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ボイラー

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たきぎボイラー

ボイラーえい: boiler)は、みずかし、水蒸気すいじょうきをつくりだす設備せつび装置そうちのことである[1]日本にっぽん産業さんぎょう規格きかく(JIS)や学術がくじゅつ用語ようごしゅうではボイラ表記ひょうきされるほか、汽缶きかん(きかん、汽罐きかん)、あるいはたんかんカマともいう。

概要がいよう[編集へんしゅう]

ボイラーには、水蒸気すいじょうき利用りようするためのボイラーと、利用りようするためのボイラーがある。

ふるくはたきぎなどを燃料ねんりょうとして燃焼ねんしょうさせるタイプしかなかったが、ガスが供給きょうきゅうされるようになってからはガスしきのボイラもあり、現代げんだいでは電気でんきしきのボイラもある。燃料ねんりょうもちいるタイプはたいてい、燃焼ねんしょうしつしつ)と、その燃焼ねんしょうねつみずつたえるねつ交換こうかん装置そうちつ。

初期しょき蒸気じょうき機関きかんはボイラーの爆発ばくはつ事故じこ多発たはつしたため、機械きかい安全あんぜんせい製造せいぞうしゃ責任せきにんのようなかんがかたまれ、製造せいぞうしょ製造せいぞうねんなどを明示めいじするボイラープレートという手法しゅほう考案こうあんされた。またどう時期じきにはスターリングエンジンのようなねつ機関きかん考案こうあんされた。

種類しゅるい分類ぶんるい[編集へんしゅう]

媒質ばいしつによる分類ぶんるい[編集へんしゅう]

温水おんすいボイラー[編集へんしゅう]

温水おんすいつくるためのボイラーを温水おんすいボイラー分類ぶんるいすることがある。利用りようするためのボイラーを(高圧こうあつ蒸気じょうき発生はっせいさせないもの、ととらえて)あつボイラー分類ぶんるいすることもある。ヨーロッパやきたアメリカなど、気温きおん比較的ひかくてきひく地域ちいきでは、集合しゅうごう住宅じゅうたくでも戸建こだ住宅じゅうたくでもセントラルヒーティングがかなり普及ふきゅうしており、人々ひとびと馴染なじまれているものである。とくさむロシアでは、ひとつののレベルでセントラルヒーティング方式ほうしきだい規模きぼおこなわれている場合ばあいがあり、まちちゅう配管はいかんがはりめぐらされ、かく住宅じゅうたく(ロシアは街中まちじゅう集合しゅうごう住宅じゅうたくおおい)にとどけられている場合ばあいもある。温水おんすい暖房だんぼう給湯きゅうとうのために使つかわれる。

蒸気じょうきボイラー[編集へんしゅう]

蒸気じょうき発生はっせいさせるためのボイラーを蒸気じょうきボイラー分類ぶんるいすることがある。蒸気じょうき機関きかんしゃおおきな(蒸気じょうき)ボイラーがまれており、ボイラーが発生はっせいさせる水蒸気すいじょうきシリンダーおくまれピストンすことが車輪しゃりん回転かいてんさせる動力どうりょくとなっている。火力かりょく発電はつでんしょでは、ボイラーで発生はっせいさせた水蒸気すいじょうき蒸気じょうきタービン回転かいてんさせ発電はつでんうごかし発電はつでんおこなっており、ボイラーは発電はつでん設備せつびのひとつである。原子力げんしりょく発電はつでんしょ熱源ねつげん原子力げんしりょくえた発電はつでんしょであるが[2]原子力げんしりょく特性とくせいもありことなる発電はつでん方法ほうほうなされている[3]

構造こうぞうによる分類ぶんるい[編集へんしゅう]

みずかんボイラー[編集へんしゅう]

つてねつみずかんになっているもので、循環じゅんかん方法ほうほうにより以下いかのように分類ぶんるいされる。

貫流かんりゅうボイラー
みずみずかん一方いっぽうから循環じゅんかんさせること蒸気じょうきえるもの。みず蒸気じょうき比重ひじゅうがないちょう臨界りんかいボイラーや、急速きゅうそく起動きどう必要ひつよう小型こがたボイラーにもちいられる。保有ほゆう水量すいりょうすくないため起動きどうせいすぐれるが、負荷ふか追従ついしょうせいおとる。蒸気じょうきりょう蒸気じょうき温度おんど安定あんていさせるためにはみず蒸気じょうき出入でいりとねつ供給きょうきゅうをバランスさせる必要ひつようがあり、高度こうど制御せいぎょ技術ぎじゅつ必要ひつようである。また、純度じゅんどたか給水きゅうすい必要ひつようである。
強制きょうせい循環じゅんかんボイラー
みず循環じゅんかんポンプで強制きょうせいてき循環じゅんかんさせるもの。運転うんてん圧力あつりょく臨界りんかいあつちかいとみず蒸気じょうき比重ひじゅうちいさくなるため、必然ひつぜんてき強制きょうせい循環じゅんかんボイラーとなる。
自然しぜん循環じゅんかんボイラー
みず温度おんどによる比重ひじゅう循環じゅんかんさせるもの。

まるボイラー[編集へんしゅう]

鋼鉄こうてつせいみずたしたかん主体しゅたいとしたボイラー。保有ほゆう水量すいりょう比較的ひかくてきおおく、負荷ふか変動へんどうつよい。その反面はんめんがりがおそく、まんいち爆発ばくはつ事故じこきれば被害ひがい甚大じんだいである。構造こうぞうじょう中小ちゅうしょう規模きぼのものがおおい。また、ボイラーにもよるがかんないひとはいってスケールの除去じょきょ可能かのうで、みずかんボイラーほど給水きゅうすい神経質しんけいしつになる必要ひつようもない。

煙管きせるボイラー
みずかん多数たすう配置はいちした煙管きせる燃焼ねんしょうしつ燃焼ねんしょうガスをとおすことによりねっするもの。比較的ひかくてき掃除そうじしにくく、構造こうぞう複雑ふくざつであるが、比較的ひかくてき効率こうりつよく、形状けいじょう自由じゆうであるので、粗悪そあく燃料ねんりょうにも適応てきおうし、木屑きくずきやはいねつ回収かいしゅうボイラーとして少数しょうすうながら新造しんぞうされている。りくようとしては煉瓦れんがみのつものがおおいが、四角しかくはこがたんだものもある。代表だいひょうれい蒸気じょうき機関きかんしゃのボイラーである。
とうボイラー
みずかんないとう円筒えんとうがた燃焼ねんしょうしつ)をもうけたもの。とう一本いっぽんものをコルニッシュボイラーといい、ほんものをランカシャーボイラーという。構造こうぞう簡単かんたん掃除そうじやすふるくは普及ふきゅうしたが、その効率こうりつわるさからいま新造しんぞうない。つてねつ面積めんせき効率こうりつかせために、大掛おおがかりな煉瓦れんがみをつ。
とう煙管きせるボイラー
とう煙管きせるとがあるもの。まるボイラーとしてはもっと効率こうりつよく据付すえつけ面積めんせきすくなく、現在げんざい主流しゅりゅうのボイラーである。ふるくは蒸気じょうき船用せんようボイラー(スコッチボイラー)として活躍かつやくしたが、りくようとしては通風つうふう抵抗ていこうおおきく、構造こうぞう複雑ふくざつ掃除そうじ困難こんなんであるので、給水きゅうすい処理しょり装置そうち電動でんどう通風つうふう自動じどう制御せいぎょ装置そうち重油じゅうゆきが一般いっぱんてきになってから普及ふきゅうた。使用しよう蒸気じょうき圧力あつりょくは10kgf/cm2程度ていどで、だい容量ようりょうビルにもちいられる。
たてボイラー
たてがたみずかんないもうけたもの。横切よこぎるようにかんしたもの、煙管きせるボイラーのようたて方向ほうこう煙管きせるつもの、よこ方向ほうこう煙管きせるつコックランボイラーがある。効率こうりつひく掃除そうじもしがたいが、据付すえつ面積めんせきちいさく、煉瓦れんがみも不要ふようなので移動いどうようしょう工場こうじょうようとして普及ふきゅうした。小規模しょうきぼ温水おんすい暖房だんぼう給湯きゅうとうよう船舶せんぱくようのぞき、新造しんぞうまれである。

鋳鉄ちゅうてつボイラー[編集へんしゅう]

鋳鉄ちゅうてつ構造こうぞうとしてもちいたもので、鋼鉄こうてつくらべて耐食性たいしょくせいすぐれる。強度きょうどひくく、急速きゅうそく加熱かねつ冷却れいきゃくおこなうと破損はそんすることがある。暖房だんぼう給湯きゅうとうようとして建築けんちく設備せつびによくもちいられる。

鋳鉄ちゅうてつセクショナルボイラー
セクションごとに分割ぶんかつしての搬入はんにゅうや、修理しゅうり可能かのうである。こう圧力あつりょくにはてきさない。

用途ようと[編集へんしゅう]

業種ぎょうしゅごとのボイラーの用途ようとれい[5]

みずなが[編集へんしゅう]

  1. みず処理しょり装置そうち硬度こうどぶん除去じょきょし、給水きゅうすいポンプ圧力あつりょくげる。水位すいい検出けんしゅつ水位すいい調整ちょうせいされる。とく貫流かんりゅうボイラーは純度じゅんどたかみず必要ひつようである。
  2. 給水きゅうすい予熱よねつふしすみ)で給水きゅうすい予熱よねつする。
  3. しゅつてねつ蒸発じょうはつ燃焼ねんしょうガスとねつ交換こうかんおこない、飽和ほうわ蒸気じょうき発生はっせいする。
  4. 汽水分離ぶんり蒸気じょうき液体えきたいとを分離ぶんりし、蒸気じょうき次段じだんおくり、液体えきたいはボイラーにもどす。ちょう臨界りんかいあつボイラーの場合ばあいは汽水分離ぶんりはない。
  5. 飽和ほうわ蒸気じょうき過熱かねつさら加熱かねつし、過熱かねつ蒸気じょうきとする。

空気くうきはいガスのなが[編集へんしゅう]

  1. 空気くうき予熱よねつ燃焼ねんしょうよう空気くうき予熱よねつおこなう。
  2. 燃焼ねんしょうしつ送風そうふう押込おしごめ通風つうふう)で圧力あつりょくげて供給きょうきゅうする。
  3. 燃焼ねんしょうしつ燃料ねんりょう混合こんごう燃焼ねんしょう発熱はつねつさせる。
  4. つてねつ燃焼ねんしょうガスからみずねつあたえる。
  5. 給水きゅうすい予熱よねつふしすみ)で燃焼ねんしょうガスから給水きゅうすいねつあたえる。
  6. 空気くうき予熱よねつ燃焼ねんしょうガスのねつ回収かいしゅうし、燃焼ねんしょうよう空気くうき予熱よねつする。
  7. 誘引ゆういん通風つうふうでボイラーから燃焼ねんしょうガスをす(ボイラーない燃焼ねんしょう圧力あつりょく大気たいきあつとほぼひとしくたも平衡へいこう通風つうふう場合ばあいに、押込おしごめ通風つうふうとともに設置せっちされる)。
  8. 排煙はいえん処理しょり装置そうち電気でんきしゅうちり・バグフィルタ、脱硝だつしょう装置そうち脱硫だつりゅう装置そうちなど)で、すすちり窒素ちっそ酸化さんかぶつ硫黄いおう酸化さんかぶつ除去じょきょし、有害ゆうがい物質ぶっしつ排出はいしゅつ濃度のうど環境かんきょう基準きじゅん自治体じちたいひとしとの協定きょうてい適合てきごうさせる。
  9. 煙突えんとつからはいガス排出はいしゅつする(はいガスを広範囲こうはんい拡散かくさんさせる場合ばあいたか煙突えんとつ設置せっちされる)。

燃料ねんりょうがらなが[編集へんしゅう]

  1. 燃料ねんりょう貯蔵ちょぞうタンクボンベ貯炭ちょたんじょうサイロなど
  2. 燃料ねんりょう輸送ゆそうかんまたはベルトコンベア
  3. ほろ粉炭ふんたん石炭せきたん微粉びふんずみとして燃焼ねんしょうする場合ばあい必要ひつよう
  4. バーナー完全かんぜん燃焼ねんしょうにより効率こうりつ向上こうじょうはかるとともに、だん燃焼ねんしょう緩慢かんまん燃焼ねんしょうなどにより窒素ちっそ酸化さんかぶつ発生はっせい抑制よくせいする
  5. はい処理しょり装置そうち重油じゅうゆはい石炭せきたんはいなどを回収かいしゅうし、リサイクル産廃さんぱいとしててきした処理しょりおこな

保安ほあん装置そうち[編集へんしゅう]

高温こうおんだかあつ気体きたい液体えきたい封入ふうにゅうする圧力あつりょく容器ようきであるので、各種かくしゅ保安ほあん装置そうち設置せっちされる。

水位すいい検出けんしゅつ
水位すいいひく状態じょうたい燃焼ねんしょうおこなうと爆発ばくはつ破裂はれつ危険きけんがある。そのため起動きどうなどにかなら試験しけんおこなわれる。また、動作どうさ不良ふりょうそなえて複数個ふくすうこもうけられる。
圧力あつりょく検出けんしゅつ
圧力あつりょく一定いっていとなるように制御せいぎょするために使用しようされる。
安全弁あんぜんべん
かん圧力あつりょく使用しようあつえた場合ばあい蒸気じょうき放出ほうしゅつする。複数個ふくすうこもうけられる。
ほのお検出けんしゅつ
失火しっか燃焼ねんしょうガスがかんない充満じゅうまんすると爆発ばくはつおそれがあるため、ほのおえるとすみやかに燃料ねんりょう供給きょうきゅう停止ていしされ、強制きょうせい換気かんきおこなわれる。係員かかりいん常駐じょうちゅうする場合ばあいや、石炭せきたんとう場合ばあい省略しょうりゃくされる場合ばあいがある。
ばく発戸ほっと
失火しっかとうにより燃焼ねんしょうガスが充満じゅうまんし、引火いんか爆発ばくはつした場合ばあい内圧ないあつによってひらき、人的じんてき被害ひがいけむりどうひとし損傷そんしょう軽減けいげんさせる。
消防しょうぼう設備せつび
火災報知器かさいほうちきガス警報けいほう消火しょうかみず噴霧ふんむ消火しょうか装置そうち

日本にっぽんにおける分類ぶんるい法的ほうてき規制きせい[編集へんしゅう]

日本にっぽん法規ほうきじょう分類ぶんるい運用うんようじょう分類ぶんるい[編集へんしゅう]

簡易かんいボイラー
労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほう施行しこうれいだい13じょうだい25ごうさだめるボイラーの通称つうしょう[6]
小型こがたボイラー
労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほう施行しこうれいだい1じょうだい4ごうさだめるボイラー(法令ほうれいじょう小型こがたボイラー」として定義ていぎされている)。
  1. ゲージ圧力あつりょく0.1MPa以下いか使用しようする蒸気じょうきボイラーで、つてねつ面積めんせきが1平方へいほうメートル以下いかのものまたどう内径ないけいが300mm以下いかで、かつ、そのながさが600mm以下いかのもの
  2. つてねつ面積めんせきが3.5平方へいほうメートル以下いか蒸気じょうきボイラーで、大気たいき開放かいほうした内径ないけいが25mm以上いじょう蒸気じょうきかんけたものまたはゲージ圧力あつりょく0.05MPa以下いかで、かつ、内径ないけいが25mm以上いじょうのUかたちりつかん蒸気じょうきけたもの
  3. ゲージ圧力あつりょく0.1MPa以下いか温水おんすいボイラーで、つてねつ面積めんせきが8平方へいほうメートル以下いかのもの
  4. ゲージ圧力あつりょく0.2MPa以下いか温水おんすいボイラーで、つてねつ面積めんせきが2平方へいほうメートル以下いかのもの
  5. ゲージ圧力あつりょく1MPa以下いか使用しようする貫流かんりゅうボイラー(かんせの内径ないけいが150mmをえるかんしきのものをのぞく)で、つてねつ面積めんせきが10平方へいほうメートル以下いかのもの(すい分離ぶんりゆうするものにあっては、当該とうがいすい分離ぶんり内径ないけいが300mm以下いかで、かつ、その内容ないようせきが0.07立方りっぽうメートル以下いかのものにかぎる。)
「ボイラー」
簡易かんいボイラー、小型こがたボイラーのいずれにも該当がいとうしない大型おおがたのボイラー[6]を、日本にっぽん法律ほうりつでは(修飾しゅうしょくい)「ボイラー」とんでいる。
なお、ボイラーのうち労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほう施行しこうれいだい20じょうだい5ごうにおいて「つぎかかげるボイラー」としてさだめられているもの。取扱とりあつかうための資格しかくなどの関係かんけいから、整理せいりじょうつぎ該当がいとうするもの(小型こがたボイラーおよ簡易かんいボイラーに該当がいとうするものをのぞく)は通称つうしょうとして「小規模しょうきぼボイラー」とばれている(法令ほうれいじょう名称めいしょうではない)[6]
  1. どう内径ないけいが750mm以下いかで、かつ、そのながさが1300mm以下いか蒸気じょうきボイラー
  2. つてねつ面積めんせきが3平方へいほうメートル以下いか蒸気じょうきボイラー
  3. つてねつ面積めんせきが14平方へいほうメートル以下いか温水おんすいボイラー
  4. つてねつ面積めんせきが30平方へいほうメートル以下いか貫流かんりゅうボイラー(すい分離ぶんりゆうするものにあっては、当該とうがいすい分離ぶんり内径ないけいが400mm以下いかで、かつ、その内容ないようせきが0.4立方りっぽうメートル以下いかのものにかぎる。)

日本にっぽんにおける法的ほうてき規制きせい[編集へんしゅう]

労働ろうどう基準きじゅんほう関係かんけい
ボイラーの取扱とりあつかいの業務ぎょうむ溶接ようせつ業務ぎょうむについては、労働ろうどう基準きじゅんほうだい62じょう年少ねんしょうしゃ労働ろうどう基準きじゅん規則きそくだい8じょうにより18さい未満みまんもの従事じゅうじさせることができない。同様どうよう労働ろうどう基準きじゅんほうだい64じょうの3、女性じょせい労働ろうどう基準きじゅん規則きそくだい2じょうにより妊娠にんしんなか女性じょせい従事じゅうじさせることができず、出産しゅっさんこう1ねん経過けいかしない女性じょせいがこの業務ぎょうむ従事じゅうじしないむねもう場合ばあい従事じゅうじさせることができない。
労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほう関係かんけい
労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほうもとづくボイラーおよ圧力あつりょく容器ようき安全あんぜん規則きそくにより、設置せっち定期ていき検査けんさ取扱とりあつかいが規制きせいされている。
一定いってい以上いじょうつてねつ面積めんせき最高さいこう圧力あつりょくのものの取扱とりあつかい・保安ほあん監督かんとくは、ボイラー技士ぎし免許めんきょ所持しょじしゃ・ボイラー取扱とりあつかい技能ぎのう講習こうしゅう修了しゅうりょうしゃ・ボイラー取扱とりあつかい業務ぎょうむ特別とくべつ教育きょういく修了しゅうりょうしゃおこなうこととなっている。また、整備せいびボイラー整備せいびおこなうこととなっている。
また、発電はつでんしょ設置せっちされるボイラーは電気でんき事業じぎょうほうもとづき技術ぎじゅつ基準きじゅん設置せっち認可にんか使用しようぜん検査けんさ定期ていき検査けんさなどがさだめられており、また、保安ほあん責任せきにんしゃとしてボイラー・タービン主任しゅにん技術ぎじゅつしゃ選任せんにんすることとなっている。
きゅう国鉄こくてつ蒸気じょうき機関きかんしゃ現役げんえき定期ていき列車れっしゃ)として使用しようされていた時代じだいは、国鉄こくてつ内規ないきによる資格しかくしゃ育成いくせいやボイラー検査けんさおこなわれていたが、現在げんざいJR私鉄してつでイベントようとして運転うんてんされる蒸気じょうき機関きかんしゃでは、機関きかんたいする上記じょうきボイラー技士ぎし免許めんきょ取得しゅとく勧奨かんしょうや、ほうもとづく定期ていき検査けんさおこなわれている。

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

出典しゅってん[編集へんしゅう]

  1. ^ [1]
  2. ^ 電気事業連合会でんきじぎょうれんごうかい
  3. ^ ボイラーの燃料ねんりょう”. www.maedatekkou.co.jp (2023ねん1がつ11にち). 2023ねん6がつ25にち閲覧えつらん
  4. ^ a b ルイ・フィギエちょ産業さんぎょう驚異きょうい』より
  5. ^ [2]
  6. ^ a b c ボイラー(小型こがたボイラー)の適用てきよう区分くぶん”. 日本にっぽんボイラ協会きょうかい. 2023ねん12月24にち閲覧えつらん

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]

理論りろん構造こうぞう取扱とりあつか
資格しかく
その

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]