2級ボイラー技士 2024年(R6)4月-問6 過去問の解説 【ボイラーの構造に関する知識】

問題

ボイラーの水面測定装置について、適切でないものは次のうちどれか。

1.	貫流ボイラーを除く蒸気ボイラーには、原則として、2個以上のガラス水面計を見やすい位置に取り付ける。
2.	ガラス水面計は、可視範囲の最下部がボイラーの安全低水面より上方になるように取り付ける。
3.	ガラス水面計は、ボイラー本体又は蒸気ドラムに直接取り付けるか、若しくは水柱管を設けこれに取り付ける。
4.	丸形ガラス水面計は、主として最高使用圧力1MPa以下の丸ボイラーなどに用いられる。
5.	平形反射式水面計は、ガラスの前面から見ると水部は光が通って黒色に見え、蒸気部は光が反射されて白色に光って見える。

回答

正解は（2）

１．貫流ボイラーを除く蒸気ボイラーには、原則として、2個以上のガラス水面計を見やすい位置に取り付ける。
→正しい
水面計はボイラー内の水位を確認するための計器で、2個以上見やすい位置に取り付けます。
2個以上取り付ける理由は、水面計の故障などで片方が異常な数値を示した場合に、すぐにわかるようにするためです。
なお、貫流ボイラーはドラムを持たないため、水位という概念がないため水面計は不要となっています。

２．ガラス水面計は、可視範囲の最下部がボイラーの安全低水面より上方になるように取り付ける。
→不適当
安全低水面とは、運転中に絶対に下回ってはいけない最低水位を指します。ガラス水面計の最下部がこの安全低水面と一致するように取り付けることで、危険な水位を確実に把握できるようになります。
問題文のように「可視範囲の最下部がボイラーの安全低水面より上方」になるように取り付けてしまうと、危険な水位の把握が出来なくなってしまいますから明らかにおかしいですよね。

３．ガラス水面計は、ボイラー本体又は蒸気ドラムに直接取り付けるか、若しくは水柱管を設けこれに取り付ける。
→正しい
水面計はボイラー本体や蒸気ドラムに直接取り付けるか、ボイラー本体内の急激な水位変動が水面計に直接伝わるのを防ぐため水柱管を介して取り付けます。
以下は水柱管の取り付けイメージです。

４．丸形ガラス水面計は、主として最高使用圧力1MPa以下の丸ボイラーなどに用いられる。
→正しい
丸形ガラス水面計は、ガラス管が丸い断面を持つシンプルな構造で、耐圧性に限界があるため、主に1MPa以下の比較的低圧のボイラー（丸ボイラー）に使われます。

５．平形反射式水面計は、ガラスの前面から見ると水部は光が通って黒色に見え、蒸気部は光が反射されて白色に光って見える。
→正しい
水面計とはボイラー内の水位を確認するための計器で、平形反射式水面計、丸型ガラス水面計、二色水面計などがあります。
平形反射式水面計は、水位を白と黒の色の違いでハッキリと見せる仕組みです。
水面計に使われているガラス板の裏側には、光を反射させるための細かい溝が刻まれています。

1. 水がある部分: ガラスの裏に光が当たっても、光は水の中に吸収されるように進んでしまいます。そのため、外から見るとその部分は黒く見えます。
2. 蒸気がある部分: ガラスの裏に光が当たると、溝の表面で光が鏡のように強く反射（全反射）します。そのため、外から見るとその部分は白く見えます。

このように、水の部分は黒、蒸気の部分は白と、色合いが大きく変わるため、ボイラーの正確な水位を簡単に読み取ることができます。

• 水部（液体側）：水によって光が吸収または屈折し、観察者側に戻る光が少ないため黒色に見えます。
• 蒸気部（気体側）：光がV溝で反射され、観察者側に戻る光が多いため**銀白色（白っぽく）**に見え、水位の判別が容易です。