2026年版・3-4

気体燃料の燃焼と燃焼装置の一問一答

2級ボイラー技士試験「燃料及び燃焼に関する知識」から、気体燃料の燃焼と燃焼装置に関する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13-4

気体燃料用バーナの拡散燃焼方式に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①あらかじめバーナ内でガスと空気を均一に混合してから噴出させる方式である。
  • ②点火用のパイロットバーナにのみ用いられ、大容量バーナには採用されない方式である。
  • ③逆火の危険性が予混合方式より高く、大容量バーナには不向きな方式である。
  • ④ガスと空気をバーナの外側で別々に噴出させ、拡散させながら燃焼させる方式である。
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正解 ④ガスと空気をバーナの外側で別々に噴出させ、拡散させながら燃焼させる方式である。
解説
拡散燃焼方式は、ガスと空気をそれぞれ別の経路からバーナの外側へ噴出させ、拡散しながら混合させて燃焼させる方式であり、逆火の危険性が低いため多くのボイラー用ガスバーナに採用されている。

他の選択肢が不適切な理由
あらかじめバーナ内でガスと空気を混合してから噴出させる方式は予混合燃焼方式の説明であり、拡散燃焼方式とは異なる。点火用のパイロットバーナに主に用いられるのは予混合方式であり、拡散燃焼方式の説明としては誤りである。逆火の危険性が高いのは予混合方式の特徴であり、拡散燃焼方式は逆火の危険性が低いため、この記述は事実と逆である。
問23-4

気体燃料用バーナの予混合燃焼方式に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①バーナ内でガスと空気とを混合してから噴出させる方式で、逆火の危険性が高い。
  • ②ガスと空気を別々の経路から炉内に送り込み、炉内で初めて混合させる方式である。
  • ③固体燃料を火格子上に供給し、下方から空気を送り込んで燃焼させる方式である。
  • ④重油を高圧のノズルから噴射し、圧力差によって霧化させて燃焼させる方式である。
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正解 ①バーナ内でガスと空気とを混合してから噴出させる方式で、逆火の危険性が高い。
解説
予混合燃焼方式は、バーナ内であらかじめガスと空気を均一に混合してから同一の噴出口から噴出させて燃焼させる方式であり、混合気の噴出速度が燃焼速度を下回ると火炎がバーナ内部に逆流する逆火の危険性が比較的高いという特徴がある。

他の選択肢が不適切な理由
ガスと空気を別々の経路から送り込み炉内で混合させる方式は拡散燃焼方式の説明であり、予混合方式とは異なる。固体燃料を火格子上で燃焼させる方式はストーカによる燃焼であり、気体燃料用バーナの説明ではない。重油を高圧ノズルから噴射する方式は圧力噴霧式バーナの霧化方法であり、気体燃料の燃焼方式とは異なる。
問33-4

気体燃料の燃焼特性に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①液体燃料や固体燃料に比べて燃焼速度が遅く、負荷変動への追従性に劣る。
  • ②液体燃料や固体燃料に比べて燃焼速度が速く、負荷変動への追従性に優れる。
  • ③燃焼速度は燃料の種類にかかわらずほぼ一定であり、追従性に差は生じない。
  • ④気体燃料は霧化に時間を要するため、負荷変動への追従性が最も劣る。
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正解 ②液体燃料や固体燃料に比べて燃焼速度が速く、負荷変動への追従性に優れる。
解説
気体燃料はあらかじめ気体の状態にあり空気との混合が速やかに進むため、液体燃料や固体燃料に比べて燃焼速度が速く、ボイラーの負荷変動に対する追従性に優れるという特徴がある。

他の選択肢が不適切な理由
気体燃料は燃焼速度が遅く追従性に劣るという記述は事実と逆であり、実際には燃焼速度が速く追従性に優れる。燃焼速度が燃料の種類にかかわらずほぼ一定という記述も誤りで、気体・液体・固体の燃料によって燃焼特性は異なる。気体燃料はもともと気体であり霧化の工程を必要としないため、霧化に時間を要して追従性が最も劣るという記述は誤りである。
問43-4

ガスバーナのガス火口(ガスノズル)の役割に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①重油を加熱して動粘度を十分に下げ、送油しやすくする。
  • ②煙道内に溜まったばいじんを捕集し、大気への排出を抑える。
  • ③気体燃料を炉内へ噴出し、空気との混合や火炎の形を調える。
  • ④煙突内の排ガス温度を下げて、通風力を大きく増大させる。
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正解 ③気体燃料を炉内へ噴出し、空気との混合や火炎の形を調える。
解説
ガス火口(ガスノズル)は、気体燃料を炉内へ噴出させる部分であり、噴出速度や噴出方向を調整することで空気との混合状態や火炎の形状をコントロールする役割を担っている。

他の選択肢が不適切な理由
重油を加熱して動粘度を下げる役割は油加熱器が担うものであり、気体燃料用のガス火口の役割ではない。煙道内のばいじんを捕集する役割は集じん装置が担うものであり、ガス火口の機能とは異なる。煙突内のガス温度を下げ通風力を増大させる役割は通風装置に関するものであり、ガス火口の役割としては誤りである。
問53-4

気体燃料バーナにおけるパイロットバーナ(点火用バーナ)の役割として、最も適切なものはどれか。

  • ①主バーナの燃焼が終わった後で炉内をゆっくり冷却する。
  • ②排ガス中に残留する窒素酸化物を確実に還元して除去する。
  • ③重油の粘度を常時測定し、噴霧圧力を自動で調整する。
  • ④主バーナに先立って点火し、主バーナの着火を確実にする。
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正解 ④主バーナに先立って点火し、主バーナの着火を確実にする。
解説
パイロットバーナは、主バーナよりも先に点火して小さな種火をつくり、その火炎によって主バーナへ供給される燃料の着火を確実にする役割を持つ点火専用のバーナである。

他の選択肢が不適切な理由
主バーナの燃焼終了後に炉内を冷却する機能はパイロットバーナの役割ではなく、点火時に用いられるものである。排ガス中の窒素酸化物を還元して除去する機能は排煙脱硝装置などが担うものであり、パイロットバーナの役割ではない。重油の粘度測定や噴霧圧力の自動調整は油加熱器や制御装置の機能であり、点火用バーナの役割とは異なる。
問63-4

気体燃料が重油などの液体燃料と比べて燃焼装置上有利とされる点に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①あらかじめ気体であるため、霧化や加熱による粘度調整を要しない。
  • ②灰分を多く含むため、燃焼室内部の耐火材をよく保護しやすくなる。
  • ③発熱量は液体燃料よりも常に大きくなり、少量の使用でも足りる。
  • ④貯蔵する際に容器を選ばず、常温・常圧のまま大量に貯蔵できる。
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正解 ①あらかじめ気体であるため、霧化や加熱による粘度調整を要しない。
解説
気体燃料はあらかじめ気体の状態にあるため、液体燃料のように霧化させたり、動粘度を調整するために加熱したりする必要がなく、燃焼装置の構成を簡素にしやすいという利点がある。

他の選択肢が不適切な理由
気体燃料は一般に灰分をほとんど含まず、灰分を多く含むという記述は事実と異なる。発熱量は燃料の種類や成分によって異なり、気体燃料が液体燃料より常に大きいとは限らない。気体燃料は常温・常圧では体積が大きくなるため、貯蔵には専用の設備や液化などの工夫が必要であり、容器を選ばず大量に貯蔵できるという記述は誤りである。
問73-4

都市ガス(一般的な13Aなど)の性質に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①主成分はプロパンであり、空気より重いため低い場所に滞留しやすい。
  • ②主成分はメタンであり、空気より軽く漏えい時は上方へ拡散しやすい。
  • ③主成分は一酸化炭素であり、無臭だが吸入すると極めて危険である。
  • ④主成分は水素であり、燃焼させても水以外の生成物を一切生じない。
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正解 ②主成分はメタンであり、空気より軽く漏えい時は上方へ拡散しやすい。
解説
一般的な都市ガス(13Aなど)は天然ガスを原料とし主成分はメタンであるため、空気より軽く、漏えいした場合には上方へ拡散しやすい性質を持つ。この性質は保安上の設計にも反映されている。

他の選択肢が不適切な理由
プロパンを主成分とし空気より重い気体はLPGの性質であり、都市ガスの一般的な説明ではない。一酸化炭素は毒性の強い気体であり都市ガスの主成分ではないため、この記述は誤りである。都市ガスは炭化水素を主成分とする燃料であり、水素を主成分とする燃料ではない。
問83-4

LPG(液化石油ガス)を燃料とするバーナの取扱いに関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①LPGは空気より軽いため、漏えいしても床付近に滞留する危険性はない。
  • ②LPGは常温・常圧で液体であり、そのままの状態で炉内へ噴射して燃焼させる。
  • ③LPGは空気より重いため、漏えいすると低所に滞留しやすく換気に注意する。
  • ④LPGは都市ガスと主成分が同一であり、供給設備を区別する必要はない。
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正解 ③LPGは空気より重いため、漏えいすると低所に滞留しやすく換気に注意する。
解説
LPGはプロパンやブタンを主成分とし、空気より比重が大きいため、漏えいした場合には床面付近など低い場所に滞留しやすい。そのため設置場所の換気や漏えい検知への配慮が必要とされる。

他の選択肢が不適切な理由
LPGは空気より重い気体であり、床付近に滞留する危険がないという記述は事実と逆である。LPGは常温・常圧では気体であり、貯蔵時に加圧・冷却して液化しているものであって、常に液体のまま炉内へ噴射するわけではない。LPGと都市ガスは主成分が異なる別の燃料であり、供給設備を区別する必要がないという記述は誤りである。
問93-4

気体燃料バーナで生じる「逆火」に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼用空気の量が不足し、不完全燃焼によってすすが多量に発生する現象をいう。
  • ②噴射された油滴が粗大になり、燃焼室内で未燃のまま飛散する現象をいう。
  • ③燃焼ガスが煙突からではなく逆に炉内へ吹き戻されてしまう現象をいう。
  • ④混合ガスの噴出速度が燃焼速度を下回り、火炎がバーナ内へ逆流する現象をいう。
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正解 ④混合ガスの噴出速度が燃焼速度を下回り、火炎がバーナ内へ逆流する現象をいう。
解説
逆火とは、予混合方式のガスバーナなどにおいて、ガスと空気の混合気の噴出速度が燃焼速度を下回った際に、火炎がバーナ内部へ逆流してしまう現象をいい、バーナの損傷や異常燃焼につながるおそれがある。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼用空気の不足によるすすの発生は不完全燃焼の説明であり、逆火とは異なる現象である。油滴が粗大なまま未燃で飛散する現象は液体燃料の噴霧不良に関するものであり、気体燃料バーナの逆火とは異なる。燃焼ガスが煙突から炉内へ吹き戻される現象は通風不良などによる別の現象であり、逆火の定義には当てはまらない。
問103-4

気体燃料の燃焼に関する一般的な特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃料と空気の混合が均一に行いやすく、すすや未燃分を生じにくい。
  • ②燃焼に伴って多量の灰が発生し、定期的な灰の除去作業が欠かせない。
  • ③霧化のための噴射圧力を高く保つ必要があり、圧力管理が煩雑である。
  • ④貯蔵中の粘度上昇を防ぐため、常に加熱し続ける必要がある。
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正解 ①燃料と空気の混合が均一に行いやすく、すすや未燃分を生じにくい。
解説
気体燃料は燃料自体が気体であるため空気との混合が均一に行いやすく、液体燃料や固体燃料に比べてすすや未燃分を生じにくいという特徴があり、比較的クリーンな燃焼が可能な燃料とされている。

他の選択肢が不適切な理由
気体燃料は一般に灰分をほとんど含まず、多量の灰の除去作業が欠かせないという記述は誤りである。気体燃料は霧化の工程を必要としないため、霧化のための噴射圧力管理という説明は当てはまらない。気体燃料は粘度という性質を問題にする燃料ではなく、貯蔵中の粘度上昇を防ぐための常時加熱という記述も誤りである。

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