＋圧力噴霧式・小容量・調節範囲が狭い・オンオフ制御（空気噴霧式ではない）
・保炎＝旋回流やバーナタイルで炎の根もとをとどめる
・噴射油量の調節＝バーナ数・ノズルチップ交換・戻り油式・プランジャ式（油加熱器は違う）
・拡散燃焼＝別々に送る・逆火なし・調節容易、予混合＝先に混ぜる・炎が安定・パイロットバーナ
・ボイラー用ガスバーナはほとんどが拡散燃焼方式。予混合を「逆火の危険性が低いので大容量に」は誤り（予混合は逆火が起こりうる）
・センター＝中心から放射状、リング＝輪の内側から内向き、マルチスパッド＝ノズル数本、ガンタイプ＝一体化・中小容量
・固体燃料＝火格子燃焼・微粉炭バーナ燃焼・流動層燃焼。流動層は砂などの粒を空気で流動化し、石灰石で炉内脱硫
・ターンダウン比＝最大と最小の燃焼量の比。戻り油式・蒸気噴霧式は広い、単純な圧力噴霧式・ガンタイプは狭い
