二級ボイラー技士「ボイラーの構造に関する知識」の出題ポイント解説

二級ボイラー技士試験の構造に関する知識は全40問中10問を占める重要分野です。丸ボイラー・水管ボイラー・鋳鉄製ボイラー・熱媒ボイラーなど各種ボイラーの構造、ボイラー本体・附属品・計測制御機器の役割を体系的に問われます。用語と数値の暗記が中心です。

この章の重要度

試験は4科目×10問=40問構成。各科目40%以上（構造で4問以上）の足切りがあるため、基礎的な構造用語は取りこぼせません。附属品・自動制御・安全装置の出題が多く、過去問パターンを反復すれば7〜8問の得点が現実的です。

頻出トピック一覧

1. ボイラーの分類

大きく丸ボイラー（立てボイラー・炉筒ボイラー・煙管ボイラー・炉筒煙管ボイラー）と水管ボイラー（自然循環式・強制循環式・貫流ボイラー）に分類。さらに鋳鉄製ボイラー（セクショナル）・熱媒ボイラー・電気ボイラーなど特殊形式も。

2. 炉筒煙管ボイラーの特徴

丸ボイラーの主力形式。胴の中に炉筒（燃焼室）と多数の煙管を設け、燃焼ガスが煙管内を通過する間に水を加熱。据付面積小、保有水量多、負荷変動に強い反面、高圧大容量化は困難。蒸気使用量の変動が大きい中小規模施設で多用。

3. 水管ボイラーの特徴

多数の水管を蒸気ドラム・水ドラムで接続。高圧・大容量に適し、蒸発量・保有水量・燃焼室を自由設計可能。取扱いが複雑で高度な水処理必要。自然循環式が一般的、超臨界圧には貫流式を採用します。

4. 給水装置

給水ポンプ（渦巻ポンプ・タービンポンプ等）、給水内管、逆止弁、給水弁が基本構成。貫流ボイラーを除き給水装置は2個以上設置が原則。低水位燃焼遮断装置とセットで安全確保。

5. 蒸気取出し装置

主蒸気弁・主蒸気管・蒸気トラップ・沸水防止管・気水分離器。湿り蒸気を乾き蒸気にする気水分離器、ウォーターハンマー防止のドレン排出装置が頻出。

6. 安全弁

ボイラー圧力の異常上昇を防ぐ重要装置。原則2個以上設置（小容量は1個可）、ばね式が主流。吹出し圧力は最高使用圧力以下、吹止まり圧力は吹出し圧力の5〜10%下。年1回の検査必須。

7. 水面測定装置

2個以上設置が原則。ガラス水面計（透視式・平形反射式・平形透視式）、水柱管。毎日1回の機能試験（吹出し試験）で連絡管の詰まりを確認。水位検出器（電極式・フロート式）と連動した低水位警報・燃焼遮断が不可欠。

8. 自動制御装置

燃焼制御（オンオフ・比例制御・PID制御）、給水制御（単要素式・2要素式・3要素式）、蒸気圧力制御、水位制御。2要素式は水位+蒸気流量、3要素式はさらに給水流量でフィードフォワード。

覚え方のコツ

構造分野攻略は「丸ボイラーvs水管ボイラーの比較表」を最初に頭に入れること。丸=単純・低圧小容量・据付簡単、水管=複雑・高圧大容量・水質管理厳格、という対比。附属品は「3大安全装置（安全弁・水面計・低水位燃焼遮断）はすべて2個以上」とセット暗記。自動制御の給水制御は「単要素=水位のみ、2要素=水位+蒸気、3要素=水位+蒸気+給水」と数が増えるイメージで記憶。蒸気取出し装置では「沸水防止管（気水分離）→主蒸気弁→主蒸気管→トラップ（ドレン排出）→使用機器」という流れを追うと各部品の役割が明確になります。

よくあるひっかけ

構造分野のひっかけ。①安全弁の数：原則2個以上、1個のみは小容量のみ例外。②水面計の数：2個以上であり1個は不十分。③安全弁の吹出し圧力：「最高使用圧力以下」で、以上ではない。④丸ボイラーの高圧化：高圧化は困難であり、可能とする選択肢は誤り（高圧大容量は水管式）。⑤貫流ボイラー：ドラムを持たず、大量の保有水もないため小型軽量だが水質管理が特に厳格。⑥給水制御方式：単要素→2要素→3要素の順で精度向上、逆順は誤り。⑦鋳鉄製ボイラー：低圧用（0.1MPa以下蒸気、0.5MPa以下温水）で高圧不可。⑧燃焼ガスと水の流れ：丸ボイラーは燃焼ガスが煙管内を通る、水が通るは誤り。⑨水管式の水の循環：自然循環は密度差、強制循環はポンプで、貫流式は一方通行。