【二級ボイラー技士・構造】自動制御装置と燃焼安全装置（オンオフ・比例・シーケンス制御・インタロック）

結論：自動制御は圧力・温度・水位などを目標範囲へ保つ仕組み、燃焼安全装置は異常を検出して燃料を遮断する仕組みです。シーケンス制御は「決めた順序で進める制御」、インタロックは「安全条件が成立しなければ先へ進ませない条件」です。調節・順序・許可条件・安全停止の4つに分けると混同しません。

自動制御は「検出・判断・操作」の一周で考える

蒸気使用量が増えて圧力が下がると、圧力を検出した調節器が燃焼量を増やします。蒸気発生量が変わって水位が動けば、給水量を調整します。このように、測定値を目標値と比較し、操作した結果を再び検出する一周がフィードバック制御です。

現行の構造規格第84条は、蒸気ボイラーごとに自動給水調整装置を設けることを基本としています。また、貫流ボイラーを除く蒸気ボイラーには、起動時または運転時に安全低水面以下となった場合の低水位燃料遮断装置を求めています。一定の場合は低水位警報装置へ代えられるため、水位調節と低水位安全停止は別機能として整理します。

オンオフ・ハイロー・比例制御の違い

オンオフ制御は動作すき間を持たせる

オンオフ制御で同じ1点を境に毎回切り替えると、わずかな変動で発停を繰り返します。そこで、例えば圧力が下側の設定点まで下がると燃焼を開始し、上側の設定点まで上がると停止するように動作すき間を持たせます。圧力や温度は設定値の周囲を変動しますが、これは直ちに異常なハンチングを意味しません。発停回数や変動幅が基準を外れたときに、負荷、設定、検出部、バーナ容量を確認します。

比例制御は偏差と比例帯で考える

比例制御では、設定値と測定値の差である偏差に応じて操作量を連続的に変えます。比例帯を狭くすると小さな偏差で操作量が大きく動きますが、狭すぎると不安定になりやすくなります。比例動作だけでは負荷が変わった後にオフセットが残ることがあり、積分動作を加えたPI制御などで補正する構成もあります。

試験に出るオンオフ式温度調節器

令和8年4月掲載の公表問題では、温水ボイラーの電気式オンオフ温度調節器が出題されています。感温体内の液体が温度で膨張・収縮し、ベローズやダイヤフラムの変位でマイクロスイッチを開閉します。液体にはトルエン、エーテル、アルコールなどが使われます。

シーケンス制御とインタロックは役割が違う

シーケンス制御は、時間や条件に従って工程を順番に進めます。インタロックは、各工程へ進むための許可条件です。インタロックを「物理的に操作できなくする装置」に限定せず、リレー回路やPLCを含めた条件が成立しない限り動作させない仕組みと理解します。

各段階で条件が成立しなければ次へ進みません。点火許容時間内に火炎を確認できなければ燃料を遮断し、ロックアウトします。プレパージの風量・時間、点火用火炎の有無、再点火の扱いは燃焼装置によって異なるため、一般図をそのまま実機操作へ使わないでください。

厚生労働大臣が定める自動制御装置では、点火前に燃焼室・煙道内容積の4倍以上の空気を通して換気した後でなければ点火できない機能が規定されています。これは同告示の認定対象となる自動制御装置の要件です。すべてのボイラーへ「一律4倍」とだけ当てはめず、適用法令と製造者のパージ条件を確認します。

燃焼安全装置は異常を検出して燃料を遮断する

構造規格第85条は、異常消火または燃焼用空気の異常な供給停止が起こったとき、自動検出して直ちに燃料を遮断できる装置を求めています。また、作動用動力源が断たれた場合にも燃料を遮断し、動力が復帰しただけでは遮断を自動解除しない構成とします。

火炎検出器と主安全制御器

火炎検出器は「火炎あり／なし」の信号を主安全制御器へ送ります。主安全制御器は点火シーケンス、火炎確認、燃料遮断を管理します。自動点火できるボイラーでは、点火できない、または点火後に火炎を検出できない場合に燃料を自動遮断し、手動操作をしない限り再起動できないことが構造規格に定められています。燃焼前に火炎を誤検出している場合も、燃焼を開始させてはいけません。

燃料遮断弁が作動する原因を整理する

令和8年4月掲載の公表問題では、低水位、異常消火、送風量低下、油圧過昇が遮断原因として挙げられています。一方、蒸気圧力の低下は通常、負荷増加に対応して燃焼量を増やす側の信号であり、それだけを燃料遮断原因とはしません。異常低圧を別の保護条件としている設備もあるため、実機の原因・結果表で確認します。

現場では「最初に作動した原因」を残す

燃焼が停止すると、その結果として圧力低下、送風停止、弁閉止など複数の警報が続くことがあります。復帰を急いで一括リセットすると、最初の原因が分からなくなります。

火炎検出器、低水位遮断、空気圧力スイッチ、安全遮断弁などの機能試験は、稼働中に配線を外すような自己流では行いません。取扱説明書と点検要領に従い、インタロックを無効化したまま運転しないことが重要です。

理解度チェック

関連学習とまとめ

自動制御は運転値を整え、燃焼安全装置は異常時に燃料を遮断します。オンオフ・比例は調節方法、シーケンスは順序、インタロックは許可条件です。試験では名称を、現場では検出器から遮断弁までの信号経路を追いましょう。

最終更新日：2026年7月28日