2026年版・3-6

燃焼室と燃焼方式の一問一答

2級ボイラー技士試験「燃料及び燃焼に関する知識」から、燃焼室と燃焼方式に関する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13-6

ボイラーの燃焼室に求められる条件に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼室は容積をできるだけ小さくするほど燃料を完全燃焼させやすくなる。
  • ②燃焼室は燃料の完全燃焼に十分な容積と、適した形状を備える必要がある。
  • ③燃焼室の形状は燃焼状態に影響せず、容積の大小だけが重要である。
  • ④燃焼室は、使用する燃料の種類によらず同一の容積とすることが望ましい。
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正解 ②燃焼室は燃料の完全燃焼に十分な容積と、適した形状を備える必要がある。
解説
燃焼室は、噴射又は供給された燃料が燃焼用空気と十分に混合し、完全燃焼を終えるのに足りる容積と、火炎の形に適した形状を備えている必要があり、これらが不足すると不完全燃焼や火炎の水冷面への接触などが生じやすくなる。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼室の容積が小さいほど完全燃焼しやすくなるという記述は誤りで、実際には容積が不足すると不完全燃焼を招きやすい。燃焼室の形状は火炎の形や燃焼状態に大きく影響する要素であり、容積だけが重要という記述は適切ではない。燃焼室に必要な容積は燃料の性状や燃焼方式によって異なり、燃料の種類によらず同一容積でよいとする記述は適切ではない。
問23-6

燃焼室熱負荷に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼室全体の表面積を燃料の消費質量で割った値をいう。
  • ②煙突の実際の高さを燃焼室全体の容積で割った値をいう。
  • ③燃焼室の単位容積当たり、単位時間に発生する熱量をいう。
  • ④燃焼室内部の空気比を実際の燃焼ガス温度で割った値をいう。
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正解 ③燃焼室の単位容積当たり、単位時間に発生する熱量をいう。
解説
燃焼室熱負荷とは、燃焼室の単位容積当たり単位時間に発生する熱量をいい、この値が過大であると燃焼室内の温度が上昇しすぎて耐火材や水冷壁に負担がかかるため、燃焼室の設計上の重要な指標として用いられる。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼室の表面積を燃料消費質量で割った値というものは、燃焼室熱負荷の定義とは異なる計算である。煙突の高さを燃焼室の容積で割った値は通風に関する寸法比であり、熱負荷の定義とは無関係である。空気比を燃焼ガス温度で割った値というものも、燃焼室熱負荷を表す定義としては誤りである。
問33-6

火格子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気体燃料をノズルから噴射し、拡散させながら燃焼させる方式である。
  • ②重油を高圧のノズルから炉内へ噴射し、霧化させて燃焼させる方式である。
  • ③石炭を微粉状にすりつぶし、空気と共に炉内へ吹き込んで燃焼させる方式である。
  • ④石炭のような固体燃料を火格子上で、下方からの空気で燃焼させる方式である。
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正解 ④石炭のような固体燃料を火格子上で、下方からの空気で燃焼させる方式である。
解説
火格子燃焼方式は、石炭などの固体燃料を火格子(ストーカ)の上に層状に供給し、下方又は上方から燃焼用空気を送り込むことで燃焼させる方式であり、比較的小規模な固体燃料燃焼設備で広く用いられている。

他の選択肢が不適切な理由
気体燃料をノズルから噴射し拡散燃焼させる方式はガスバーナによる燃焼であり、火格子燃焼とは異なる。重油を高圧噴射して霧化燃焼させる方式は圧力噴霧式バーナによる燃焼であり、固体燃料を扱う火格子燃焼とは異なる。石炭を微粉状にして炉内へ吹き込む方式は微粉炭燃焼方式であり、火格子の上で燃焼させる方式とは区別される。
問43-6

バーナ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液体・気体燃料をバーナで霧化又は噴出させ、空気と混合し燃焼させる方式である。
  • ②固体燃料を火格子の上に堆積させ、静置した状態で自然に燃焼させる方式のみを指す。
  • ③燃料をあらかじめ加熱して自然に蒸発させ、霧化させずに燃焼させる方式である。
  • ④煙突の自然通風だけを利用して、燃料を炉内でゆっくり燃焼させる方式である。
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正解 ①液体・気体燃料をバーナで霧化又は噴出させ、空気と混合し燃焼させる方式である。
解説
バーナ燃焼方式は、重油などの液体燃料を霧化させ、又は気体燃料をノズルから噴出させ、燃焼用空気と混合させて燃焼させる方式であり、負荷変動への追従性や燃焼制御のしやすさに優れている。

他の選択肢が不適切な理由
固体燃料を火格子の上で自然に燃焼させる方式は火格子燃焼方式の説明であり、バーナ燃焼方式とは異なる。燃料を霧化させずに自然蒸発させて燃焼させる方式は、燃料と空気の混合や燃焼制御の面でバーナ燃焼方式とは異なる考え方であり、適切ではない。煙突の自然通風だけを利用する記述は通風の方式に関するものであり、燃料の燃焼方式そのものの説明にはならない。
問53-6

燃焼室の形状と火炎の関係に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼室の形状は据付スペースの制約だけで決定され、火炎の形状は考慮されない。
  • ②燃焼室の形状はバーナの火炎に適合させ、水冷面に偏って当たらないよう配慮する。
  • ③燃焼室の形状は、火炎の形状よりも断熱性能を高めることを目的として設計される。
  • ④燃焼室は円筒形に統一することで、燃料の種類を問わず均一な燃焼が得られる。
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正解 ②燃焼室の形状はバーナの火炎に適合させ、水冷面に偏って当たらないよう配慮する。
解説
燃焼室の形状は、使用するバーナの火炎の形状や広がり方に適合させる必要があり、高温の燃焼ガスや火炎が特定の水冷面に偏って当たることのないよう配慮した設計とすることが求められる。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼室の形状は据付スペースの制約だけでなく火炎の形状に適合させて決めるべきものであり、火炎の形状を考慮しないという記述は誤りである。燃焼室の形状は火炎の当たり方や燃焼状態に影響する重要な要素であり、火炎の形状よりも断熱性能を高めることを目的として設計されるという記述は適切ではない。燃焼室の形状は使用する燃料やバーナの種類に応じて様々であり、円筒形に統一すれば燃料を問わず均一な燃焼が得られるという記述は誤りである。
問63-6

流動層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気体燃料をあらかじめ十分に空気と混合してから燃焼させる方式である。
  • ②重油を高圧のノズルから強く炉内へ噴射して霧化燃焼させる方式である。
  • ③砂や石灰石の粒状体を空気で流動状態にし、中で燃料を燃焼させる方式である。
  • ④石炭を火格子の上に層状に敷き詰め、下方からの空気で燃焼させる方式である。
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正解 ③砂や石灰石の粒状体を空気で流動状態にし、中で燃料を燃焼させる方式である。
解説
流動層燃焼方式は、砂や石灰石などの粒状体を燃焼室下部から送り込む空気によって吹き上げ、あたかも流体のように流動化させた層の中に燃料を供給して燃焼させる方式であり、低温での安定燃焼や石灰石によるSOx低減が可能な燃焼方式である。

他の選択肢が不適切な理由
気体燃料をあらかじめ空気と混合してから燃焼させる方式は予混合燃焼方式の説明であり、流動層燃焼とは異なる。重油を高圧ノズルから噴射して霧化燃焼させる方式は圧力噴霧式バーナの燃焼方式であり、流動層燃焼とは異なる。石炭を火格子の上で燃焼させる方式は火格子(ストーカ)燃焼方式の説明であり、粒状体を流動化させて燃焼させる流動層燃焼方式とは異なる。
問73-6

微粉炭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石炭を火格子の上に堆積させ、下方からの空気だけで燃焼させる方式である。
  • ②石炭を粒状のまま乾燥させるだけで、粉砕せずに炉内へ投入して燃焼させる方式である。
  • ③気体燃料と空気をあらかじめ均一に混合してから噴出させ燃焼させる方式である。
  • ④石炭を微粉状にすりつぶし、空気とともに炉内へ吹き込み燃焼させる方式である。
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正解 ④石炭を微粉状にすりつぶし、空気とともに炉内へ吹き込み燃焼させる方式である。
解説
微粉炭燃焼方式は、石炭を微粉砕機で微粉状にすりつぶし、燃焼用空気とともに炉内へ吹き込むことで、気体燃料に近い速さで着火・燃焼させる方式であり、大容量のボイラーなどで用いられる。

他の選択肢が不適切な理由
石炭を火格子の上に堆積させて燃焼させる方式は火格子燃焼方式の説明であり、微粉炭燃焼とは異なる。石炭を粒状のまま乾燥させるだけで粉砕せずに燃焼させる方式は、微粉状にすりつぶして着火・燃焼を速める微粉炭燃焼方式の趣旨とは異なる。気体燃料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、固体燃料を扱う微粉炭燃焼とは異なる。
問83-6

燃焼室に設けられる水冷壁の役割に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼ガスの熱をボイラー水へ伝えるとともに、燃焼室の壁面を過熱から保護する。
  • ②燃焼用空気を圧縮して炉内へさらに勢いよく送り込む送風機としての役割を担う。
  • ③煙道内に付着したばいじんを化学的に分解して無害化する役割を担う。
  • ④重油の粘度を検知し続けて油加熱器の運転を自動制御する役割を担う。
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正解 ①燃焼ガスの熱をボイラー水へ伝えるとともに、燃焼室の壁面を過熱から保護する。
解説
水冷壁は燃焼室の壁面に配置された伝熱管であり、内部を流れるボイラー水が燃焼ガスの熱を吸収することで蒸気の発生に役立つとともに、燃焼室の壁自体が高温にさらされ続けて損傷することを防ぐ役割も果たしている。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼用空気を圧縮して送り込む役割は送風機が担うものであり、水冷壁の機能ではない。煙道内のばいじんを化学的に分解して無害化する役割は排煙処理設備が担うものであり、水冷壁とは無関係である。重油の粘度検知や油加熱器の制御は温度センサーや制御装置の役割であり、水冷壁の役割ではない。
問93-6

燃焼室出口のガス温度の管理に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①出口温度は主に外気温の影響だけで決まり、燃焼状態による変化はほとんどない。
  • ②出口温度が高すぎると後続の伝熱面に熱的な負担がかかるため、適切に管理する。
  • ③出口温度は運転状態にかかわらず、季節ごとに定めた値に固定して管理すればよい。
  • ④出口温度は燃焼用空気の圧力から一定の計算式で求められ、温度計による計測は不要である。
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正解 ②出口温度が高すぎると後続の伝熱面に熱的な負担がかかるため、適切に管理する。
解説
燃焼室出口のガス温度が高すぎると、後続の伝熱面や煙道・ダクトなどに大きな熱的負担がかかり損傷の原因にもなるため、燃焼状態や伝熱面の設計と併せて適切な範囲に管理する必要がある。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼室出口の温度は燃焼状態によって大きく変動する重要な指標であり、外気温の影響だけで決まるという記述は誤りである。出口温度は負荷や燃焼状態の変化に応じて日々変わり得るものであり、季節ごとに固定した値で管理すればよいという記述は適切ではない。出口温度は温度計などによる実測が必要な物理量であり、圧力からの計算だけで代替でき計測が不要という記述は誤りである。
問103-6

ボイラーの燃焼方式を選定する際の考え方に関する記述として、最も適切なものはどれか。

  • ①燃焼方式はボイラーの設置場所の気候だけによって一律に決められてしまう。
  • ②燃焼方式はボイラーの製造メーカーの慣習だけで決められ、燃料の性状は考慮されない。
  • ③使用する燃料の種類や性状、負荷変動への対応性を踏まえて適した燃焼方式を選ぶ。
  • ④燃焼方式は一度採用すると、燃料の種類が変わっても変更する必要はない。
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正解 ③使用する燃料の種類や性状、負荷変動への対応性を踏まえて適した燃焼方式を選ぶ。
解説
燃焼方式の選定に当たっては、使用する燃料が固体・液体・気体のいずれであるか、その性状や発熱量、さらにボイラーに求められる負荷変動への対応性などを総合的に踏まえて、最も適した燃焼方式を選ぶ必要がある。

他の選択肢が不適切な理由
燃焼方式は設置場所の気候だけで一律に決められるものではなく、燃料の性状や負荷特性を踏まえて選定される。燃焼方式は製造メーカーの慣習だけで決まるものではなく、燃料の性状を踏まえずに決められるという記述は誤りである。燃料の種類が変わればそれに適した燃焼方式やバーナへの変更が必要になる場合があり、一度採用すれば変更不要という記述は適切ではない。

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