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一級ボイラー技士試験でバーナーの問題は、種類・構造・特徴が問われます。油バーナーとガスバーナーのそれぞれの仕組みを整理して覚えましょう。
油バーナーの種類と構造
油バーナーは重油を霧化（アトマイズ）して燃焼させます。霧化の方法によって種類が分かれます。
1. 圧力噴霧式バーナー（ガンタイプ）
重油をポンプで高圧（0.5〜3 MPa）に加圧し、ノズルから噴射して霧化します。最も一般的な方式です。
- 構造がシンプルで保守が容易
- ターンダウン比（最大〜最小の燃焼量比）が小さい（2〜4:1程度）
- ノズルが詰まりやすい（重油のカーボン付着）
- 小〜中型ボイラーに広く使用
2. 回転霧化式バーナー（ロータリーバーナー）
高速回転するカップ（回転子）に重油を流し、遠心力で霧化します。
- 霧化が均一で燃焼が安定する
- ターンダウン比が大きい（5〜10:1）
- 圧力噴霧式に比べてノズル詰まりが少ない
- 回転部品があるため保守が必要
3. 蒸気噴霧式バーナー（スチームアトマイズ）
高圧蒸気を使って重油を霧化します。大型・高圧ボイラーに使用されます。
- 霧化粒子が細かく、燃焼効率が高い
- ターンダウン比が大きい
- 蒸気消費があるためエネルギー損失がある
- 起動時（蒸気圧が低い段階）は使いにくい
4. 空気噴霧式バーナー（エアアトマイズ）
圧縮空気で重油を霧化します。蒸気噴霧式の蒸気が確保できない場合に使用。
油バーナーの燃焼空気供給
バーナーには一次空気と二次空気があります。
- 一次空気：バーナーと同軸で供給。燃料と混合して初期燃焼を促進
- 二次空気：燃焼ガスの周囲から供給。燃焼を完結させる
ガスバーナーの種類と構造
1. 拡散燃焼式バーナー（ノンプレミックス）
ガスと空気を別々に供給して、炉内で混合しながら燃焼させます。
- 燃焼が安定している
- ガスと空気の混合が拡散に依存するため、燃焼速度が遅い
- 大型ボイラーで主に使用
2. 予混合燃焼式バーナー（プレミックス）
ガスと空気をあらかじめ混合してから燃焼させます。
- 完全燃焼しやすく、過剰空気を少なくできる
- 逆火（バックファイア）が起きる可能性がある
- 小型ボイラー・家庭用ガス機器に多い
3. ピンホールバーナー・マルチノズルバーナー
多数の小孔からガスを噴出させて燃焼させます。小型ボイラー・ガス給湯器に使用されます。
バーナー安全装置
ボイラー安全規則および自動燃焼制御の観点から、バーナーには以下の安全装置が必要です。
| 装置 | 機能 |
|---|---|
| 火炎検出器（フレームアイ） | 消炎を検知して燃料供給を遮断 |
| 電磁弁（ソレノイドバルブ） | 燃料供給の開閉を電気的に制御 |
| パージタイマー | 点火前に炉内残留ガスを換気 |
| 点火トランス | 高圧放電で点火する |
バーナーの保守管理
- ノズル・オリフィスの定期清掃（カーボン除去）
- エアレジスターの開度確認（燃焼空気量調整）
- 火炎形状の確認（長い・太い・揺れが大きいは異常）
- 点火装置の電極ギャップ確認
まとめ
- 油バーナーの種類：圧力噴霧式・回転霧化式・蒸気噴霧式・空気噴霧式
- ガスバーナーの種類：拡散燃焼式・予混合燃焼式
- 安全装置：火炎検出器・電磁弁・パージタイマーはセット
- ターンダウン比が大きいほど負荷変動への対応が容易
出典：ボイラー及び圧力容器安全規則・JIS K 2205・安全衛生技術試験協会 公表試験問題
作成：fufumumu_design｜更新：2026年11月
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