2026年版・1-1

ボイラーの種類と分類(丸ボイラー・水管ボイラー)の一問一答

2級ボイラー技士試験「ボイラーの構造に関する知識」から、ボイラーの種類と分類(丸ボイラー・水管ボイラー)に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問11-1

丸ボイラーの一般的な特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①一般に水管ボイラーに比べて保有水量が多く、起動に長い時間を要する。
  • ②一般に水管ボイラーに比べて保有水量が少なく、起動時間が短い。
  • ③高圧かつ大容量の火力発電用ボイラーとして最も広く採用されている。
  • ④多数の細い管の中に水を通し、その周囲を燃焼ガスが通過する構造である。
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正解 ①一般に水管ボイラーに比べて保有水量が多く、起動に長い時間を要する。
解説
丸ボイラーは胴の中に炉筒や煙管を設けた構造で、胴の径が大きく保有水量が多いため、起動から所定の蒸気圧力に達するまでに比較的長い時間を要する。

他の選択肢が不適切な理由
保有水量が少なく起動が速いのは水管ボイラーの特徴であり丸ボイラーには当てはまらない。高圧・大容量の発電用途に適するのは水管ボイラーであり丸ボイラーは中小容量・低圧用途に多い。多数の細い管に水を通し周囲を燃焼ガスが通過する構造は水管ボイラーの説明であり丸ボイラーの構造とは逆である。
問21-1

水管ボイラーの特徴に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①保有水量が多く、負荷変動時の圧力変化が緩やかである。
  • ②保有水量が少なく、起動から所定圧力に達する時間が短い。
  • ③丸ボイラーに比べ構造が単純で、伝熱面積の拡大が難しい。
  • ④低圧の温水や蒸気を発生させる暖房用として広く用いられる。
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正解 ②保有水量が少なく、起動から所定圧力に達する時間が短い。
解説
水管ボイラーは多数の細い水管に水を通し、その周囲を燃焼ガスが通す構造のため保有水量が少なく、起動時間が短いことが特徴で、高圧・大容量のボイラーに適している。

他の選択肢が不適切な理由
保有水量が多く圧力変化が緩やかなのは丸ボイラーの傾向である。水管ボイラーは伝熱面積を大きく確保しやすい構造であり、単純さや伝熱面積の制約は当てはまらない。低圧の暖房用として広く使われるのは主に鋳鉄製ボイラーである。
問31-1

貫流ボイラーの特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①胴の中に多量の水を保有し、負荷変動時の圧力が安定しやすい。
  • ②蒸気ドラムを備え、蒸気と水を分離してから取り出す構造である。
  • ③給水ポンプで押した水が管内を進む間に予熱・蒸発・過熱され蒸気となる。
  • ④丸ボイラーに分類され、伝熱面積あたりの保有水量が最も大きい形式である。
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正解 ③給水ポンプで押した水が管内を進む間に予熱・蒸発・過熱され蒸気となる。
解説
貫流ボイラーは水管群だけで構成され胴や蒸気ドラムを持たず、給水ポンプで押し込まれた水が管の一端から他端へ流れる間に予熱・蒸発・過熱されて蒸気となる形式で、保有水量が最も少ないボイラーである。

他の選択肢が不適切な理由
貫流ボイラーは胴を持たず保有水量は最小であり圧力が安定しやすいとはいえない。蒸気ドラムを持たないため蒸気と水の分離はドラムでは行われない。貫流ボイラーは水管ボイラーの一種であり丸ボイラーではなく、保有水量割合も最も小さい。
問41-1

炉筒煙管ボイラーの特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①水管ボイラーの一種で、超高圧の発電用途に特化した構造である。
  • ②保有水量が極めて少なく、貫流ボイラーに分類される形式である。
  • ③暖房用に特化し、低圧の温水のみを発生させる鋳鉄製の構造である。
  • ④丸ボイラーの一種で、大容量の産業用ボイラーとして広く使われる。
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正解 ④丸ボイラーの一種で、大容量の産業用ボイラーとして広く使われる。
解説
炉筒煙管ボイラーは胴の中に炉筒と多数の煙管を組み込んだ丸ボイラーの代表的な形式で、比較的大容量の産業用・工場用ボイラーとして広く用いられている。

他の選択肢が不適切な理由
炉筒煙管ボイラーは水管ボイラーではなく丸ボイラーであり、超高圧の発電用途には水管ボイラーが用いられる。丸ボイラーであり保有水量は比較的多く、貫流ボイラーには分類されない。鋼製の丸ボイラーであり、鋳鉄製の暖房専用構造ではない。
問51-1

鋳鉄製ボイラーの特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①鋼製ボイラーに比べて強度が高く、高圧の蒸気発生に用いられる。
  • ②セクションを組み合わせた構造で、容量に応じた組立てが容易である。
  • ③高温の燃焼ガスに直接さらされ、腐食にはやや弱い性質を持つ。
  • ④丸ボイラーではなく水管のみで構成され、胴を持たない貫流形式である。
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正解 ②セクションを組み合わせた構造で、容量に応じた組立てが容易である。
解説
鋳鉄製ボイラーはセクションと呼ばれる部品を必要な数だけ組み合わせて構成する構造で、容量に応じた組立てや搬入時の解体が容易であり、暖房用の低圧蒸気や温水を発生させる用途に用いられる。

他の選択肢が不適切な理由
鋳鉄は鋼材に比べて強度が低く高圧には不向きで、低圧用途に限られる。鋳鉄は一般に耐食性に優れる材料であり、腐食に弱いという記述は逆である。鋳鉄製ボイラーはセクション構造の丸ボイラーの一種であり、水管だけで構成される貫流形式ではない。
問61-1

立てボイラーの特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①胴を水平に据え付けた構造で、大容量・高圧の発電用に用いられる。
  • ②水管ボイラーのように多数の水管を組み合わせ、起動時間が極めて短い。
  • ③胴を垂直に据え付けた構造で、比較的小容量・低圧のものに用いられる。
  • ④セクションを組み合わせた構造で、暖房用の温水発生に特化している。
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正解 ③胴を垂直に据え付けた構造で、比較的小容量・低圧のものに用いられる。
解説
立てボイラーは胴を垂直(縦置き)に据え付けた丸ボイラーの一種で、構造が簡単なぶん小容量・低圧の用途に用いられることが多い。

他の選択肢が不適切な理由
胴を水平に据え付ける代表例は炉筒煙管ボイラーなどであり、立てボイラーは垂直据付けで大容量・高圧の発電用には適さない。多数の水管を組み合わせた起動の速い構造は水管ボイラーの説明であり立てボイラーとは異なる。セクションを組み合わせる構造は鋳鉄製ボイラーの説明であり、立てボイラーは一体の胴を持つ鋼製ボイラーである。
問71-1

自然循環式水管ボイラーにおいて、水が循環する主な原動力として、最も適切なものはどれか。

  • ①上昇管内の気水混合物と降水管内の水との密度差
  • ②給水ポンプが管系全体に与える一定の圧送力
  • ③蒸気ドラム内に設けた撹拌装置による強制的な流れ
  • ④バーナから噴出する燃焼ガスの流速による誘引作用
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正解 ①上昇管内の気水混合物と降水管内の水との密度差
解説
自然循環式水管ボイラーは、加熱されて気泡を含み密度が小さくなった上昇管内の気水混合物と、加熱されていない密度の大きい降水管内の水との密度差によって、ポンプなどを使わずに自然に水が循環する。

他の選択肢が不適切な理由
給水ポンプは給水を供給する装置であり、循環そのものの圧送力を与えるのは強制循環ボイラーの循環ポンプの役割である。蒸気ドラム内に撹拌装置を設けて循環させる方式は一般的でない。燃焼ガスの流速は熱の伝達には関係するが、水の循環の原動力ではない。
問81-1

強制循環ボイラーの特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①密度差だけを利用して循環させるため、水管を垂直にしか配置できない。
  • ②胴の中に炉筒を設け、燃焼ガスを胴内で直接燃焼させる構造である。
  • ③蒸気ドラムを持たず、給水が一端から他端へ一方向に流れる構造である。
  • ④循環ポンプを用いて水を強制的に循環させ、水管の配置の自由度が高い。
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正解 ④循環ポンプを用いて水を強制的に循環させ、水管の配置の自由度が高い。
解説
強制循環ボイラーは循環ポンプによって水を強制的に循環させる方式で、自然循環に頼らないため水管の配置の自由度が高く、高圧のボイラーにも対応しやすい。

他の選択肢が不適切な理由
密度差だけに頼り水管の配置が制約されるのは自然循環式の説明であり、強制循環ボイラーはポンプで循環させるため配置の自由度がある。炉筒を設け燃焼ガスを胴内で燃焼させる構造は丸ボイラーの説明であり水管ボイラーには当てはまらない。蒸気ドラムを持たず一方向に水が流れる構造は貫流ボイラーの説明である。
問91-1

丸ボイラーと水管ボイラーの一般的な比較として、最も適切なものはどれか。

  • ①丸ボイラーは水管ボイラーに比べ、伝熱面積に対する保有水量の割合が小さい。
  • ②丸ボイラーは水管ボイラーに比べ、伝熱面積に対する保有水量の割合が大きい。
  • ③両者の保有水量はほぼ同じで、起動時間にも大きな差は生じない。
  • ④水管ボイラーは丸ボイラーに比べ、設置に必要な据付面積が必ず大きくなる。
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正解 ②丸ボイラーは水管ボイラーに比べ、伝熱面積に対する保有水量の割合が大きい。
解説
丸ボイラーは胴という大きな容器の中に水を保有する構造であるため、水管ボイラーに比べて伝熱面積あたりの保有水量の割合が大きく、そのぶん起動に時間がかかる傾向がある。

他の選択肢が不適切な理由
伝熱面積に対する保有水量の割合が小さいのは水管ボイラーの特徴であり丸ボイラーとは逆である。両者の保有水量や起動時間には明確な差があり、同じとはいえない。水管ボイラーは据付面積を抑えつつ大容量化できる構造でもあり、必ず据付面積が大きくなるとは限らない。
問101-1

ボイラーを丸ボイラーと水管ボイラーに大別する際の基準として、最も適切なものはどれか。

  • ①使用する燃料が固体か気体かという、燃料の種類による区分である。
  • ②ボイラーの設置場所が屋内か屋外かという、設置環境による区分である。
  • ③胴の中を燃焼ガスが通るか、水管の中を水が通るかという構造上の違い。
  • ④給水に軟水を用いるか硬水を用いるかという、水質による区分である。
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正解 ③胴の中を燃焼ガスが通るか、水管の中を水が通るかという構造上の違い。
解説
丸ボイラーと水管ボイラーの分類は、胴の中に炉筒や煙管を設けて燃焼ガスを通す構造か、多数の水管の中に水を通しその周囲を燃焼ガスが通る構造かという、伝熱の仕組みに関わる構造上の違いに基づく。

他の選択肢が不適切な理由
燃料の種類、設置場所、給水の水質のいずれも丸ボイラーと水管ボイラーを区分する基準ではなく、両形式ともさまざまな燃料・設置環境・水質条件で用いられ得る。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。