機器

ボイラーの運転動作の一つに連続ブローというものがあります。普段、ボイラーを扱う方にとっては当たり前のことですが、初めて見た方は何のために連続ブローを行っているのか分からないこともあるかと思います。 今回は、ボイラーの連続ブローとは何か、また缶底ブローとの違いについて解説したいと思います。 連続ブローとは 連続ブローとは、ボイラー缶水で不純物が濃縮するのを防止するために缶水の一部を連続的に外部に排出することを言います。一般的には電磁弁や電動弁などの自動弁を一定周期ごとに開閉させることでブロー量を制御していま ...

発電所や大型プラントなどで良く利用されているタービンに抽気タービンがあります。 復水タービンの場合は、全ての蒸気が復水器に入るので出力の計算も分かりやすいですが、抽気タービンになるとどうやって出力を決めればいいのかわからないという方もいるかと思います。 そこで、今回は抽気タービンを使用した場合の出力計算方法について解説したいと思います。 抽気タービンとは 抽気タービンは、駆動蒸気の全てを復水器に回さずにタービン後段で一部取り出すように作られたタービンです。 取り出した低圧の蒸気はプロセスの加熱用に利用した ...

高圧の蒸気を発生させるボイラーを使用する場合、必ずと言っていいほど脱気器がついています。 今回は、脱気器とは何か？について解説したいと思います。 脱気器とは 脱気器はデアレーター（Dearator）とも呼ばれ、給水中に存在する酸素や二酸化炭素などの気体を除去するための装置です。 薬品を添加して脱気を行う機器も脱気器と呼びますが、大型の場合は蒸気で加熱することで脱気を行う場合が多いです。脱気を行わずにボイラーに給水を行うと、水中の溶存酸素によりボイラー本体や配管の腐食が進み、機器の寿命を著しく縮めてしまいま ...

計測機器の原理について知ることは、生産・運転状況の正しい理解や、トラブル時の対応に生かされると思います。 今回は温度計の一種、光高温計の原理やメリット、デメリットについて解説します。光高温計は放射温度計に分類されますが、高温の被測定物にしか使われない特殊な温度計になります。 光高温計とは 光高温計とは、熱放射を測定することで温度に換算する放射温度計の一種です。 英語ではOptical pyrometerと呼ばれています。赤外線を利用するタイプの放射温度計（体温計としての利用で話題となり、品薄になりましたね ...

温度の計測機器について、今回は水晶温度計をとりあげます。 水晶と聞くと宝石の一種というイメージですが一体どのような仕組みで温度を測定するのでしょうか？ 水晶温度計の原理やメリット、デメリットについて解説したいと思います。 水晶温度計とは 水晶温度計とは、水晶振動子や水晶発振子と呼ばれる部品を使用した温度計です。クオーツ温度計とも呼ばれます。 測温センサの組み込まれたプローブと、周波数を測定し温度に変換する計測器によって構成されます。 水晶温度計の原理 原理を説明するために、段階を追って解説をしていきます。 ...

配管設計の際に、接続はどれを選べばいいのか迷うことはないでしょうか？ 実は、配管接続をどの方式で行うかによって施工しやすさ、コスト、メンテナンス性に大きく影響が出てきてしまいます。 今回は、それぞれの違いが分からないという方向けに、ねじ込み・フランジ・溶接の用途や使い分けについて解説したいと思います。 ねじ込み接続とは ねじ込み接続は配管末端におねじ、もしくはめねじの切り込みのあるものを使用し、片方を回して接続する方式です。 めねじ側はチーズやエルボという配管継手が使われることが多く、配管を直線方向につな ...

以前の記事で、真空ポンプの種類について解説しましたが、「どうやったら真空が生み出されるのか」という原理的な面での解説が足りていなかったように思います。 今回は、真空ポンプの種類別に、真空状態を作り出す原理を詳しく解説していきたいと思います。 真空のはじまり 真空ポンプ、ではありませんが、真空の作り方として最も初期の活用例をご紹介します。 産業分野で最も初期の蒸気機関として知られる、ニューコメン機関をご存知でしょうか？ トーマス・ニューコメンは産業革命の中心的存在であった、ジェームス・ワットよりも前に蒸気機 ...

配管の設計を行う際、配管膨張について検討するかと思います。 フレキシブルチューブと伸縮継手って似た用途だけどどう使い分けるの？という疑問をお持ちの方も多いと思いますので、今回は伸縮継手とフレキシブルチューブの使い分けについて解説してきたいと思います。 フレキシブルチューブとは フレキシブルチューブとは、その名の通り柔軟性のある配管のことで、各種のステンレスで製作されているものが多いです。 配管部分はベローズ（蛇腹）構造になっており、配管誤差の調整、振動の吸収に用いられる他、製品によっては直角に曲げたりU字 ...

数多くあるポンプの型式ですが、液体の粘度によって向き不向きがあることはご存知ですか？ 今回は、高粘度の液体を輸送するためのポンプについて解説します。 粘度とは 粘度とは、流体のねばりの度合いを数値化したもので、µ（ミュー）が記号として用いられます。 単位はPa・s（パスカル秒）が一般的に用いられます。µは、液体の中で板が動くときに、板の移動方向とは逆方向に働く力である剪断応力（物体の断面に発生する力）を測定したときの比例定数です。 粘度に対し、流体の動きにくさを表したものを動粘度と呼びます。配管の圧力損失 ...

プロセスやユーティリティ用の配管部材を選ぶ際、ねじの規格を目にしますよね。 職種によってはあまり気にしてこなかった方もいるかと思いますので、今回は改めて、配管に用いられるテーパねじの２種類の規格について解説します。 Rc(PT)とは Rc(PT)とは、管用（くだよう）テーパねじと呼ばれる日本で使用される製品によく用いられているISO規格です。 テーパ（taper）とは、先細りになる・徐々に減るという意味で、足元に向かって細くなるシルエットのテーパードパンツにも使われている言葉です。テーパねじは、ねじ部が先 ...

今回はどんな現場にも用いられている、配管用レデューサーについてです。 シンプルな構造ですが、選定時の注意点がありますので、詳しく解説します。 ※ こちらの記事は動画でも解説しています。 レデューサーとは レデューサーとは、英語のreduceが由来の言葉で、異なる呼び径の配管同士を接続するためのものです。産業分野だと、金属配管や塩ビ配管、ダクト用、電線管のレデューサーも見かけるかと思います。 配管用にレデューサーを用いる場合には、機能やスペースなどを考慮して選定する必要があります。詳しく見ていきましょう。 ...

止まっているモーターを動かすときに流れる始動電流は、通常運転時よりも負荷が大きいことが知られています。 そのため大型の電動機では、配線設備や遮断器などを過大にしないため、始動電流を小さくするための工夫がされています。今回はそのうちの、リアクトル始動法について解説したいと思います。 リアクトル始動法とは リアクトル始動法は、比較的大型の電動機に採用される始動方式です。 リアクトルとは、コイルを利用した受動素子の名称で、リアクタンス（reactance、交流回路の電流の流れにくさ）を生じさせる機器を指す言葉で ...

ボイラーの運転ではしばしば、スートブロワによって灰を除去する煤吹き作業を行います。スートブロワが上手く作動しないとボイラーの水管や過熱管の寿命に大きな悪影響を与えます。 今回はスートブロワとは何なのか、スートブロワの目的や注意点について解説したいと思います。 スートブロワとは？ スートブロワは煤吹きというボイラーに定期的に行うメンテナンスを行う装置です。 ボイラーの蒸発管や過熱器、エコノマイザー（節炭器）などの燃料や排ガスを使う熱交換器では伝熱面に煤や塵が付着します。通常はこれらを定期的に蒸気や圧縮空気を ...

ポンプを選定する際に、「極数」という言葉が出てきます。正確には電動機の極数なのですが、これは何を意味しているのでしょうか。 今回は、ポンプの極数とは何かについて解説していきたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 極数とは ポンプにつながっているモーターの断面図をイメージしてください。内部には回転子と呼ばれる軸とつながった構造の部品があり、その外殻に固定子とも呼ばれる磁極があります。磁極はS極とN極が隣り合わせになるように設置されています。 この磁 ...

配管の工程図の話になると必ず出てくる言葉にPIDがあります。P&IDとも呼ばれますが、工場内の配管図を表すものです。 一方でPFDという図面もあります。P＆IDとPFDの目的と、記載内容の違いについて解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 P&IDとは 正式名称はPiping and Instrumentation flow Diagramと言い、配管計装図とも呼ばれます。 目的を端的に説明するならば、 P&IDはプ ...

エンジニアリング業界にいると必ず聞く言葉に、「プロセス」「ユーティリティ」があります。 初めて聞く人は、聞き慣れないカタカナ語に戸惑いますよね。今回はこのプロセスとユーティリティの違いについて、わかりやすく説明していきます。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 プロセスとは 日本語でも浸透しているプロセスという言葉ですが、エンジニアリング業界では製品の製造過程のことを指します。 プロセスが意味するものはプラントや工場の業種によって異なります。例えば、石油化学プ ...

ポンプのカタログを見ると必ず性能曲線が掲載されています。 実際に現場に適したポンプを選びたい時、この曲線をどのように活用すればいいのでしょうか？今回は性能曲線やH-Q曲線とは何かについて解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 性能曲線とは ポンプは羽が回ることにより流体にエネルギーを与える機器ですが、その作用は１点で固定されるわけではなく、ある程度の幅を持っています。 全揚程、軸動力、電流、効率などは吐出される流量によって変化します。それぞ ...

今回は、ポンプや空調について勉強していると出てくる静圧と動圧についてです。 圧力を考える時に出てくるこの２つの言葉は何が違うのかについて、解説していきたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 動圧とは うちわで扇ぐと風を感じますよね。これは空気に流速が与えられて、圧力が上がったから、と捉えることができます。この時の圧力を動圧と呼びます。 動圧とは流速や運動エネルギーに関係した圧力です。流体に動きがある時に発生する圧力のことを指します。定義は以下の式 ...

今回のテーマはポンプの騒音についてです。小型ポンプでも結構音がしますし、大型の装置になれば、より騒音が大きくなります。 管理面を考えた時に、法律上の基準や正しい測定方法を知っておいた方がいいです。今回はポンプの騒音と測定方法について解説したいと思います。 騒音値とは ポンプをはじめとする産業機器は、稼働する過程で動作部から音が発生します。騒音を定量化するために用いられるのが、音の強さを示す単位dB（デシベル）です（物理量としてのデシベルは少々複雑なため、説明は割愛します）。 ポンプにおいては、軸受けの振動 ...

ボイラー水管理において計測項目の一つにシリカがあります。水の硬度が高い地域でボイラーを使用する場合は、シリカは注意すべきポイントの一つになります。 今回はシリカ計測器の原理について解説します。 シリカとは シリカとは二酸化ケイ素やケイ酸とも呼ばれる物質のことで、自然界には石英という鉱物として多く存在します。また乾燥剤でお馴染みのシリカゲルは、文字通りシリカをゲル化したものです。 欧州の国々ではミネラル豊富な硬水であることが知られていますが、一方で日本の水は花崗岩や石英の影響でシリカが多く含まれています。 ...

ボイラーの水処理を考えるときに「溶存酸素」という言葉を聞いたことはありませんか？ ものづくりの現場において、連続監視が必要とされるユーティリティや製品は、その計測器の仕組みについてもよく理解しておくほうが良いでしょう。 今回はボイラー水質基準の一つである溶存酸素について、測定器の原理と注意点を解説します。 溶存酸素とは 溶存酸素とは水に溶け込んでいる酸素のことで、単位はmg/Lで表されます。水中の動植物はこの溶存酸素を取り込んで生きています。 飽和溶存酸素量は、水の温度や気圧に影響されます。環境分野では、 ...

設備を新規導入する際に、ポンプの選定を任された経験がある方は多いと思います。型式や能力など気にすることが多く、慣れていないと大変ですよね。 また電池と同じように、直列・並列という接続方法があり、これも液体の使用状況を考慮して組む必要があります。 今回は、ポンプを並列に設置する際の注意点についてまとめました。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 なぜポンプの並列運転を選択するのか？ ポンプを複数台設置するのは、ポンプ１台では能力が足りないためです。 連続的に運転 ...

流量計の種類や測定原理によっては、他のデータによる補正が必要なケースがあります。 今回は蒸気流量計の補正の必要有無について、解説します。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 蒸気流量計の補正とは？ 蒸気の計測を行う流量計にはいくつかの原理があります。 差圧式、渦式、電磁式などがメジャーな型式と言えます。ここの原理については過去の記事でまとめていますので、ぜひご覧ください。 どのタイプも体積を測定するタイプの流量計です。質量を測定するコリオリ式流量計は蒸気には対 ...

大口径の配管などで利用されるバルブの一つにバタフライ弁があります。 この記事ではバタフライバルブのメリット・デメリットについて解説をしたいと思います。 バタフライバルブとは バタフライバルブの構造は、「蝶」と名付けられた丸いディスクと、その中心に通った軸、というシンプルな構造です。 バルブの外側には軸につながったハンドルがあり、ハンドルを９０度回転させることで、全開・全閉を操作することができます（ここはボールバルブを同じです）。また、上の画像のように数回転させることで開閉を行うタイプもあります。 他のバル ...

ボイラーの水質管理をはじめ、産業分野でも水質はよく見られる指標の一つです。 今回は含まれる金属イオン濃度の指標としても使われる導電率やそれを測定する導電率計の原理と注意点について解説します。 導電率とは 導電率は、電気伝導度や伝導率などとも呼ばれる、溶液中の電気の流れやすさを表す度合いです。 単位はS/m（ジーメンス毎メートル）を使います、なおSは電気抵抗Ωの逆数です。 名称は１９世紀のドイツ人電気工学者ヴェルナー・ジーメンスからです。彼は産業分野の自動化システムを提供するグローバル企業シーメンスの創業者 ...

水質管理のために使用されるpHセンサー。 産業分野の現場でも、ラボスケールの研究所でも使用されますよね。ありふれた機器だからこそ原理をしっかりと理解しておきましょう。 今回はpH計の原理や注意点について解説したいと思います。 pHとは pHは日本語だと水素イオン指数と呼ばれ、水素イオンH+が溶液１Lに対し何モル存在しているかを表しています。 pH０から１４まで分類され、７より小さい数字が酸性、７より大きい数字はアルカリ性を意味します。数字は１０の累乗の数字を表していて、例えばpH7ならば水素イオン濃度は1 ...

工場や事業所の省エネを考えるとき、熱源の変更はテーマの一つとして上がります。 条件が合えば、廃熱ボイラーを検討に入れるのがよいかもしれません。今回は廃熱ボイラーとは何かについて解説していきます。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 廃熱ボイラーとは 大型プラントでは製鉄、石油化学品精製などで非常に高い温度（例えば製鉄なら炉内の温度が2000℃を超えます）が必要とされます。 燃焼後に出てきたガスは、高温を維持しながらも使うことはできないため、放熱した上で排気しま ...

エネルギー管理士の勉強をしていると、「丸ボイラー」と「水管ボイラー」という言葉が出てきます。 この記事では水管ボイラーの特徴と種類について解説します。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらも合わせてご覧ください。 水管ボイラーとは 多くの現場で使われている小型貫流ボイラーは、水管ボイラーと呼ばれる分類の中の1つです。 ボイラーについては大きく2つの種類に大別されます。大きな容器の中に入った水を蒸発させる丸ボイラーと、細い配管の中に通る水を加熱する水管ボイラーです。 水管ボ ...

ボイラーについて調べていると、「電気ボイラー」なるものが出てきます。 「これ燃料使わないの？」とびっくりされるかもしれませんね。今回は国内でもいくつか取り扱いのある、電気ボイラーについて解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 電気ボイラーとは 電気ボイラーとは、燃料を使わず電気による加熱を行います。構造は、調べた限りは、貫流ボイラーがほとんどのようです。一般に、 小型貫流ボイラーよりも小型 0.2~0.5MPaG程度の低圧 150kg/h以 ...

生産用の制御システムを考えるときに、「停電が起きた場合にどうするか」と懸念がある装置があります。 突発的に止まることで、重要データを維持したい、製品や装置に対して安全な状態で停止したいなどの場合、UPSの導入が検討されます。 今回は、制御盤内に設置するUPSとは何かについて解説したいと思います。 UPSとは UPSはUninterruptible Power Supplyの略で、電源が突発的に断たれても電力供給を続ける装置のことを指します。具体的にはバッテリーの内蔵した装置で、電源異常時に安定した電力を供 ...

今回は流量計の中でも、静電容量式というタイプの仕組みと用途について解説します。 静電容量式流量計とは？ 静電容量式流量計を検索してみると「電磁流量計」のサイトがよく出てきました。 実は静電容量式流量計は、電磁流量計の1種です。何が違うのかというと静電容量式は、計測部の電極が配管の外にあるため液体と電極が直接触れない非接触型という点です。詳しくご説明します。 まず、静電容量とは何を指す言葉なのでしょうか。これは電気容量とも言われるそうですが、どれくらい電荷（静電気の量）を蓄えられるかを表しています。 導電体 ...

流量計解説シリーズをいくつか続けてきましたが、今回はコリオリ流量計です。 業界によってはあまり見かけることはないかもしれませんが、面白い仕組みをしていますのでコリオリ流量計について解説していきたいと思います。 コリオリ流量計とは？ 構造としては、流体が二股で平行に並んだ細いU字配管（フローチューブ）を通り、再び1本の配管に戻るという形状をしています。（1本の構造のものもあります） 2つのU字管内を流体が流れると、細い配管をねじ曲げようとする力が2つのU字間に対し逆方向に働きます。配管のねじれ角度を計測する ...

流量計について調べたときに、歯車が2つ回る構造のものを見たことがありませんか？ 今回はいくつかある流量計の型式の中の一つ、容積式流量計について詳しく解説します。 容積式流量計とは？ 容積式流量計には、流量検出部に楕円状の歯車が2つ設置されています。 図で言うと、左から右に流体が流れることで歯車が回り、歯車上部分と下部分を流体が交互に流れていきます。 なぜ容積式と呼ぶかですが、升（ます）がよく例えに用いられます。水やお米を図るイメージをしていただきたいのですが、升で何リットル、何合と計りますよね。容積式流量 ...

ボイラーの代表的な種類の一つに「炉筒煙管ボイラー」があります。 最近では、新たに入れることの少なくなったものですが、今回は炉筒煙管ボイラーのメリットやデメリットについて解説してみたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 炉筒煙管ボイラーとは 炉筒煙管ボイラーとは、水を入れた円筒の中に煙管を複数通し、燃焼室のガスを通すことで蒸気を発生させるボイラーです。 丸ボイラの一種で熱源としては、重油やガスが一般的です。 最近では、大型工場以外では効率のいい貫流 ...

燃料を燃焼させて、水に熱を伝え、温水を作る装置に温水ボイラーや給湯器があります。温水ボイラーと給湯器は用途が同じなので、何が違うのかわからないという方も多いのではないでしょうか？ 今回は、そんな疑問を解消するため、温水ボイラーと給湯器の違いについて解説してみたいと思います。 温水ボイラーとは 温水ボイラーとは、燃料を燃焼させて温水を作る装置です。 ボイラーの定義は「燃料を燃焼させる燃焼室と熱を伝える熱交換器がある装置」ということになるので、温水ボイラーは燃料を燃焼室で燃焼させて熱交換器で温水を作り出す装置 ...

再び流量計の型式・原理解説シリーズです。 今回は現場で一番見かける？と言っても過言ではないほど普及している、差圧式流量計について詳しく解説したいと思います。 なぜよく使われるのか、どんな利点があるのか、皆さんの理解の助けになると嬉しいです。 差圧式流量計とは？ 差圧式流量計はその名の通り、流体の圧力差を利用した測定原理をしており、オリフィス式やダイヤフラム式などとも呼ばれます。 配管内部を流れる気体や液体などの流体をイメージしてください。 流れ方向側から、AとBというポイントがあるとすると、配管内に何も遮 ...

現場で使用される真空ポンプは、文字通り真空（大気圧よりも低い状態）を作り出すために活用されています。 原理なんて知らなくても・・・と思われるかもしれませんが、いざ突発的に不調になった時、対処方法がわからないと困りますよね。原理を知っていれば、不調の予測や対処法の考案にもつながるかもしれません。 真空ポンプは原理ごとに分けると大きく３種類あり、かつそれぞれ数種類のタイプがあるため、構造は多岐に渡ります。 今回は、真空ポンプの３つの種類について解説してみたいと思います。 機械式真空ポンプ 機械式真空ポンプは、 ...

流量計の選定をする際にいくつか型式を見かけますよね。今回はシンプルな構造で、実は奥深い、面積式流量計について解説します。 ※ こちらの記事は動画でも解説しています。 面積式流量計とは？ 面積式流量計は、差圧式流量計と並んで最も古いタイプの流量計とされています。縦型のガラス管の中にフロートが浮いているのが特徴です。詳しく解説します。 ガラス管は真っ直ぐな円筒方ではなく、テーパー管と呼ばれる下側が細く上部が太い円錐型をしています。配管中の流体の一部、もしくは全てがこのガラス管の下から上へ向けて流れます。 フロ ...

現場で使う機器のコントロールを担う制御盤。 よく見ると外から接続される配線群があり、制御盤内を開けると無数の配線があるのが確認できます。これらの配線にはどんな役割や基準があるのでしょうか。 今回は、制御盤の内線と外線の違いについて詳しく解説してみたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 制御盤の内線とは 制御盤の中にはスイッチ、リレー、マグネットコンダクターなどの電気機器の他、調節計やシーケンサなどの制御用精密機器などが設置されています。 これらの ...

ポンプを異常振動させる現象としてキャビテーションやエア噛みというものがあります。 今回は、キャビテーションとエア噛みの違いについて解説してみたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 キャビテーションとは キャビテーションとは、飽和温度近くの流体がポンプ内でかき回されることによって圧力が下がり一部が気化、その気泡がはじけることでポンプに衝撃を与える現象です。 キャビテーションが発生するとポンプの振動、インペラの破損など、能力低下など様々な問題が発生し ...

ボイラーのカタログを見ていると、相当蒸発量という言葉がよく出てきます。 今回は、相当蒸発量とは何かについて解説してみたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 相当蒸発量とは 相当蒸発量とは100℃の飽和水を100℃の飽和蒸気にすると想定した際の能力を表します。 ボイラーの能力を表すには、1時間あたりにどれだけの蒸気を発生させることが出来るかというkg/hやton/hが用いられることが多いです。 しかし、最大能力は給水の温度や蒸気の設定圧力によって大 ...

電気、制御系の業務をしていると「アイソレータ」という言葉を聞くことがないでしょうか。 今回はアイソレータとは何かについて、基礎的な部分の解説をしていきます。 アイソレータの役割 英語でisolateというと「分離する、絶縁する」といった意味があります。 計装関係におけるアイソレータは信号線間の直流を遮断し、絶縁する部品のことを指します。 アイソレータは単一方向の信号を伝送しますが、逆向きの信号は遮断する仕組みをしています。そのため絶縁、ノイズ除去、電気信号の回り込みの防止、計器の保護などを目的に使用されま ...