【二級ボイラー技士】令和7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。

飽和水とは？

その圧力で沸騰する温度まで温まった水のこと。ここからさらに熱を加えると、水は蒸気（飽和蒸気）に変わっていきます。

空欄A　＝　顕熱

空欄B　＝　蒸発熱

比エンタルピの組み立て

飽和水の比エンタルピ＝顕熱（沸騰する温度まで温めた熱）

飽和蒸気の比エンタルピ＝飽和水の顕熱＋蒸発熱（蒸気に変えた熱を足す）

💡 覚え方

顕熱は「顕（あらわ）れる熱」＝温度計に表れる熱。潜熱は「潜（ひそ）む熱」＝温度計に表れない熱です。水はまず温まり（顕熱）、それから蒸気に変わる（蒸発熱）。この順番どおりに足せば、空欄が埋まります。

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。

内だき式・外だき式とは？

火を燃やす炉が胴の中にあるものが内だき式、胴の外にあるものが外だき式です。

（1）　⭕ 正しい記述

水管ボイラーに比べ、一般に製作及び取扱いが容易である。

（2）　❌ 誤りの記述

胴の水部に燃焼ガスの通路となる多数の煙管を設け、伝熱面積の増加を図った外だき式ボイラーである。

（3）　⭕ 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。

（4）　⭕ 正しい記述

煙管には、伝熱効果の大きいスパイラル管を採用したものが多い。

（5）　⭕ 正しい記述

戻り燃焼方式を採用して、燃焼効果を高めたものがある。

💡 覚え方

内だき＝胴の内側で燃やす、外だき＝胴の外側で燃やす。炉筒煙管ボイラーは、名前のとおり炉筒が胴の中に入っているので内だき式です。

貫流ボイラーとは？

管だけで構成されたボイラー。長い管の入口から押し込んだ水が、一方通行で流れながら蒸気になって出ていきます。

保有水量とは？

ボイラーが中にためている水の量のこと。貫流ボイラーは管の中にしか水がないので、保有水量が著しく少ないボイラーです。

A　⭕ 正しい記述

蒸気ドラム及び水ドラムがなく、管系部材で構成される。

B　❌ 誤りの記述

同容量の丸ボイラーと比べ、起動から所要蒸気を発生するまでの時間が長い。

C　❌ 誤りの記述

同容量の丸ボイラーと比べ、据付面積は大きくなるが、全自動化されたものが多い。

D　⭕ 正しい記述

負荷変動によって大きい圧力変動を生じやすいので、給水量及び燃料量に対して応答の速い自動制御装置を必要とする。

💡 覚え方

貫流ボイラー＝水が少ない、小さい、速い。小さな鍋はすぐ沸くが、すぐ冷めるのと同じです。起動は速く、場所をとらず、圧力は揺れやすくなります。

鋳鉄製ボイラーとは？

鋳物でつくったセクションという板状の部品を、何枚も前後に重ねて組み立てるボイラー。主にビルなどの暖房用に使われます。

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ときに通る管のこと。

（1）　⭕ 正しい記述

暖房用ボイラーでは、原則として復水を循環使用する。

（2）　⭕ 正しい記述

暖房用ボイラーの返り管の取付けには、ハートフォード式連結法が用いられる。

（3）　❌ 誤りの記述

暖房用ボイラーの給水管は、ポンプ循環方式の場合にはボイラーに直接取り付ける。

（4）　⭕ 正しい記述

セクションの数は20枚程度まで、伝熱面積は50m²程度までが普通である。

（5）　⭕ 正しい記述

セクション表面のガス通路に多数のスタッドを取り付け、伝熱面積を大きくして効率を良くしている。

💡 覚え方

鋳鉄製蒸気ボイラーの給水管は、どちらの方式でも返り管へ。「ボイラーに直接」という言葉が出てきたら、誤りを疑いましょう。

ステーとは？

ボイラーの平らで弱い板を、ほかの部分とつないで支える補強材。棒・管・板などの形があります。

💡 なぜ？　平らな板は、内側から押されると外へふくらんで変形しやすいからです。

鏡板・管板とは？

鏡板は、胴（円筒形の容器）の両端をふさぐふたの板。管板は、煙管（燃焼ガスが通る管）の端を取り付ける板です。

（1）　⭕ 正しい記述

管ステーは、鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。

（2）　⭕ 正しい記述

管ステーを火炎に触れる部分にねじ込みによって取り付ける場合には、管ステーの端部を縁曲げする。

（3）　⭕ 正しい記述

ガセットステーは、熱応力を緩和するため、鏡板にブリージングスペースを設けて取り付ける。

（4）　❌ 誤りの記述

ガセット板を鏡板に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の両側すみ肉溶接とする。

（5）　⭕ 正しい記述

棒ステーは、棒状のステーで、両鏡板の間に設けたものを長手ステー、鏡板と胴板の間に設けたものを斜めステーという。

⚠ 注意

ガセット板の溶接の方法を問う記述は、ほかの回にも出ています。令和6年10月公表では、「胴に直接溶接する場合はT継手の片側すみ肉溶接」が誤りとされました。胴板なら両側のすみ肉溶接は使えますが、片側だけは使えないからです。

💡 覚え方

鏡板は「削って溶かし込む」溶接（K形・レ形）だけ。胴板はそれに加えて両側のすみ肉までよい。片側だけのすみ肉は、どちらにも使えないと覚えましょう。

流量計・通風計とは？

流量計は、管の中を流れる量を測る計器。通風計は、ドラフト（通風力）を測る計器です。

A　⭕ 正しい記述

面積式流量計は、垂直に置かれたテーパ管内を流体が下から上に流れると、フロートが上下し、その際のテーパ管とフロートの間の環状面積がその流量に比例することを利用している。

B　❌ 誤りの記述

容積式流量計は、ケーシングの中で、だ円形歯車を2個組み合わせ、これを流体の流れによって回転させると、流量が歯車の回転数の二乗に比例することを利用している。

C　⭕ 正しい記述

差圧式流量計は、流体が流れている管の中に絞りを挿入すると、入口と出口との間に流量の二乗に比例する圧力差が生じることを利用している。

D　❌ 誤りの記述

U字管式通風計は、ドラフトを測定するもので、炉内圧の測定はできない。

💡 覚え方

二乗が出てくるのは差圧式だけ。面積式は面積、容積式は回転数にそのまま比例する、と名前とセットで押さえましょう。

給水逆止め弁とは？

ボイラーの水がポンプ側へ逆流するのを防ぐ弁。水を止めたり通したりする給水弁と、組にして取り付けます。

（1）　⭕ 正しい記述

ボイラーに給水する遠心ポンプは、多数の羽根を有する羽根車をケーシング内で回転させ、遠心作用により水に圧力及び速度エネルギーを与える。

（2）　⭕ 正しい記述

渦巻ポンプは、羽根車の周辺に案内羽根のない遠心ポンプで、一般に低圧のボイラーに用いられる。

（3）　⭕ 正しい記述

ディフューザポンプは、羽根車の周辺に案内羽根のある遠心ポンプで、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。

（4）　⭕ 正しい記述

ボイラー又はエコノマイザの入口近くには、給水弁と給水逆止め弁を設ける。

（5）　❌ 誤りの記述

給水弁と給水逆止め弁をボイラーに取り付ける場合は、ボイラーに近い側に給水逆止め弁を取り付ける。

💡 覚え方

ボイラー側に給水弁。逆止め弁が壊れても、止めてから直せる順番と覚えましょう。ポンプは案内羽根あり＝ディフューザ＝高圧と、3つをひとまとまりにします。

空気予熱器とは？

煙突へ向かう燃焼ガスの余熱で、燃焼に使う空気をあらかじめ温める装置。

💡 なぜ？　捨てるはずの排ガスの熱を取り戻せるからです。

（1）　⭕ 正しい記述

燃焼ガスの余熱を用いる空気予熱器には、熱交換式と再生式がある。

（2）　❌ 誤りの記述

熱交換式空気予熱器は、燃焼ガスにより加熱された伝熱エレメントが空気側に移動し、空気を予熱するものである。

（3）　⭕ 正しい記述

空気予熱器を設置すると、ボイラー効率が上昇する。

（4）　⭕ 正しい記述

空気予熱器を設置すると、燃焼状態が良好になる。

（5）　⭕ 正しい記述

空気予熱器を設置すると、窒素酸化物の発生量が増加することがある。

💡 覚え方

熱交換式＝壁ごしに熱を渡す、再生式＝エレメントが動いて熱を運ぶ。「移動」という言葉が出てきたら再生式です。この入れ替えは、令和8年10月公表でも出ています。

水位検出器とは？

ボイラーの水位を自動で見張る装置。浮きの上下で検出するフロート式と、水に電気が流れるかで検出する電極式が代表です。

水側連絡管とは？

ボイラーと水位検出器を水の側でつなぐ管。この管を通って、ボイラーの水が検出器へ入ります。

A　⭕ 正しい記述

水位検出器は、原則、2個以上取り付け、それぞれ異なる水位検出方式とするのが良い。

B　⭕ 正しい記述

水位検出器の水側連絡管は、他の水位検出器の水側連絡管と共用しない。

C　❌ 誤りの記述

水位検出器の水側連絡管は、呼び径15A以上の管を使用する。

D　⭕ 正しい記述

水位検出器の水側連絡管に設けるバルブ又はコックは、直流形の構造とする。

💡 覚え方

水位検出器は「2個以上・方式を変える・共用しない・20A以上・直流形」。太さの数字は入れ替えが出ます。詰まりにくい太さ＝20A以上と、理由とセットで覚えましょう。

燃焼安全装置とは？

炎が消えたなどの異常のときに、燃料を止めて爆発を防ぐ装置。火炎検出器は、その一部です。

💡 なぜ？　炎が消えたまま燃料を送り続けると、炉の中に燃料がたまって危険だからです。

（1）　⭕ 正しい記述

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）　❌ 誤りの記述

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、ガス専焼バーナに多く用いられる。

（3）　⭕ 正しい記述

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。

（4）　⭕ 正しい記述

紫外線光電管は、光電子放出現象を利用したもので、その検出感度を高めており、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）　⭕ 正しい記述

フレームロッドは、ロッドの使用制限温度による制約から、主として燃焼時間の短い点火用のガスバーナに多く用いられる。

💡 覚え方

すべての燃料に使えるのは紫外線光電管。フォトダイオードセルと整流式光電管は油の炎向き、フレームロッドは点火用のガスと分けましょう。