ボイラーとは？

ボイラーとは液体を沸騰させるための装置です。

ボイラーは密閉された容器に水や熱媒を入れ、ガスや火気や電力によって加熱し、「蒸気」や「温水」を作って、その他の設備や機器などに供給することができます。

火力発電や蒸気機関車も、原理としてはボイラーの仲間になります。

ボイラーの用途8つ

ボイラーの用途にはさまざまなものがあります。

ボイラーという言葉を耳にしたことがあっても、実際にどのように使用されているのか具体的に知っている方は多くはないでしょう。ボイラーは学校や病院、企業ビルやホテルなど多くの場所で、多様なニーズで使用されています。

ここではボイラーの用途8つをご紹介しますので、どのようなものにボイラーが使用されているのか参考にしてみてください。

ボイラーの用途1：給湯システム

ボイラーは給湯システムに利用されています。

一般家庭などで使用されている給湯システムは3つあります。水道水をタンク内に貯めて温める「貯湯式」、水道水をタンク内で加圧して加熱する「真空式」、水道水がパイプを通過する時に加熱する「直圧式」です。

加熱された温水を利用することが目的なので、ボイラーの定義とは若干異なりますが、原理は同じなのでボイラーの仲間と言えるでしょう。

ボイラーの用途2：床暖房システム

ボイラーは床暖房にも利用されています。

前述の給湯システムの仕組みによって作った温水を、暖房用に利用したのが床暖房システムです。石油を熱源とするボイラーは、熱量が大きくタンクが小さくても長時間使い続けることができます。

また石油式の床暖房は、構造がシンプルなため、比較的耐用年数が長いとも言われています。

ボイラーの用途3：加湿器

ボイラーは広い空間の加湿器としても使用されています。

乾燥することで人体に影響があるだけでなく、様々な弊害が起きます。静電気が発生することで電子機器工場などでは事故に繋がったり、博物館や美術館では、所蔵品の損傷に繋がったりすることがあります。そのため、ボイラーの蒸気を加湿に利用することがあります。

規模の大きな空調システムではボイラーの蒸気を使用していますが、病院や製薬工場などの衛生管理が重要な施設ではそれぞれ独立したボイラーが使われています。

ボイラーの用途4：調理

ボイラーは調理器具にも使用されています。

ボイラーの原理は圧力鍋にも使用されており、鍋と蓋とを密閉して鍋内の圧力を高めることで、食材を短期間で柔らかく調理することができるようになっています。

ボイラーの蒸気を使用する調理法は「過熱水蒸気処理」と呼ばれており、水蒸気をさらに過熱して100度以上にし、「蒸す」と「焼く」が同時に行えることで、食材の旨味と栄養を逃さず調理することができます。

ボイラーの用途5：食品工場での殺菌

ボイラーは食品工場での殺菌にも使用されています。

食品工場では殺菌や滅菌のためにボイラーで発生させた蒸気を使用しています。食品自体の滅菌だけでなく調理器具に付着した細菌・微生物を加熱、死滅させ除去したり、不活性化することができます。

薬品を使用せず殺菌・滅菌ができるので、人体への影響も少なく済むことがメリットです。

ボイラーの用途6：発電

ボイラーは火力発電所での発電にも使用されています。

発電を行うためには巨大な発電機を高速回転させることが必要ですが、この高速回転の動力としてボイラーで発生させた蒸気の力を利用して、タービンを回転させています。使用された蒸気は、冷却されてまた水になり、再びボイラー内で加熱されて蒸気へと変わります。

蒸気を冷却するために大量の水を使用するため、火力発電所は一般的に海の近くに建設されることが多いようです。

ボイラーの用途7：醸造

ボイラーはアルコールの醸造にも使用されています。

蒸留酒の場合、酵母菌で発酵させた醸造酒を温める際にボイラーを使って加熱します。発生したアルコール蒸気を冷却したものが蒸留酒です。

また日本酒の場合も、原料のお米を蒸す際に、ボイラーの蒸気を利用して加熱します。ボイラーの蒸気は高熱なので同時に殺菌効果もあり、アルコールの醸造にはよく利用されています。

ボイラーの用途8：化学工場

ボイラーは化学工場でも利用されています。

ガソリンなどを作る化学プラント工場ではより前述の醸造をより大規模した蒸留技術が使用されており、原油を加熱し、蒸気を冷却することで重油や軽油、灯油などの石油製品を作っています。

沸点の違いによってさまざまな石油製品が作られますが、石油製品は火気厳禁となっているため、ボイラーで発生する蒸気によって加熱する間接加熱方式が採用されています。

ボイラーの種類

ボイラーにはさまざまな種類があります。

ボイラーには大きく分けて2種類あります。「鋼鉄性ボイラー」と「鋳鉄製ボイラー」です。さらに鋼鉄性ボイラーには丸ボイラーや水管ボイラー、特殊ボイラーといった複数の種類があります。

ここではボイラーの種類をそれぞれご紹介していきます。

鋼鉄製ボイラーとは

鋼鉄製ボイラーとは鋼鉄で製造されたボイラーのことです。

鋼鉄製ボイラーは圧力や温度の急変にも強く、高温高圧に対応できるというメリットがあります。また、水部や蒸気部の構造がシンプルなので、点検や掃除がしやすいです。

ただし、鋳鉄製ボイラーと比べると高価で、サイズが大きいことから運搬や取り替えに手間がかかり、設置場所には広い空間が必要です。

丸ボイラーとは

丸ボイラーとは円筒形をしたボイラーです。

丸ボイラーは鋼鉄で作られた円筒の中に水を満たし、その中に燃焼ガスが通る煙管群を入れる構造になっています。

丸ボイラーはボイラーの中でも比較的小型で、構造がシンプルなため安価で掃除や点検も簡単です。ただし、立ち上がりが遅く事故発生時の被害が大きくなります。

また、丸ボイラーは立てボイラーや煙管ボイラー、炉筒ボイラー、煙管炉筒ボイラーなどの種類に分類されます。

水管ボイラーとは

水管ボイラーとはドラムを複数の水管で繋いだボイラーです。

水管ボイラーは水管の周囲を熱することで水管内の水を加熱し、温水や蒸気にするボイラーです。水の一部だけが加熱されないように常に水を循環させておく必要があるため、大量の水が必要となります。

特殊ボイラーとは

特殊ボイラーとは水以外の熱媒や特殊な燃料を使用したボイラーです。

特殊ボイラーには廃熱ボイラー、特殊熱媒ボイラー、特殊燃料ボイラー、間接加熱ボイラーなどの種類があります。

構造としては他のボイラーと同じですが、たとえば廃熱ボイラーであれば他の熱発生施設の高温ガスを利用するためボイラー自体に燃焼装置がなく、特殊熱媒ボイラーであれば200〜400度の有機熱媒を利用する、と言う違いがあります。

鋳鉄製ボイラーとは

鋳鉄製ボイラーとは鋳鉄で製造されたボイラーで、主に給湯用や暖房用として利用されています。

暖房用や給湯用の低圧ボイラーは最高使用圧力0.1MPa以下、給湯用の温水ボイラーであれば0.5MPa以下、温水温度も120℃以下と法令で規格が定められています。

鋳鉄製ボイラーはセクションを組み立てて作られているため、運搬や組み立てが容易で一般住宅にも集合住宅にも設置しやすいというメリットがあります。

ボイラーを扱うための資格4つ

ボイラーを扱うためにはどのような資格があるのでしょうか。

ここまでご紹介したように、ボイラーは非常に高温高圧になることから操作には十分な注意と正しい知識が必要になります。そのため、ボイラーを扱うためにはさまざまな資格が必要になります。

最後にボイラーを扱うための資格4つをご紹介しますので、ぜひ参考にしてみてください。

ボイラーを扱うための資格1：ボイラー技士

ボイラー技士とは国家資格で、ボイラーの中でも事故発生時のリスクが高いボイラーを管理する事が目的です。

ボイラー技士は、特級、一級、二級という資格区分があり、二級から段階的にレベルアップする仕組みになっています。

一級を取得するには二級免許と2年以上の実務経験、または1年以上のボイラー取扱作業主任者の経験が必要になります。また特級を取得するには一級免許と5年以上の実務経験、もしくはボイラー取扱作業主任者の経験が3年以上必要です。

ボイラーを扱うための資格2：ボイラー整備士

ボイラー整備士とは一定規格以上のボイラーや第一種圧力容器を点検、整備するための国家資格です。

一定規格以上のボイラーの内部を分解し、清掃する業務もボイラー整備士の仕事に含まれます。そのため、ボイラーの運転と清掃整備とすべて行おうと思うと、ボイラー技士とボイラー整備士両方の資格を取得する必要があります。

ボイラー整備士の資格は受験資格はないため、気軽に受験することができます。

ボイラーを扱うための資格3：ボイラー溶接士

ボイラー溶接士とはボイラーや圧力容器などの溶接を行うための国家資格です。

ボイラーの製造や修理を行う際の溶接作業を行うために必要な資格となっており、普通ボイラー溶接士と特別ボイラー溶接士という2種類があります。

普通ボイラー溶接士であれば第1種圧力容器やフランジ、管台などの溶接ができ、特別ボイラー溶接士の場合は全てのボイラーや第1種圧力容器を製造、修繕などが可能になります。

ボイラーを扱うための資格4：危険物取扱者免状

危険物取扱者免状とは危険物を取り扱うために必要な国家資格です。

消防法による危険物を取り扱う際に必要とされる資格で、甲種、乙種、丙種の3つの種類があります。乙種、丙種は受験資格はありませんが、甲種を受験するには大学で化学に関する学科などを修める、もしくは乙種免状取得をする必要があります。

ボイラーの用途と扱うための資格について調べよう

ボイラーは非常に高温、高圧になることから、取扱いには専門的な知識が必要です。

ぜひこの記事でご紹介したボイラーの用途やボイラーの種類、ボイラーを扱うための資格などを参考に、ボイラーやボイラーを扱うためにはどのような資格が必要なのか理解を深めてみてはいかがでしょうか。