ボイラー
ボイラー(
概要
ボイラーには、
種類 、分類
媒質 による分類
温水 ボイラー
蒸気 ボイラー
構造 による分類
水 管 ボイラー
貫流 ボイラー水 を水 管 の一方 から押 し込 み循環 させること無 く蒸気 に変 えるもの。水 と蒸気 の比重 の差 がない超 臨界 ボイラーや、急速 起動 が必要 な小型 ボイラーに用 いられる。保有 水量 が少 ないため起動 性 に優 れるが、負荷 追従 性 に劣 る。蒸気 量 や蒸気 温度 を安定 させるためには水 や蒸気 の出入 りと熱 の供給 をバランスさせる必要 があり、高度 な制御 技術 が必要 である。また、純度 の高 い給水 が必要 である。強制 循環 ボイラー水 を循環 ポンプで強制 的 に循環 させるもの。運転 圧力 が臨界 圧 に近 いと水 と蒸気 の比重 差 が小 さくなるため、必然 的 に強制 循環 ボイラーとなる。自然 循環 ボイラー水 の温度 による比重 の差 (対流 )で循環 させるもの。
丸 ボイラー
煙管 ボイラー水 缶 に多数 配置 した煙管 に燃焼 室 の燃焼 ガスを通 すことにより熱 するもの。比較的 掃除 しにくく、構造 が複雑 であるが、比較的 効率 よく、炉 の形状 が自由 であるので、粗悪 燃料 にも適応 し、木屑 炊 きや廃 熱 回収 ボイラーとして少数 ながら新造 されている。陸 用 としては煉瓦 組 みの炉 を持 つものが多 いが、四角 い箱 型 の炉 を組 み込 んだものもある。代表 例 が蒸気 機関 車 のボイラーである。炉 筒 ボイラー水 缶 内 に炉 筒 (円筒 形 の燃焼 室 )を設 けたもの。炉 筒 が一本 の物 をコルニッシュボイラーといい、二 本 の物 をランカシャーボイラーという。構造 が簡単 で掃除 し易 く古 くは普及 したが、その効率 の悪 さから今 は新造 を見 ない。伝 熱 面積 と効率 を稼 ぐ為 に、大掛 かりな煉瓦 組 みを持 つ。炉 筒 煙管 ボイラー炉 筒 と煙管 とがあるもの。丸 ボイラーとしては最 も効率 よく据付 面積 も少 なく、現在 主流 のボイラーである。古 くは蒸気 船用 ボイラー(スコッチボイラー)として活躍 したが、陸 用 としては通風 抵抗 が大 きく、構造 も複雑 で掃除 も困難 であるので、給水 処理 装置 や電動 通風 機 や自動 制御 装置 、重油 炊 きが一般 的 になってから普及 を見 た。使用 蒸気 圧力 は10kgf/cm2程度 で、大 容量 ビルに用 いられる。立 ボイラー縦 型 の水 缶 内 に炉 を設 けたもの。炉 を横切 るように管 を出 したもの、煙管 ボイラーの様 な縦 方向 の煙管 を持 つもの、横 方向 に煙管 を持 つコックランボイラーがある。効率 が低 く掃除 もし難 いが、据付 け面積 が小 さく、煉瓦 組 みも不要 なので移動 用 や小 工場 用 として普及 した。小規模 の温水 暖房 ・給湯 用 、船舶 補 機 用 を除 き、新造 は稀 である。
鋳鉄 ボイラー
鋳鉄 セクショナルボイラー- セクションごとに
分割 しての搬入 や、修理 が可能 である。高 圧力 には適 さない。
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炉 筒 煙管 ボイラー -
船舶 用水 管 ボイラー模 式 図 (自然 循環 ボイラー) -
機関 車 のボイラーの構造 図
用途
業種 ごとのボイラーの用途 の例 [5]
水 の流 れ
空気 ・排 ガスの流 れ
空気 予熱 器 で燃焼 用 空気 の予熱 を行 う。燃焼 室 へ送風 機 (押込 通風 機 )で圧力 を上 げて供給 する。燃焼 室 で燃料 と混合 し燃焼 ・発熱 させる。伝 熱 部 で燃焼 ガスから水 に熱 を与 える。給水 予熱 器 (節 炭 器 )で燃焼 ガスから給水 に熱 を与 える。空気 予熱 器 で燃焼 ガスの熱 を回収 し、燃焼 用 空気 を予熱 する。誘引 通風 機 でボイラーから燃焼 ガスを吸 い出 す(ボイラー内 の燃焼 圧力 を大気 圧 とほぼ等 しく保 つ平衡 通風 の場合 に、押込 通風 機 とともに設置 される)。排煙 処理 装置 (電気 集 塵 器 ・バグフィルタ、脱硝 装置 、脱硫 装置 など)で、煤 塵 、窒素 酸化 物 、硫黄 酸化 物 を除去 し、有害 物質 の排出 濃度 を環境 基準 や自治体 等 との協定 に適合 させる。煙突 から排 ガスを排出 する(排 ガスを広範囲 に拡散 させる場合 は高 い煙突 が設置 される)。
燃料 ・燃 え殻 の流 れ
保安 装置
水位 検出 器 水位 が低 い状態 で燃焼 を行 うと爆発 ・破裂 の危険 がある。そのため起動 時 などに必 ず試験 が行 われる。また、動作 不良 に備 えて複数個 設 けられる。圧力 検出 器 圧力 が一定 となるように制御 するために使用 される。安全弁 缶 の圧力 が使用 圧 を超 えた場合 に蒸気 を放出 する。複数個 設 けられる。炎 検出 器 失火 し未 燃焼 ガスが缶 内 に充満 すると爆発 の恐 れがあるため、炎 が消 えると速 やかに燃料 供給 が停止 され、強制 換気 が行 われる。係員 が常駐 する場合 や、石炭 焚 き等 の場合 は省略 される場合 がある。爆 発戸 失火 等 により未 燃焼 ガスが充満 し、引火 ・爆発 した場合 に内圧 によって開 き、人的 被害 や煙 道 等 の損傷 を軽減 させる。消防 設備 火災報知器 ・ガス漏 れ警報 機 ・消火 器 ・水 噴霧 消火 装置
日本 における分類 と法的 規制
日本 の法規 上 の分類 や運用 上 の分類
簡易 ボイラー労働 安全 衛生 法 施行 令 第 13条 第 25号 に定 めるボイラーの通称 [6]。小型 ボイラー労働 安全 衛生 法 施行 令 第 1条 第 4号 に定 めるボイラー(法令 上 「小型 ボイラー」として定義 されている)。- ゲージ
圧力 0.1MPa以下 で使用 する蒸気 ボイラーで、伝 熱 面積 が1平方 メートル以下 のもの又 は胴 の内径 が300mm以下 で、かつ、その長 さが600mm以下 のもの 伝 熱 面積 が3.5平方 メートル以下 の蒸気 ボイラーで、大気 に開放 した内径 が25mm以上 の蒸気 管 を取 り付 けたもの又 はゲージ圧力 0.05MPa以下 で、かつ、内径 が25mm以上 のU形 立 管 を蒸気 部 に取 り付 けたもの- ゲージ
圧力 0.1MPa以下 の温水 ボイラーで、伝 熱 面積 が8平方 メートル以下 のもの - ゲージ
圧力 0.2MPa以下 の温水 ボイラーで、伝 熱 面積 が2平方 メートル以下 のもの - ゲージ
圧力 1MPa以下 で使用 する貫流 ボイラー(管 寄 せの内径 が150mmを超 える多 管 式 のものを除 く)で、伝 熱 面積 が10平方 メートル以下 のもの(気 水 分離 器 を有 するものにあっては、当該 気 水 分離 器 の内径 が300mm以下 で、かつ、その内容 積 が0.07立方 メートル以下 のものに限 る。)
- ゲージ
- 「ボイラー」
簡易 ボイラー、小型 ボイラーのいずれにも該当 しない大型 のボイラー[6]を、日本 の法律 では(修飾 語 の無 い)「ボイラー」と呼 んでいる。- なお、ボイラーのうち
労働 安全 衛生 法 施行 令 第 20条 第 5号 において「次 に掲 げるボイラー」として定 められているもの。取扱 うための資格 などの関係 から、整理 上 、次 に該当 するもの(小型 ボイラー及 び簡易 ボイラーに該当 するものを除 く)は通称 として「小規模 ボイラー」と呼 ばれている(法令 上 の名称 ではない)[6]。胴 の内径 が750mm以下 で、かつ、その長 さが1300mm以下 の蒸気 ボイラー伝 熱 面積 が3平方 メートル以下 の蒸気 ボイラー伝 熱 面積 が14平方 メートル以下 の温水 ボイラー伝 熱 面積 が30平方 メートル以下 の貫流 ボイラー(気 水 分離 器 を有 するものにあっては、当該 気 水 分離 器 の内径 が400mm以下 で、かつ、その内容 積 が0.4立方 メートル以下 のものに限 る。)
日本 における法的 規制
労働 基準 法 関係 - ボイラーの
取扱 いの業務 、溶接 の業務 については、労働 基準 法 第 62条 、年少 者 労働 基準 規則 第 8条 により18歳 未満 の者 を従事 させることができない。同様 に労働 基準 法 第 64条 の3、女性 労働 基準 規則 第 2条 により妊娠 中 の女性 を従事 させることができず、出産 後 1年 を経過 しない女性 がこの業務 に従事 しない旨 を申 し出 た場合 も従事 させることができない。 労働 安全 衛生 法 関係 労働 安全 衛生 法 に基 づくボイラー及 び圧力 容器 安全 規則 により、設置 ・定期 検査 ・取扱 いが規制 されている。一定 以上 の伝 熱 面積 ・最高 圧力 のものの取扱 い・保安 監督 は、ボイラー技士 免許 所持 者 ・ボイラー取扱 技能 講習 修了 者 ・ボイラー取扱 業務 特別 教育 修了 者 が行 うこととなっている。また、整備 はボイラー整備 士 が行 うこととなっている。- また、
発電 所 に設置 されるボイラーは電気 事業 法 に基 づき技術 基準 ・設置 認可 ・使用 前 検査 ・定期 検査 などが定 められており、また、保安 責任 者 としてボイラー・タービン主任 技術 者 を選任 することとなっている。 旧 国鉄 で蒸気 機関 車 が現役 (定期 列車 )として使用 されていた時代 は、国鉄 の内規 による資格 者 育成 やボイラー検査 が行 われていたが、現在 のJRや私鉄 でイベント用 として運転 される蒸気 機関 車 では、機関 士 に対 する上記 ボイラー技士 免許 の取得 勧奨 や、法 に基 づく定期 検査 が行 われている。
脚注
注釈
出典
関連 項目
理論 ・構造 ・取扱 い
資格
- その
他