一級ボイラー技士 ③ 構造3:附属品及び附属装置・自動制御

安全を守る附属品と制御の仕組みを扱う分野です。附属品では安全弁の種類と調整、圧力計と水面測定装置、給水装置(給水ポンプ・給水弁・逆止め弁)、吹出し装置が中心になります。自動制御では制御の基本(オンオフ・ハイロー・比例・PID)、水位制御と燃焼制御の方式、インターロックの役割が頻出です。安全装置は「何を防ぐためか」という目的から理解すると、設置基準や動作条件が筋道立って覚えられます。

この分野の問題40問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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81気水分離器の種類のうち、遠心力で蒸気中の密度の高い水滴を内壁側に集めて分離するものはどれか。

  1. Aデミスタ
  2. Bスクラバ
  3. C遠心式
  4. D反転式
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正解:C遠心式

遠心式気水分離器は、遠心力で蒸気中の密度の高い水滴を内壁側に集めて分離します。

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82ブルドン管圧力計に関する説明として正しいものはどれか。

  1. A流体の圧力差を利用して流量を測定する
  2. Bバイメタルの湾曲を利用して圧力を測定するもの
  3. Cガラス管を用いて水位を測定するもの
  4. D断面が扁平な管を円弧状に曲げ、その先端に歯付扇形片を取り付けたもの
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正解:D断面が扁平な管を円弧状に曲げ、その先端に歯付扇形片を取り付けたもの

ブルドン管圧力計は、断面が扁平な管を円弧状に曲げ、その先端に歯付扇形片を取り付けて小歯車とかみ合わせた構造です。

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83圧力計のコックのハンドルに関する記述で正しいものはどれか。

  1. A管軸と同一方向になった際に開くようにする
  2. B管軸に対して45度になった際に開くようにする
  3. C管軸と垂直方向になった際に開くようにする
  4. D管軸と関係なく常に開くようにする
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正解:A管軸と同一方向になった際に開くようにする

コックの場合、管軸と同一方向になった際にハンドルが開くようにしておかなければなりません。

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84給水内管の取り付け位置と目的の組み合わせとして適切なものはどれか。

  1. A安全低水面よりやや上方に設け、給水を蒸気室に噴射する
  2. Bドラムの底部に設け、沈殿物を排出する
  3. C安全低水面よりやや下方に設け、不同膨張や水循環の乱れを防ぐ
  4. D蒸気出口直下に設け、水滴を分離する
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正解:C安全低水面よりやや下方に設け、不同膨張や水循環の乱れを防ぐ

給水内管は安全低水面よりやや下方に取り付け、不同膨張や水循環の乱れを防ぐために用いられます。

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85平形反射式水面計で、水部と蒸気部はそれぞれ何色に見えるか。

  1. A水部は緑色に、蒸気部は赤色に見える
  2. B水部は黒色に、蒸気部は白色に見える
  3. C水部は赤色に、蒸気部は緑色に見える
  4. D水部は白色に、蒸気部は黒色に見える
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正解:B水部は黒色に、蒸気部は白色に見える

平形反射式水面計では、光線の反射の違いにより水部は黒色に、蒸気部は白色に光って見えます。

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86流量計の種類とその測定原理の組み合わせで正しいものはどれか。

  1. A差圧式はだ円形歯車の回転数を利用する
  2. B面積式はテーパ管内のフロートが流量に応じて上下することを利用する
  3. C容積式は絞り機構の前後で生じる圧力差を利用する
  4. D面積式は流体の熱膨張を利用する
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正解:B面積式はテーパ管内のフロートが流量に応じて上下することを利用する

面積式流量計は、テーパ管内のフロートが流量に応じて上下し、環状面積が流量に比例することを利用します。

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87ボイラーの通風力を測定する機器はどれか。

  1. A通風計
  2. B水高計
  3. C圧力制限器
  4. D流量計
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正解:A通風計

通風計は、空気や排ガスの圧力を大気圧と比較することで通風力(ドラフト)を測定します。

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88全量式安全弁の特徴について正しいものはどれか。

  1. A弁座流路面積が最小となる
  2. Bリフトが弁座口の径の1/40以上1/4未満である
  3. C吹出し面積が弁座流路面積で決まり、リフトが小さい
  4. Dのど部の面積で吹出し面積が決められリフトが大きい
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正解:Dのど部の面積で吹出し面積が決められリフトが大きい

全量式安全弁はのど部の面積で吹出し面積が決められ、リフトが大きいという特徴があります。

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89安全弁の圧力に関する用語の説明で正しいものはどれか。

  1. A吹下りは、吹始め圧力もしくは吹出し圧力と吹止り圧力との差をいう
  2. B設定圧力は、弁体が激しく上昇するときの圧力をいう
  3. C吹始め圧力は、リフトがゼロになって蒸気の流れが止まる際の圧力をいう
  4. D吹止り圧力は、蒸気の流出が少し検知されるときの圧力をいう
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正解:A吹下りは、吹始め圧力もしくは吹出し圧力と吹止り圧力との差をいう

吹下りとは、吹始め圧力もしくは吹出し圧力と吹止り圧力との差のことです。

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90安全弁の排気管の取り付けに関する注意事項として誤っているものはどれか。

  1. A安全弁の背圧を上げないよう排気管の抵抗を小さくする
  2. B常にドレンを排出できるよう排気管の底部に弁・コックを設ける
  3. C各部の熱膨張を吸収するため、適当な箇所に伸縮継手(膨張継手)を設ける
  4. D取付管台の内径は安全弁入口径と同径以上とする
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正解:B常にドレンを排出できるよう排気管の底部に弁・コックを設ける

安全弁箱又は排気管の底部にはドレン抜きを設けますが、常に排出できるよう弁・コックは設けてはなりません。

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91長い主蒸気管に対して、温度変化による伸縮を吸収するために設けるものはどれか。

  1. A蒸気トラップ
  2. B減圧弁
  3. Cスチームアキュムレータ
  4. D伸縮継手
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正解:D伸縮継手

長い配管には、温度変化による伸縮を吸収するために適切な箇所へ伸縮継手を設けます。

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922基以上のボイラーが蒸気出口で同一管系に連絡している場合、主蒸気弁の後に蒸気逆止め弁を設ける理由はどれか。

  1. A蒸気の供給開始又は停止を自動で行うため
  2. B余剰な蒸気を熱に変えて蓄積するため
  3. C一方のボイラーから他方のボイラーへ蒸気が逆流するのを防ぐため
  4. D発生蒸気の圧力と使用箇所での圧力を調整するため
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正解:C一方のボイラーから他方のボイラーへ蒸気が逆流するのを防ぐため

逆止め弁は、一方のボイラーから他方のボイラーに蒸気が逆流するのを防ぐために設けられます。

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93スチームアキュムレータの役割はどれか。

  1. A蒸気配管の蒸気からドレンを分離する
  2. B余剰な蒸気を熱に変えて蓄え、蒸気不足時に放出して補う
  3. Cボイラー給水中の溶存酸素を除去する
  4. Dポンプの吐出量を絞り過ぎた場合に過熱を防止する
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正解:B余剰な蒸気を熱に変えて蓄え、蒸気不足時に放出して補う

スチームアキュムレータは、余剰な蒸気を熱に変えて蓄積し、不足時に蒸気として放出して補う装置です。

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94蒸気トラップの種類とその特性の組み合わせで正しいものはどれか。

  1. Aバケット式は蒸気とドレンの温度差を利用する
  2. Bバケット式は蒸気とドレンの熱力学性質の差を利用する
  3. Cディスク式はドレンの存在が直接トラップ弁を駆動する
  4. Dバイメタル式は蒸気とドレンの温度差を利用する
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正解:Dバイメタル式は蒸気とドレンの温度差を利用する

バイメタル式蒸気トラップは、蒸気とドレンの温度差を利用してバイメタルを湾曲させ駆動します。

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95蒸気配管の蒸気からドレンを分離するための装置はどれか。

  1. A給水加熱器
  2. B連続ブロー装置
  3. Cドレンセパレータ
  4. D脱気器
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正解:Cドレンセパレータ

ドレンセパレータは、蒸気配管の蒸気からドレンを分離するための装置です。

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96給水ポンプの種類について誤っているものはどれか。

  1. A渦流ポンプは、羽根車の周辺に案内羽根のある遠心ポンプで、高圧・大容量のボイラーに用いられる
  2. B渦巻ポンプは羽根車の周辺に案内羽根がない
  3. C多段ディフューザポンプは高圧のボイラーに用いられる
  4. Dディフューザポンプは羽根車の周辺に案内羽根がある
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正解:A渦流ポンプは、羽根車の周辺に案内羽根のある遠心ポンプで、高圧・大容量のボイラーに用いられる

渦流ポンプ(円周流ポンプ)は小容量の蒸気ボイラーに用いられ、小さい駆動動力で高い揚程が得られるポンプです。案内羽根をもつ遠心ポンプはディフューザポンプです。

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97熱交換式給水加熱器について、広く用いられている形式はどれか。

  1. Aエコノマイザ形
  2. B蒸気管形
  3. C混合形
  4. D水管形
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正解:D水管形

熱交換式の給水加熱器では、管の内部に水を流す水管形が広く用いられています。

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98給水弁と給水逆止め弁をボイラーに取り付ける順序とその理由として正しいものはどれか。

  1. A給水弁をボイラー側に付け、逆止め弁故障時に蒸気圧力を残したまま修理するため
  2. B給水逆止め弁をボイラー側に付け、給水ポンプ作動時の水撃を防ぐため
  3. C給水弁をポンプ側に付け、給水圧力を一定に保つため
  4. D給水逆止め弁をポンプ側に付け、給水温度の低下を防ぐため
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正解:A給水弁をボイラー側に付け、逆止め弁故障時に蒸気圧力を残したまま修理するため

給水弁をボイラーに近い側に付けることで、逆止め弁故障時に給水弁を閉じ、蒸気圧力を残したまま点検や修理ができます。

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99脱気器の主な目的はどれか。

  1. A給水中の懸濁物をろ過して除去する
  2. B給水中の溶存酸素を除去する
  3. C排ガス中の窒素酸化物を除去する
  4. D蒸気中の水滴を遠心力で分離する
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正解:B給水中の溶存酸素を除去する

脱気器は、物理的脱気法により主として給水中の溶存酸素を除去する装置です。

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100大型及び高圧ボイラーの吹出し弁の配置について正しいものはどれか。

  1. A2個の弁を直列に設け、ボイラーに近いほうを急開弁とする
  2. B2個の弁を直列に設け、ボイラーに近いほうを漸開弁とする
  3. C2個の弁を直列に設け、ボイラーから遠いほうを急開弁とする
  4. D2個の弁を並列に設け、両方を同時に開く
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正解:A2個の弁を直列に設け、ボイラーに近いほうを急開弁とする

大型及び高圧ボイラーでは2個のブロー弁を直列に設け、ボイラーに近いほうを急開弁、遠いほうを漸開弁とします。

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101連続ブロー装置のブロー管の取り付け位置はどこか。

  1. A給水内管の直下
  2. Bボイラーの底部付近
  3. C胴又は蒸気ドラムの水面近く
  4. D蒸気出口の直上
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正解:C胴又は蒸気ドラムの水面近く

連続ブロー装置のブロー管は、胴又は蒸気ドラムの水面近くに設けます。

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102スートブロワに使用される流体はどれか。

  1. A温水又は冷水
  2. B不活性ガス
  3. C高圧の燃料油
  4. D蒸気又は圧縮空気
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正解:D蒸気又は圧縮空気

スートブロワはすすやダストの除去を目的とし、蒸気又は圧縮空気が使用されます。

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103温水ボイラーの逃がし管に関する説明で正しいものはどれか。

  1. A温水温度が120℃以下のボイラーにのみ設けられる
  2. B途中に圧力調整用の絞り弁を設ける必要がある
  3. C途中に弁又はコックを設けてはならない
  4. D密閉形の膨張タンクに接続される
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正解:C途中に弁又はコックを設けてはならない

逃がし管には、途中に弁又はコックを設けてはなりません。

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104真空給水ポンプによる返り管内及び受水槽内の真空度の範囲として正しいものはどれか。

  1. A+13kPaから+27kPa
  2. B-13kPaから-27kPa
  3. C-1.3kPaから-2.7kPa
  4. D-130kPaから-270kPa
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正解:B-13kPaから-27kPa

真空給水ポンプにより返り管内及び受水槽内を-13kPaから-27kPaの真空にします。

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105あらかじめ定められた順序に従い、制御の各段階を逐次進めていく制御を何というか。

  1. Aフィードバック制御
  2. Bシーケンス制御
  3. Cフィードフォワード制御
  4. D比例制御
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正解:Bシーケンス制御

あらかじめ定められた順序に従い、制御の各段階を逐次進めていく制御をシーケンス制御といいます。

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106シーケンス制御の自己保持回路の特徴として正しいものはどれか。

  1. A異常時にブザーが鳴り、ボタンスイッチを押すと全てリセットされる回路
  2. B2つのボタンのうち後から押した方の回路が優先される回路
  3. Cボタンスイッチを押すのをやめてもリレーが作動し続ける回路
  4. D制御量が目標値から外れた場合に自動的に電源を遮断する回路
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正解:Cボタンスイッチを押すのをやめてもリレーが作動し続ける回路

自己保持回路は、ボタンスイッチを押すのをやめてもリレーが作動し続ける回路です。

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107出力側の信号を入力側に戻し、目標値と比較して訂正動作を行う制御を何というか。

  1. Aシーケンス制御
  2. Bフィードフォワード制御
  3. Cオンオフ動作
  4. Dフィードバック制御
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正解:Dフィードバック制御

出力側の信号を入力側に戻すことによって、目標と比較し訂正動作を行う制御をフィードバック制御といいます。

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108ハイ・ロー・オフ動作による制御において、操作量がとる値の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A高燃焼、中燃焼、低燃焼の3段階で制御する
  2. B燃焼量を0%から100%まで連続的に変化させる
  3. C高燃焼、低燃焼、ゼロ(停止)の三つの値をとる
  4. D高燃焼、中燃焼、停止の3段階で制御する
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正解:C高燃焼、低燃焼、ゼロ(停止)の三つの値をとる

ハイ・ロー・オフ動作は、操作量が三つの値をとる3位置動作のうち、一つをゼロとするものです。

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109比例動作(P動作)に関する説明で正しいものはどれか。

  1. A制御量が設定値と異なった値で平衡するオフセットが生じることがある
  2. B偏差が変化する速度に比例して操作量を増減する
  3. C必ず積分動作と組み合わせて用いなければならない
  4. D制御偏差量の時間的積分に比例して操作量を増減する
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正解:A制御量が設定値と異なった値で平衡するオフセットが生じることがある

比例動作は、制御量が設定値と異なった値で平衡するオフセットが生じる動作でもあります。

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110微分動作(D動作)による制御の特徴として適切なものはどれか。

  1. A偏差が変化する速度に比例して操作量を増減する
  2. B偏差が小さいときは操作量の変化も少ない
  3. C比例動作のみの場合に生じるオフセットを除くように働く
  4. D制御偏差量の時間的積分に比例した大きさで操作量を増減する
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正解:A偏差が変化する速度に比例して操作量を増減する

微分動作は、偏差が変化する速度に比例して操作量を増減するように動作します。

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111ボイラーの水位制御で、ドラム水位、蒸気流量及び給水流量を検出し給水量を調節する方式はどれか。

  1. A単要素式
  2. B二要素式
  3. C多要素式
  4. D三要素式
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正解:D三要素式

三要素式は、ドラム水位、蒸気流量及び給水流量を検出し、これらに応じて給水量を調節する方式です。

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112ドラム水位の「逆応答」とはどのような現象か。

  1. A燃料供給量を減らすとドラム水位が一時的に上昇する特性
  2. B蒸気流量が増えるとドラム水位が一時的に上がる特性
  3. C燃料量が増加するとドラム水位が一時的に下がる特性
  4. D蒸気圧力が増加するとドラム水位が急激に上昇する特性
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正解:B蒸気流量が増えるとドラム水位が一時的に上がる特性

ドラム水位の逆応答とは、蒸気流量が増えるとドラム水位が一時的に上がる特性のことです。

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113圧力制限器について正しいものはどれか。

  1. A蒸気圧力を設定した比例帯の範囲で調節する
  2. B蒸気圧力などが異常になったとき、直ちに燃料の供給を遮断する
  3. C制御圧力の下限値と上限値の範囲を拡大する
  4. D各部で測定した値をアナログ信号に変換して伝送する
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正解:B蒸気圧力などが異常になったとき、直ちに燃料の供給を遮断する

圧力制限器は、蒸気圧力などが異常になったとき、直ちに燃料の供給を遮断するものです。

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114バイメタル式温度検出器の特徴について誤っているものはどれか。

  1. A応答速度が非常に速く、振動による誤差が出にくい
  2. B熱膨張率の異なる2種類の薄い金属板を張り合わせたものである
  3. C温度変化によるバイメタルの湾曲を利用して接点をオンオフする
  4. D主に温水ボイラーなどの温度制御に用いられる
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正解:A応答速度が非常に速く、振動による誤差が出にくい

バイメタル式は振動により誤差が出ることがあり、また応答速度も遅いという特徴があります。

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115電極式水位検出器において、連続使用により正常に検出しなくなる原因はどれか。

  1. A金属の電気抵抗が温度によって変化するため
  2. Bフロートのリンク機構が摩耗するため
  3. C金属線の両端に生じる熱起電力が低下するため
  4. D蒸気の凝縮によって検出筒内の水の純度が上昇し、導電性が悪くなるため
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正解:D蒸気の凝縮によって検出筒内の水の純度が上昇し、導電性が悪くなるため

蒸気の凝縮によって検出筒内の水の純度が上昇すると、水の導電性が悪くなり正常に検出しなくなります。

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116熱膨張管式水位調整装置の動作原理として正しいものはどれか。

  1. A線膨張係数の大きな金属製膨張管の温度変化による伸縮を利用する
  2. B蒸気流量と給水流量の差圧を利用して水位を調整する
  3. C光電子放出現象を利用して水位を調整する
  4. D揮発性液体の温度変化による膨張・収縮を利用する
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正解:A線膨張係数の大きな金属製膨張管の温度変化による伸縮を利用する

熱膨張管式水位調整装置は、金属管(線膨張係数の大きな金属製膨張管)の温度の変化による伸縮を利用したものです。

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117主安全制御器の「安全スイッチ」の役割はどれか。

  1. A起動スイッチから信号を受信するとバーナモータに起動信号を出力する
  2. B火炎検出信号を受信すると起動し、関連機器に信号を出力する
  3. C一定時間内に火炎が検出されないと点火失敗とみなし燃料供給を停止する
  4. D異常時にブザーを鳴らし表示灯を点灯させる
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正解:C一定時間内に火炎が検出されないと点火失敗とみなし燃料供給を停止する

安全スイッチは、一定時間内に火炎が検出されないと、点火の失敗とみなして燃料の供給を停止します。

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118火炎検出器の「整流式光電管」について正しいものはどれか。

  1. A光電子放出現象を利用し、全ての燃料の燃焼炎の検出に用いられる
  2. B光電子放出現象を利用し、油燃焼炎には用いられるがガス燃焼炎には適さない
  3. C火炎の導電作用を利用し、主に点火用のガスバーナに多く用いられる
  4. D硫化鉛の電気抵抗の変化を利用し、主に蒸気噴霧式油バーナに用いられる
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正解:B光電子放出現象を利用し、油燃焼炎には用いられるがガス燃焼炎には適さない

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ますが、ガス燃焼炎には適しません。

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119紫外線光電管の特徴として正しいものはどれか。

  1. A光起電力効果を利用し、ガンタイプ油バーナに多く用いられる
  2. B導電作用を利用し、ロッドの使用温度による制約がある
  3. C炉壁の放射による誤作動がなく、全ての燃料の燃焼炎の検出に用いられる
  4. D火炎のフリッカによって電気抵抗が変化することを利用する
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正解:C炉壁の放射による誤作動がなく、全ての燃料の燃焼炎の検出に用いられる

紫外線光電管は感度が良く安定しており、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ます。

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120ボイラーの自動運転における点火装置の説明として正しいものはどれか。

  1. A自動運転のボイラーでは、パイロットバーナを使用した点火のみが行われる
  2. Bイグナイタを使用せず、常に主燃料へ直接着火させる方式が主流である
  3. C点火プラグには電源電圧がそのまま印加され、昇圧は行われない
  4. D点火用変圧器で高電圧を利用し、点火プラグにスパークを発生させるスパーク式が多く用いられる
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正解:D点火用変圧器で高電圧を利用し、点火プラグにスパークを発生させるスパーク式が多く用いられる

自動運転のボイラーでは、点火用変圧器によって7,000〜15,000ボルト程度の高電圧を利用するスパーク式点火装置が多く用いられます。

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