ミニテスト 燃料及び燃焼

気体燃料の燃焼方式とガスバーナの種類 ミニテスト【第2回】

気体燃料の燃焼方式とガスバーナの種類(拡散燃焼・予混合燃焼)」の内容から出題するミニテスト第2回(全5問)です。逆火の防止策・マルチスパッドバーナの燃焼方式・拡散燃焼がボイラーの主流である理由・予混合燃焼の利点・消炎距離の原理など応用的な内容を出題しています。

気体燃料の燃焼方式とガスバーナ ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

予混合燃焼方式での逆火防止策として、誤っているものはどれか。

(1)ガスの噴出速度を火炎の伝播速度より速く保つ
(2)バーナポート(炎孔)の穴の径を小さくする
(3)急激にガス量を絞りすぎない
(4)バーナ内部でガスと空気を十分に混合してから噴出させる
(5)ガスの供給圧力を適正に維持する

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正解:(4)バーナ内部でガスと空気を十分に混合してから噴出させる
これは逆火防止策ではなく、予混合燃焼の基本操作そのものです。むしろバーナ内部に混合気があることが逆火の原因です。逆火を防ぐには、噴出速度を伝播速度より速く保つ、炎孔の穴径を小さくする(消炎距離の原理)、ガス量を急激に絞りすぎないことが重要です。

第2問

マルチスパッドバーナの燃焼方式として、正しいものはどれか。

(1)予混合燃焼
(2)拡散燃焼
(3)半予混合燃焼
(4)蒸発燃焼
(5)表面燃焼

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正解:(2)拡散燃焼
マルチスパッドバーナは多数のガスノズル(スパッド)をリング状や格子状に配置したバーナで、各ノズルからガスが噴出して周囲の空気と拡散混合しながら燃焼する拡散燃焼方式です。ボイラー用の大型ガスバーナとして広く使われています。

第3問

ボイラー用ガスバーナで拡散燃焼方式が主流である理由として、正しいものはどれか。

(1)火炎が短くて炉が小さくて済むから
(2)逆火の危険がなく安全性が高いから
(3)燃焼効率が予混合燃焼より必ず高いから
(4)構造が予混合燃焼より必ず簡単だから
(5)予混合燃焼方式は気体燃料に使えないから

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正解:(2)逆火の危険がなく安全性が高いから
拡散燃焼はバーナ内部にガスと空気の混合気が存在しないため逆火の危険がなく、安全性が高いです。この安全性の高さから、ボイラー用の大型ガスバーナでは拡散燃焼方式が主流です。予混合燃焼は燃焼効率が高い利点がありますが、逆火のリスクがあるため主にガスコンロなど小型機器で使われます。

第4問

予混合燃焼の利点として、正しいものはどれか。

(1)逆火の危険がない
(2)火炎が長いので大きな炉に適する
(3)ガスと空気がよく混ざった状態で燃えるため燃焼効率が高い
(4)構造が最もシンプルである
(5)すべてのボイラーに使用できる

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正解:(3)ガスと空気がよく混ざった状態で燃えるため燃焼効率が高い
予混合燃焼はあらかじめガスと空気を十分に混合してから燃焼させるため、未燃ガスが少なく燃焼効率が高いのが利点です。ただし逆火の危険があるため、大型ボイラーでは拡散燃焼方式が主に採用されています。

第5問

バーナポートの穴径を小さくすると逆火を防げる理由について、正しいものはどれか。

(1)穴が小さいとガスが出なくなるから
(2)穴が小さいと火炎の熱が穴の壁面に奪われ、火炎が穴の中を通過できなくなるから
(3)穴が小さいとガスの温度が上がるから
(4)穴が小さいとガスの成分が変化するから
(5)穴が小さいと空気比が自動的に上がるから

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正解:(2)穴が小さいと火炎の熱が穴の壁面に奪われ、火炎が穴の中を通過できなくなるから
これは「消炎距離」の原理です。穴径が一定の大きさ以下になると、火炎の熱が穴の壁面に奪われて温度が下がり、火炎が穴の中を伝播できなくなります。この原理を利用してバーナポートの穴径を適切に設計し、逆火を防止しています。

結果の振り返り

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0〜2問正解 解説記事を読み直しましょう

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