設備に関する知識

解答正解 4

水動力は ρgQH で求まり、0.6 m³/min＝0.01 m³/s より 1,000×9.8×0.01×20＝1,960 W＝1.96 kW。これをポンプ効率で除して軸動力 1.96÷0.65≒3.02 kW、さらに余裕率15％を見込んで 3.02×1.15≒3.47 kW となる。水動力・軸動力・電動機出力の三段階を取り違え、効率で割る操作と余裕率を掛ける操作のどちらかを落とす誤りが最も多い。単位は m³/min のまま計算せず、必ず m³/s に直すこと。

解答正解 2

並列運転は同一揚程での吐出し量を合計して合成特性曲線を得るが、実際の運転点は管路抵抗曲線との交点で決まる。抵抗曲線の勾配が急なほど流量を増やしたときの必要揚程の増加が大きく、合成曲線との交点は左側にとどまるため、2台運転の流量は2倍にはるかに届かない。抵抗の小さい（勾配の緩い）系統ほど2倍に近づく、という向きを逆に覚えていると誤る。

解答正解 3

相似則より風量は回転速度に比例するので、回転速度は600×(216÷180)＝720 min⁻¹。軸動力は回転速度の3乗に比例するので、1.8×1.2³＝1.8×1.728≒3.11 kW となる。風量比1.2を軸動力にそのまま掛けたり（1乗）、静圧と同じ2乗を適用したりする誤りが典型である。風量1乗・圧力2乗・動力3乗の対応を固定して覚えること。

解答正解 4

サージングは圧力曲線の右上がり部で運転したときに、風量と圧力が周期的に変動する不安定現象である。したがって回避策は運転点を右上がり部から外すこと、すなわち風量を増やす方向であり、絞り込みは逆効果となる。具体的にはバイパスや放風で風量を確保する、回転速度制御で特性曲線そのものを下げる、送風機を小容量のものに変更するなどの対策をとる。

解答正解 1

遠心（ターボ）冷凍機は吸込側のインレットベーン開度やインバータによる回転速度で容量を調整するが、風量を絞る送風機と同様に低負荷側ではサージング領域に入るため、ホットガスバイパス等で最小負荷を確保する。形式ごとの制御手段（遠心＝インレットベーン・回転速度、スクリュー＝スライド弁、往復動＝アンローダ、吸収式＝加熱量）を混同しないことが要点である。

解答正解 3

保有水量の多寡が、負荷変動時の圧力安定性（多いほど安定）と起動時間（少ないほど短い）を同時に決める点が形式比較の軸である。貫流ボイラは保有水量が極端に少なくブローによる濃縮の調整ができないため、給水処理の要求が最も厳しい。（ニ）は多缶設置の長所を逆に述べており、これのみが適当でない。

解答正解 3

補給水量をM、蒸発水量をE、ブローと飛散の和をBとすると M＝E＋B、濃縮倍数N＝M／B である。B＝M／N を第1式に代入して M＝E×N／(N−1)＝9×4／3＝12 L/min となり、このときB＝12−9＝3 L/minで検算が合う。蒸発水はほぼ純水として飛び、溶存塩類は循環水に残るため、濃縮倍数を上げるほどブロー量すなわち補給水量は減るが、スケール障害の危険は増す。

解答正解 2

エアフィルタの性能は定格風量、その風量における初期圧力損失と最終圧力損失、及び所定の試験粒子に対する粒子捕集率の組で表示される。ろ過式は粉じんの堆積とともに圧力損失が上昇して風量が低下するため、最終圧力損失を交換の目安とする。静電式（電気集じん器）は圧力損失の上昇が小さい反面、堆積粉じんの再飛散に注意を要する点が使い分けの判断根拠になる。

解答正解 3

1000×2.0÷80＝25 が算出値であり、これ以上で最小の規格値はSch 30となる。スケジュール番号は使用圧力に比例し許容応力に反比例する無次元の管厚区分で、同一呼び径では番号が大きいほど肉厚が大きく内径は小さくなる。算出値25をそのまま直近下位のSch 20に丸めると強度不足となるため、切り上げであることを押さえる。

解答正解 1

ライニング鋼管の弱点は工場でライニングされていない切断面とねじ部の鋼の露出であり、ここが局部的な腐食起点となる。これを継手側から覆うのが管端防食継手（コア内蔵継手）で、ライニング鋼管を現場で切断・ねじ加工して接合する限り常に必要となる。加熱を伴う切断や溶接はライニング層を劣化させるため用いない。

解答正解 2

逆止弁の選定は、取付姿勢の制約とウォータハンマ抑制性能の二点で判断する。スイング式は水平・立て管（上向き流れ）いずれにも使えるが閉止が遅れやすく、ばね内蔵の衝撃吸収式はばねで弁体を閉方向に押して逆流開始前に閉じさせるためウォータハンマを抑えられる。リフト式は弁体が自重で着座する構造上、原則として水平配管に用いる。

解答正解 3

伸び量は 線膨張係数×管長×温度差 で求まる。温度差は65−5＝60 K、管長は40 m＝40,000 mm であるから、1.2×10⁻⁵×40,000×60＝28.8 mm となる。運転温度そのものを温度差として使ったり、管長をmのまま計算して桁を誤ったりする例が多い。伸縮管継手はこの伸び量に対して吸収量に余裕のあるものを選定し、固定点とガイドの配置で伸縮方向を管軸方向に拘束する。

解答正解 4

樹脂管の設計上の制約は、温度上昇に伴う許容使用圧力の低下と、鋼管より1桁大きい線膨張係数による伸縮の二つである。給湯配管では最高使用温度における許容使用圧力で管種・呼び径を決めたうえ、曲がりを利用した伸縮の吸収やさや管による可動の確保を図る。鋼管の感覚で伸縮を無視すると、継手部の損傷や支持金物の変形を招く。

解答正解 2

保冷では、周囲の空気中の水蒸気が保冷材内部へ侵入して内部結露を起こすことを防ぐため、水蒸気圧の高い側すなわち保冷材の外側に防湿層を設け、これを切れ目なく連続させる。防湿層が途切れた一点から水蒸気が入ると保冷材全体が湿って熱伝導率が上がるため、貫通部・支持部・端部の処理が性能を左右する。保温（高温側を保護する場合）との向きの違いを取り違えないこと。

解答正解 1

人造鉱物繊維保温材ではロックウールの最高使用温度がグラスウールより高く、蒸気配管や高温の排気ダクトに用いられる。これに対し冷水・冷媒配管の防露では、繊維系のように水蒸気を通して内部結露を起こす材料ではなく、独立気泡で吸水性が小さく透湿抵抗の大きい発泡プラスチック系（ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム等）を選ぶ。けい酸カルシウム保温材は無機質の高温用材料であり、防露用ではない。

解答正解 1

屋外の外装は雨仕舞が第一で、上側の部材が常に下側の部材の外側にかぶるように重ねて雨水の侵入経路をつくらない。材質は環境で選び、屋内一般はアルミガラスクロス、屋外は着色亜鉛鉄板（カラー鉄板）、塩害や腐食性の環境ではステンレス鋼板を用いる。屋内用の外装材を屋外にそのまま使う、継目を管の真上に置くといった選択が、雨水侵入と保温性能低下の典型的な原因になる。

解答正解 2

塗装の良否は素地ごしらえで決まる。亜鉛めっき面は表面が緻密で鉄鋼面用のさび止めペイントが付着しにくく、けん化によって塗膜が劣化するため、エッチングプライマーや亜鉛めっき面用のさび止めペイントで下塗りする。溶接部のスラグ・スパッタ、油分、黒皮、さびの除去が素地ごしらえの要点であり、塗装対象外とする面（耐食性材料の露出面、めっき面、銘板等）の区分と併せて押さえる。

解答正解 4

電気防食は、防食対象を陰極にして腐食電流の流出を止める方法で、マグネシウムや亜鉛など卑な金属の自然電位差を使う流電陽極方式と、直流電源装置で強制的に電流を流す外部電源方式に分かれる。外部電源方式は大きな電流が得られるため広範囲・高比抵抗土壌に適するが、その電流が他の埋設管に流入・流出して干渉腐食を起こすおそれがある。電気防食は塗覆装と併用して裸の露出部だけを補うのが原則である。

解答正解 1

冷媒配管の気密試験は水を使えないため気体で行うが、酸素は油と反応して発火の危険があり、可燃性ガスも使用できないので乾燥窒素を用いる。加圧は低圧から段階的に行い、各段階で漏れの有無を確認してから次の圧力へ進める。試験後は必ず真空ポンプで真空乾燥を行い、系内の水分と不凝縮ガスを除去してから冷媒を封入する。水分の残留は膨張弁部での氷結や冷凍機油の劣化を招く。

解答正解 4

工場立会検査は製作段階で、現場では確認が困難な性能（運転特性、振動・騒音、耐圧など）を製作工場で確認するもので、対象機器は設計図書に定められる。これに対し現場受入検査は搬入時に、仕様・員数・外観・付属品・輸送中の損傷を確認するものであり、目的も時期も異なるため一方が他方を代替することはない。試験方法は関係法令や規格に定めがある場合はそれによる。