機器：ポンプ・送風機・タンク類の一問一答

解説
同じポンプの回転数を変えたとき、性能はおおむね次のように変化します（相似則）。
・吐出量（流量）：回転数に比例
・揚程：回転数の2乗に比例
・軸動力：回転数の3乗に比例
たとえば回転数を半分にすると、軸動力はおよそ8分の1になります。インバータで回転数を下げると大きな省エネルギーになるのはこのためです。

他の選択肢が誤りである理由
・吐出量は回転数に比例します。2乗に比例するのは揚程です。
・揚程は回転数の2乗に比例します。
・軸動力は回転数の3乗に比例して大きく変わります。

覚え方のポイント
「流量は1乗、揚程は2乗、動力は3乗」。送風機でも同じ関係（風量・圧力・動力）が成り立ちます。

解説
同じ性能のポンプ2台を並列に運転すると、主に流量を増やすことができます。一方、直列に運転すると、主に揚程（圧力）を高めることができます。ただし、実際の配管では管路の抵抗が増えるため、並列運転の流量はちょうど2倍にはならず、それより少なくなります。

他の選択肢が誤りである理由
・並列運転で増えるのは主に流量です。揚程を高めるのは直列運転です。
・直列運転で増えるのは主に揚程です。
・流量を増やしたいときに用いるのは並列運転です。

覚え方のポイント
「並列＝流量を増やす」「直列＝揚程を増やす」。電池のつなぎ方と同じイメージで覚えると区別しやすくなります。

解説
遠心ポンプの性能曲線（揚程曲線）は、一般に吐出量が増えるほど全揚程が低くなる右下がりの形をしています。実際の運転点は、この性能曲線と配管の抵抗曲線が交わる点で決まります。

他の選択肢が誤りである理由
・吐出量が増えるほど、全揚程は一般に低くなります。
・全揚程は吐出量によって変化し、一定ではありません。
・一般的な遠心ポンプでは、吐出量が0（締切運転）のときに軸動力は最小となり、吐出量が増えるほど軸動力は大きくなります。

覚え方のポイント
「揚程曲線は右下がり」「軸動力は吐出量とともに増える」。締切運転で起動するのは、起動時の動力を小さくするためです。

解説
送風機もポンプと同じように相似則が成り立ち、回転数を変えると、風量は回転数に比例、圧力は回転数の2乗に比例、軸動力は回転数の3乗に比例して変化します。軸動力が回転数に比例するというのは誤りです。

他の選択肢が正しい理由
・多翼送風機（シロッコファン）は、小形で大きな風量が得られるため、空調機やファンコイルユニットなどに広く使われています。
・軸流送風機は、羽根車の軸方向に空気を送る送風機で、低い圧力で大風量を送るのに適しています。
・風量は回転数に比例して変化します。

覚え方のポイント
「風量は1乗、圧力は2乗、動力は3乗」。回転数を少し下げるだけで、動力は大きく減らせます。

解説
軸封装置は、ポンプの回転する軸がケーシングを貫通する部分から、水が漏れたり空気が入ったりするのを防ぐ装置です。グランドパッキンは、パッキンを軸に押し付けて封じる方式で、軸との摩擦熱を逃がし焼き付きを防ぐため、少量の水を滴下させながら使うのが一般的です。

他の選択肢が誤りである理由
・メカニカルシールは、回転する面と固定された面を密着させて封じる方式で、水の漏れはほとんどありません。
・グランドパッキンは、少量の水を滴下させるのが一般的で、漏れがまったくない構造ではありません。
・軸封装置は、軸の貫通部を封じる装置で、吸込み口に取り付ける弁ではありません。

覚え方のポイント
「グランドパッキン＝少し滴下させる」「メカニカルシール＝ほとんど漏れない」。試運転では滴下の量を確認します。

解説
鋼板製のタンクは、そのままでは水に触れて錆びてしまうため、内面にエポキシ樹脂などの防錆処理（コーティング）を施して使用します。防錆処理をしなくても長期間錆びないというのは誤りです。

他の選択肢が正しい理由
・FRP（繊維強化プラスチック）製のタンクは、軽量でパネルを組み立てて施工しやすいタンクです。
・ステンレス鋼板製のタンクは、錆びにくく耐食性に優れています。
・FRP製のタンクは光を通しやすく、タンク内に藻類が発生するおそれがあるため、遮光性のあるものを使います。

覚え方のポイント
タンクの材料は「FRP＝軽い・遮光が必要」「ステンレス＝錆びにくい」「鋼板＝内面の防錆処理が必要」。

解説
密閉式冷却塔は、冷却水をコイル（管）の中に通し、その外側に散布水をかけて間接的に冷却する方式です。冷却水が大気に触れないため水質が汚れにくい反面、同じ能力の開放式に比べて装置が大形になり、送風機や散布水ポンプの動力も大きくなります。

他の選択肢が正しい理由
・開放式冷却塔は、冷却水を充てん材の上に散布し、空気と直接接触させて冷却します。
・密閉式冷却塔は、冷却水をコイル内に通し、散布水の蒸発で間接的に冷却します。
・開放式冷却塔は冷却水が大気と触れて汚れやすいため、水質の管理（薬注やブロー）が重要です。

覚え方のポイント
「開放式＝直接冷却・小形・水が汚れやすい」「密閉式＝間接冷却・大形・水が汚れにくい」。

解説
静電式のエアフィルタ（電気集じん器）は、空気中の粉じんを放電によって帯電させ、反対の電気を帯びた電極に吸着させて捕集する方式です。細かい粉じんも効率よく捕集でき、圧力損失が小さいのが特長です。

他の選択肢が誤りである理由
・ろ材を用いるエアフィルタは、主に粉じんなどの粒子を捕集するもので、気体の汚染物質はほとんど除去できません。
・HEPAフィルタは、非常に細かい粒子まで高い効率で捕集する高性能なフィルタです。
・活性炭フィルタは、臭気や有害なガスなどの気体を吸着して除去するためのフィルタです。

覚え方のポイント
「ろ材・HEPA・静電式＝粒子を取る」「活性炭＝ガスや臭気を取る」。取りたい汚染物質でフィルタを選びます。

解説
水面計は、蒸気ボイラの中の水の高さ（水位）を示す計器です。ボイラは水位が下がりすぎると空だきになり、過熱して破損するおそれがあるため、水位を常に確認できるようにしています。蒸気の温度を示すものではありません。

他の選択肢が正しい理由
・安全弁は、ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに自動的に開いて蒸気を逃がし、破裂を防ぎます。
・圧力計は、ボイラ内の圧力を示す計器です。
・温水ボイラでは、水の膨張による圧力の上昇を防ぐため、逃し弁や逃し管を設けます。

覚え方のポイント
ボイラの安全の3点セットは「安全弁（逃し弁）・圧力計・水面計」。水位の管理は空だきを防ぐために欠かせません。

解説
締切運転とは、吐出し側の弁を閉じた状態、つまり吐出量が0の状態でポンプを運転することです。遠心ポンプは締切運転のときに軸動力が最小になるため、起動するときに吐出し側の弁を閉じておくことがあります。ただし、長時間続けると水温が上がってポンプを傷めるので注意が必要です。

他の選択肢が正しい理由
・全揚程は、実揚程に配管の損失水頭や吐出しの速度水頭を加えた、ポンプが水に与える全体のエネルギーを水柱の高さで表したものです。
・実揚程は、吸込み水面から吐出し水面までの高さの差です。
・ポンプの位置が水面より高い場合などは、起動前にケーシング内に呼水を満たしておかないと水を吸い上げられません。

覚え方のポイント
「全揚程＝実揚程＋損失」「締切運転＝吐出量0（動力最小）」。試運転の手順でもよく使う用語です。