水面計の種類(ガラス管・マグネット式・差圧式・クリンガー式)と選定基準

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水面計はボイラーの安全運転において最も重要な計器の一つです。水位を正確に把握できなければ、低水位による過熱・破裂事故に直結します。一級ボイラー技士試験では水面計の種類・構造・選定基準が出題されます。

水面計の役割と法令要件

ボイラー構造規格 第69条により、ボイラーには2個以上の水面測定装置を設けなければなりません(ただし、貫流ボイラーは別の水位管理装置が認められる)。水面計はそのうちの基本的な装置です。

ガラス管水面計

最も基本的な水面計で、ガラス管内の缶水の水位を目視で確認します。

構造

  • 上下2本の取出し管(上部は蒸気側、下部は水側)でドラムとガラス管を繋ぐ
  • 上・下の止め弁(水コック・蒸気コック)と試験コック(水抜きコック)が装備される
  • ガラス管が破損した際に自動的に閉鎖するボールチェック弁が内蔵されているものが多い

使用圧力の制限

ガラス管水面計はボイラー構造規格の規定(圧力区分)により使用圧力範囲が決まります。一般的に最高使用圧力1 MPa以下のボイラーに適用されます(高圧では強化ガラス管または他の形式が必要)。

点検方法(水面計の機能試験)

  1. 水コック・蒸気コックを閉じ、水抜きコックを開いてガラス管内を排水する
  2. 蒸気コックのみを開く→蒸気がスムーズに通れば蒸気側の通路に詰まりなし
  3. 水コックのみを開く→水がスムーズに出れば水側の通路に詰まりなし
  4. 水抜きコックを閉じ、水コック→蒸気コックの順で開いて正常水位を確認

マグネット式水面計

高温・高圧ボイラーに適した水面計です。フロートの浮き沈みをマグネットで表示パネルに伝える仕組みで、ガラスを使わないため高圧・高温環境でも安全です。

特徴

  • ガラス管が不要→破損のリスクがない
  • 最高使用圧力が高い(数MPa以上でも使用可能)
  • 視認性が高い(フラップが赤/白で水位を示す)
  • 可動部が少なくメンテナンスが比較的容易

差圧式(液面計)

差圧発信器を使ってドラム上部(蒸気圧)と下部(水圧)の差圧から水位を算出する方式です。計装系に取り込み、自動制御(給水制御)と連動できます。

特徴

  • 遠隔表示・記録が可能(制御室での水位監視)
  • 高温・高圧にも対応可能
  • キャリブレーション(校正)が定期的に必要
  • 蒸気密度・水密度の変化による測定誤差に注意

3種類の比較と選定基準

種類 適用圧力 視認性 自動制御連動
ガラス管式 低〜中圧 直接目視(近距離) 不可
マグネット式 高圧対応 良好(色分け表示) スイッチ出力可
差圧式 高圧対応 遠隔表示可 自動制御と連動可

試験で間違えやすいポイント

  • 水面計の機能試験は「水コック→蒸気コック」の順で最後に開く
  • ガラス管が汚れて水位が読みにくい場合は機能試験を行い、清浄な水位を確認
  • 水面計が2個設置されている理由は、1個が故障・詰まっても水位を確認できるようにするため

出典:ボイラー及び圧力容器安全規則・ボイラー構造規格・安全衛生技術試験協会
作成:fufumumu_design|更新:2026年11月

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この記事を書いた人

業種別のツールを、一人で作っています。開業前の収支シミュレーター、法定研修キット、資格の問題集。どれも、厚生労働省の告示や調査の原文を自分で確かめてから数字を組み込んでいます。使う人が「この数字、合ってるか」と不安になるようなツールは作りたくないので。

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