附属品と附属設備の構造

安全弁はどんな仕組みで圧力を逃がす？

安全弁は、ボイラーの圧力が設定圧力に達すると自動的に開いて蒸気を逃がし、圧力を最高使用圧力以下に保つ弁です。広く使われるのはばね安全弁で、ばねの力で弁体を弁座に押し付け、その締付けの強さで吹出し圧力を調整します。

リフト（弁の上がる量）で吹出し面積が決まるものを揚程式、リフトを大きくして吹出し面積がのど部の面積で決まるものを全量式といいます。ボイラー構造規格第62条は、蒸気ボイラーに安全弁を2個以上（伝熱面積50㎡以下なら1個）備え、本体の検査しやすい位置に直接、弁軸を鉛直にして取り付けるよう定めています。過熱器には出口付近に安全弁を付けます（第63条）。

温水ボイラーでは何が圧力を逃がす？

水の温度が120℃以下の温水ボイラーには逃がし弁を備えます。容易に検査できる位置に逃がし管を付けたものは、逃がし弁を省けます。120℃を超えるものには安全弁を備えます（構造規格第65条）。

逃がし管は、加熱で膨張した水を高い位置の膨張タンクへ逃がす管です。途中に弁やコックを付けると、閉めたときに逃げ場がなくなるので設けません。管の中が凍ると役目を果たせないため、保温などで凍結を防ぎます（ボイラー則第28条）。

圧力計はどう付ける？

ボイラーで一般的なのはブルドン管圧力計です。断面が扁平な管を円弧状に曲げたもので、圧力が加わると円弧が広がり、その動きを歯付き扇形片と小歯車で指針に伝えます。

高温の蒸気がブルドン管に入ると誤差や故障の原因になるので、水を入れたサイホン管を介して取り付けます。ボイラー則第28条は、圧力計の内部が凍結したり80℃以上になったりしない措置と、目盛りの最高使用圧力の位置に見やすい表示をすることを求めています。

構造規格第66条は、最大指示値が最高使用圧力の1.5倍以上3倍以下の圧力計に限っています。令和8年4月1日適用の改正で、条文は「指示値を確実に確認できる圧力計」となり、停電の場合にも有効に機能するものであることが加わりました。改正の通達は、目盛盤のない圧力計なら機械式と同等に見やすい表示ができるもの、停電時には内蔵バッテリーで一定時間動くものがこれに含まれると説明しています。

水面計は何を見るための計器？

水面計は、ボイラー内の水位を外から確かめる計器です。ガラス水面計は、ガラス管の最下部が安全低水面を指示する位置に取り付けます（構造規格第69条）。ガラス管の一番下に水が見えなければ、水位はすでに安全低水面を割っている、と読むための配置です。

丸形ガラス水面計のほか、水部が黒く蒸気部が白く光って見える平形反射式、光の屈折率の差で蒸気部が赤、水部が緑に見える二色水面計があります。水柱管とボイラーを結ぶ連絡管は、水側に中高・中低を作らず、蒸気側にはドレンのたまる部分を作りません（第71条）。

給水と送気の装置はどう並ぶ？

給水ポンプには、案内羽根を持つディフューザポンプ（高圧のボイラーには多段のもの）と、案内羽根のない渦巻ポンプ（低圧のボイラー用）があります。給水管にはボイラーに近い位置に給水弁と逆止め弁を付け（構造規格第75条）、給水弁をボイラー側に置きます。逆止め弁が壊れても、給水弁を閉めればボイラーの圧力を保ったまま修理できるからです。

ボイラー内では、給水内管を安全低水面のやや下に置いて給水を分散させます。送り出す側には、蒸気中の水滴を分ける気水分離器や沸水防止管、蒸気の流れを止める主蒸気弁、使用先の圧力まで下げる減圧弁、ドレンだけを排出する蒸気トラップが並びます。蒸気トラップは、密度差で動くバケット式とフロート式、温度差で動くバイメタル式とベローズ式、熱力学的な性質の差で動くディスク式に分けられます。

吹出し装置とエコノマイザは何のため？

吹出し装置は、ボイラー底部にたまったスラッジや、濃縮したボイラー水を外へ出す装置です。底部から間を置いて行う間欠吹出しと、水面付近から少しずつ出す連続吹出しがあります。吹出し弁にはスラッジがたまりにくい仕切弁やY形弁を使い、大形や高圧のボイラーでは2個を直列にして、ボイラーに近い側に急開弁、遠い側に漸開弁を置きます。

エコノマイザは排ガスの熱で給水を、空気予熱器は燃焼用空気を温める附属設備です。どちらも効率を上げますが、通風抵抗が増え、排ガス温度を下げすぎると燃料の硫黄分からできる硫酸で低温腐食が起きます。空気予熱器を使うと燃焼温度が上がり、窒素酸化物は増える傾向にあります。過熱器は飽和蒸気を過熱蒸気にする装置です。

職場ではどう使う？

最高使用圧力0.98MPaの炉筒煙管ボイラーなら、圧力計は最大指示値が1.47MPa以上2.94MPa以下のもの、たとえば2.5MPa目盛りのものを選び、0.98MPaの位置に見やすい表示を付けます。朝の巡回では、2本の水面計の水位がそろっているか、圧力計の針がその表示を超えていないかを見比べます。

蒸気トラップの点検では、出口から蒸気が吹き続けていないかを確かめます。蒸気が漏れていれば燃料が無駄になり、逆に詰まっていればドレンが配管にたまってウォータハンマの原因になります。

試験ではどう問われる？

附属品の問題は、位置関係と数字の入れ替えで誤りが作られます。給水弁と逆止め弁のどちらをボイラー側に置くか、急開弁と漸開弁の並び、ガラス水面計の最下部が指す位置、圧力計の最大指示値の1.5倍と3倍などが代表的です。

蒸気トラップでは作動原理の組合せ（バケット式を温度差とする誤りなど）、エコノマイザや空気予熱器では「窒素酸化物が減る」のような効果の言い過ぎがねらわれます。協会の公表問題は令和8年1月1日以降に施行された法令に対応していないと明記されているので、圧力計の電子式や停電時の条件は、公表問題の解説ではなく改正後の条文で覚えます。