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教科書

第9章 附属品② 給水装置・吹出し装置・送気系統

ボイラーに水を送る給水装置、底の沈殿物を出す吹出し装置、蒸気を送り出す送気系統の構造。

1. 給水装置と給水ポンプ

ボイラーは蒸気を出した分だけ水が減るので、水を送りこみ続けなければなりません。

ボイラー構造規格 第73条
・蒸気ボイラーには、最大蒸発量以上を給水できる給水装置を備える
・燃料を止めても熱が入り続けるボイラーや、低水位燃料遮断装置がないボイラーでは、それぞれ単独で最大蒸発量以上を給水できる給水装置を2個備える
・燃料を止めても熱が入り続けるボイラーの給水装置は、それぞれ別の動力で動かせるもの

給水ポンプのおもな種類(渦巻ポンプとディフューザポンプは、羽根車を回して水に勢いをつける遠心ポンプ)
・渦巻ポンプ … 羽根車だけで水を送る。低圧のボイラー向き
・ディフューザポンプ … 羽根車のまわりに案内羽根があり、水の勢いを圧力に変えやすい。高圧のボイラー向き
・渦流ポンプ … 円板のまわりに溝を付けた羽根車で、小さな流量で高い圧力が出せる。小容量のボイラー向き

インゼクタは、ポンプを使わず、蒸気の噴射の勢いで水を吸いこんでボイラーへ押しこむ装置です。

2. 給水弁と給水逆止め弁

ボイラー構造規格 第75条:給水管には、ボイラーに近い位置に給水弁と逆止め弁を取り付けます。ただし、貫流ボイラーと最高使用圧力0.1MPa未満の蒸気ボイラーは、給水弁だけでよいとされています。

・逆止め弁 … ポンプが止まったとき、ボイラーの水が給水管へ逆流しないようにする
・給水弁 … 給水の通り道を開け閉めする止め弁

並べる順番は、ボイラー側に給水弁、ポンプ側に逆止め弁です。逆止め弁は故障しやすい部品なので、こうしておけば、給水弁を閉めてボイラーの水を止めたまま逆止め弁を修理できます。

ボイラーの中で給水を広く配るための給水内管は、取外しができる構造にします(第76条)。

給水弁と逆止め弁の並び(構造規格 第75条)
給水弁と逆止め弁の並び(構造規格 第75条)

3. 吹出し装置(急開弁と漸開弁)

ボイラー水の底には、スケールのもとになる沈殿物がたまります。これを外へ出すのが吹出し(ブロー)です。

ボイラー構造規格
・蒸気ボイラー(貫流ボイラー(多管式を除く)を除く)には、沈殿物を排出できる吹出し管に吹出し弁または吹出しコックを付けたものを備える(第78条)
・吹出し弁は見やすく取扱いが容易な位置に付け、沈殿物がたまらない構造にする(第79条)

吹出し弁を2個ならべるときは、
・ボイラーに近い側に急開弁(すばやく全開・全閉できる弁)
・その先に漸開弁(ハンドルを何回も回して少しずつ開く弁)
とします。吹出しの量は漸開弁でゆっくり調節します。

ボイラー則 第31条:1人で同時に2つ以上のボイラーの吹出しをしないこと、吹出しの間はほかの作業をしないこと。

急開弁と漸開弁の並び(ボイラー則 第31条)
急開弁と漸開弁の並び(ボイラー則 第31条)

4. 送気系統(主蒸気弁・蒸気だめ・気水分離器・減圧弁・蒸気トラップ)

できた蒸気を使う場所へ送る道具たちです。

・主蒸気弁(蒸気止め弁) … ボイラーの蒸気の出口にある弁。蒸気を送ったり止めたりする。ボイラーの最高使用圧力と最高蒸気温度に耐えるもの。ドレン(蒸気が冷えてできた水)がたまる位置に設けるときはドレン抜きを付ける(構造規格 第77条)
・蒸気だめ(蒸気ヘッダ) … 何台かのボイラーの蒸気を集め、使う場所ごとに分けて送る太い管
・気水分離器 … 蒸気に混じった水滴を取りのぞき、乾いた蒸気にする。丸ボイラーの胴の中には、同じ役目の沸水防止管を付けることがある
・減圧弁 … ボイラーの蒸気の圧力を、使う場所に合った低い圧力に下げて一定に保つ
・蒸気トラップ … 蒸気管や機器にたまったドレンだけを自動で外へ出し、蒸気は逃がさない装置

過熱器にもドレン抜きを備えます(第77条第3項)。

5. 蒸気トラップの種類(作動原理で3つに分ける)

蒸気トラップは、蒸気は通さずにドレン(凝縮水)だけを出す装置です。蒸気とドレンを「何のちがい」で見分けるかによって、大きく3つに分けられます(国際規格 ISO 6704「自動蒸気トラップの分類」の分け方。蒸気トラップのメーカーの技術資料でも同じ3分類が使われています)。

・メカニカル式(機械式) … 蒸気とドレンの密度の差を利用する。ドレンの出入りで生じる浮力の変化で弁を動かし、ドレンを排出する。フロート式(浮き玉を使う)、バケット式(おわん形のバケットを使う。下向きバケット式など)
・温度調節式(サーモスタチック式) … 蒸気とドレンの温度の差を利用する。蒸気より温度の下がったドレンや空気を感じて弁を開く。バイメタル式、ベローズ式(バランス圧力式)など。空気も出しやすいので、空気抜きにも使われる
・熱力学式(サーモダイナミック式) … 蒸気とドレンの流れる速さ(運動エネルギー)の差を利用する。代表は円板(ディスク)を使うディスク式

覚え方は「機械式=密度(浮き)、温度調節式=温度、熱力学式=流れの速さ」です。

POINT

6. ここだけは覚える

・給水装置は最大蒸発量以上。低水位燃料遮断装置がないなどの場合は2個(構造規格 第73条)
・ディフューザポンプは案内羽根付きで高圧向き、渦流ポンプは小流量・高圧、インゼクタは蒸気噴射
・給水弁と逆止め弁はボイラーの近くに。ボイラー側が給水弁、ポンプ側が逆止め弁(貫流と0.1MPa未満は給水弁だけで可)
・吹出し弁はボイラー側が急開弁、外側が漸開弁
・吹出しは1人で同時に2台以上しない・ほかの作業をしない(ボイラー則 第31条)
・蒸気トラップはドレンだけを出す、減圧弁は圧力を下げる、気水分離器は水滴を除く
・蒸気トラップの3分類:メカニカル式(密度の差:フロート式・バケット式)、温度調節式(温度の差:バイメタル式・ベローズ式)、熱力学式(流れの速さの差:ディスク式)

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