第8章 附属品① 安全弁・圧力計・水面測定装置
圧力を逃がす安全弁、圧力を見る圧力計、水の高さを見る水面測定装置の構造と決まり。
1. 安全弁の役目と数
安全弁は、ボイラーの中の圧力が上がりすぎたとき、自動で蒸気を外へ逃がして圧力を下げる「最後の守り」です。
ボイラー構造規格 第62条
・蒸気ボイラーには、安全弁を2個以上備える
・ただし、伝熱面積50m²以下の蒸気ボイラーは1個でよい
・安全弁は、ボイラー本体の検査しやすい位置に直接取り付け、弁軸を鉛直にする
・引火性蒸気を出すボイラーでは、密閉式にするか、排気をボイラー室の外の安全な場所へ導く
過熱器には、過熱器の出口付近に安全弁を備えます(第63条)。そして過熱器用安全弁は、胴の安全弁より先に作動するよう調整します(ボイラー則 第28条第1項第2号)。胴の安全弁が先に開くと過熱器の蒸気の流れが止まり、過熱器が焼けてしまうからです。
2. ばね安全弁の構造と吹出し圧力
いちばん多く使われているのがばね安全弁です。ばねの力で弁体を弁座に押しつけておき、蒸気の圧力がばねの力に勝つと弁体が持ち上がって蒸気が吹き出します。
・調整ボルト(調整ねじ)でばねの締め具合を変えて、吹出し圧力を調整する。締めるほど吹出し圧力は高くなる
・弁体が持ち上がる高さを揚程(リフト)という。揚程の大きさで、揚程式と全量式に分けられる
吹出し圧力の決まり(ボイラー則 第28条)
・安全弁は最高使用圧力以下で作動するよう調整する
・安全弁が2個以上あるときは、1個を最高使用圧力以下に調整すれば、ほかは最高使用圧力の3%増以下で作動するよう調整できる
最高使用圧力が0.1MPaを超える蒸気ボイラーの揚程式・全量式安全弁には、銘板に「製造者の名称又は商標・呼び径・設定圧力(MPa)・吹出し量(kg/h)」を書きます(構造規格 第64条)。
温水ボイラーは、水の温度が120℃以下なら逃がし弁(または逃がし管)、120℃を超えるなら安全弁を備えます(第65条)。
3. 圧力計(ブルドン管とサイホン管)
圧力計は、ふつうブルドン管式が使われます。ブルドン管は、断面が平たい管を円弧の形に曲げたもので、中に圧力がかかると円弧がのびるように動きます。この動きを歯車(扇形歯車と小歯車)で指針に伝えて、圧力を示します。
ボイラー構造規格 第66条
・蒸気ボイラーの蒸気部・水柱管などに取り付ける
・最大指示値が最高使用圧力の1.5倍以上3倍以下のもの
・蒸気が直接圧力計に入らないようにする
・コックや弁の開閉状況が容易にわかること
・連絡管は容易に閉そくしない構造
・停電のときも有効に機能するもの
蒸気が直接入らないようにするために使うのがサイホン管です。管を丸く曲げて中に水をためておき、高温の蒸気がブルドン管に直接ふれないようにします。
ボイラー則 第28条:圧力計は振動を受けないようにし、内部が凍結したり80℃以上になったりしないようにする。目盛りには最高使用圧力の位置に見やすい表示をする。
4. 水面測定装置(ガラス水面計・水柱管・験水コック)
ボイラーの水が足りなくなると、伝熱面が空だきになって焼けたり破裂したりします。水の高さを見るのが水面測定装置です。
ガラス水面計(構造規格 第69条)
・蒸気ボイラーには2個以上(多管式貫流ボイラーは1個以上)。貫流ボイラー(多管式を除く)には不要
・胴の内径750mm以下のもの、または遠隔指示水面測定装置を2個付けたものは、1個をガラス水面計でない装置にできる
・ガラス管の最下部が安全低水面を示す位置に取り付ける
水柱管(第70条・第71条)
・ボイラーと水面計の間に置く縦の管。最高使用圧力1.6MPaを超えるボイラーの水柱管は鋳鉄製にしてはならない
・水側連絡管は途中に中高・中低がない形にし、取付口は水面計で見える最低水位より上にしない
・蒸気側連絡管はドレンのたまる部分がない形にし、取付口は水面計で見える最高水位より下にしない
験水コック(第72条)
・ガラス水面計の範囲の高さに3個以上。胴の内径750mm以下かつ伝熱面積10m²未満は2個でよい
・最下位のコックを安全低水面の位置に付ける
常用水位は、ガラス水面計またはその近くに表示します(ボイラー則 第28条)。
5. 温水ボイラーの附属品(逃がし弁・逃がし管・水高計・温度計)
温水ボイラーは蒸気をつくらないので、蒸気ボイラーとは備える附属品が少し違います(ボイラー構造規格。鋼製は第65条〜第68条、鋳鉄製は第95条・第96条)。
・逃がし弁 … 水の温度が120℃以下の温水ボイラーに備える弁。圧力が最高使用圧力に達すると直ちに作用し、内部の圧力を最高使用圧力以下に保つ(第65条第1項)。水は温まると体積がふえるので、ふえた分を逃がして圧力の上がりすぎを防ぎます
・逃がし管 … 120℃以下の温水ボイラーで、容易に検査ができる位置に、内部の圧力を最高使用圧力以下に保てる逃がし管を備えたものは、逃がし弁がなくてよい(第65条第1項ただし書)。鋳鉄製では、暖房用は開放型膨張タンクに通じる逃がし管、給湯用は給水タンクの水面以上に立ち上げた逃がし管で代えられる(第95条)
・安全弁 … 水の温度が120℃を超える温水ボイラーには安全弁を備える(第65条第2項)
・水高計 … ボイラー本体または温水の出口付近に、コックや弁の開閉状況がすぐ分かるように取り付ける。最大指示値は最高使用圧力の1.5倍以上3倍以下。水高計に代えて圧力計でもよい(第67条)
・温度計 … ボイラーの出口付近における温水の温度を表示する温度計(第68条第2項)。蒸気ボイラーの温度計は過熱器の出口付近の蒸気の温度を表示するもの(同第1項)
管理の決まり(ボイラー則 第28条第1項)
・逃がし管は、凍結しないように保温その他の措置をする(第3号)。凍ってふさがると、圧力の逃げ道がなくなります
・水高計も圧力計と同じく、振動を受けないようにし、内部が凍結したり80度以上になったりしないようにし(第4号)、最高使用圧力の位置に見やすい表示をする(第5号)
・温水ボイラーの返り管も、凍結しないように保温その他の措置をする(第8号)
POINT
6. ここだけは覚える
・安全弁は2個以上、伝熱面積50m²以下は1個。本体に直接・弁軸鉛直(構造規格 第62条)
・過熱器の安全弁は出口付近、胴より先に作動(第63条・ボイラー則 第28条)
・2個目以降の安全弁は最高使用圧力の3%増以下で可(ボイラー則 第28条第2項)
・ばね安全弁は調整ボルトでばねを締めて吹出し圧力を決める
・圧力計は最高使用圧力の1.5〜3倍。サイホン管で蒸気を直接入れない。80℃以上にしない
・ガラス水面計は2個以上、最下部=安全低水面。水柱管は1.6MPa超で鋳鉄禁止
・験水コックは3個以上、最下位=安全低水面
・温水ボイラー:120℃以下は逃がし弁(または逃がし管)、120℃超は安全弁。水高計(圧力計で代用可)と出口付近の温度計(構造規格 第65条・第67条・第68条)
・逃がし管・温水ボイラーの返り管は凍結しないよう保温(ボイラー則 第28条)